- Potreba po hitrosti
- Območje prenosa
- Napajanje / življenjska doba baterije / velikost baterije
- Kompatibilnost
- Najboljše iz dveh svetov: dvojni način Bluetooth
- Varnost
- Povzetek
- O avtorju
Pri ustvarjanju novega izdelka so vam na voljo številni brezžični standardi. Vsaka izbira ima svoj nabor prednosti in slabosti. Res je odvisno od vašega cilja. V tem članku si bomo ogledali tri najbolj priljubljene brezžične standarde kratkega dosega, vključno z: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) in WiFi Direct.
Potreba po hitrosti
Če je hiter prenos podatkov najpomembnejša zahteva za vaš izdelek, potem bo najverjetneje najboljša izbira WiFi Direct. Vsi so že slišali za WiFi, le redki pa poznajo WiFi Direct. Čeprav se to spreminja. Za standardni WiFi je potrebna dostopna točka. Torej, če želite podatke prenesti iz ene naprave v drugo, morajo ti prehajati skozi dostopno točko. WiFi Direct ima prednosti WiFi-ja v hitrosti brez potrebe po dostopni točki. Podatki se lahko prenašajo neposredno iz ene naprave v drugo, tako kot Bluetooth.
Primerjava hitrosti |
|
Brezžični standard | Hitrost |
Bluetooth nizkoenergijski | 1 Mbps |
Bluetooth Classic | 2-3 Mbps |
Wifi-Direct | 100-250 Mbps |
WiFi Direct ima največjo hitrost prenosa podatkov približno 10-krat večjo od hitrosti, ki jo lahko dobite s tehnologijo Bluetooth Classic. Na primer, če mora vaš izdelek pretakati video, zlasti video visoke ločljivosti, boste potrebovali najhitrejšo možno brezžično povezavo. Bluetooth nikakor ne bo dovolj hiter, zato boste skoraj zagotovo morali ponuditi povezavo WiFi Direct.
Na drugem koncu spektra hitrosti je Bluetooth Low-Energy (imenovan tudi Bluetooth Smart), ki je približno 2-3x počasnejši od Bluetooth Classic ali 20-30x počasnejši od WiFi Direct. Običajno se uporablja za prenos majhnih količin občasnih podatkov, kot so odčitki senzorjev (temperatura, pospešek itd.) Ali morda GPS koordinate.
Kadar morate nenehno prenašati podatke, na primer pri pretakanju zvoka, boste običajno morali uporabiti Bluetooth Classic. Bluetooth Classic je optimiziran za pretakanje aplikacij v primerjavi z BLE, ki je optimiziran za kratke, redke rafale podatkov.
Vendar je mogoče BLE uporabljati za pretakanje zvoka, vendar ne v isti kakovosti kot pri Bluetooth Classic. Na primer, ponudnik skladov Bluetooth, Searan LLC, vam lahko nudi sklad Bluetooth LE po meri, ki omogoča pretakanje zvoka.
Območje prenosa
WiFi Direct ima največji doseg približno 200 čevljev, v primerjavi s samo 50 metri, ki je običajno za Bluetooth (klasični in nizkoenergijski). Povečan doseg WiFi Direct je mogoč zaradi večje prenosne moči, ki jo uporablja WiFi Direct.
Kompromis je življenjska doba baterije in ta povečana moč prenosa bo izpraznila majhno baterijo veliko hitreje kot kateri koli standard Bluetooth.
Primerjava dosega |
|
Bluetooth nizkoenergijski |
Običajno 50 ft, z razširilnikom dosega pa 1.500 ft |
Bluetooth Classic |
Običajno 50 ft, vendar s podaljškom dosega do 3.000 ft |
Wifi-Direct |
200 ft |
A počakajte trenutek… stvari niso vedno tako preproste. Obstaja nekaj izjem. Najprej dejansko obstajajo različni razredi oddajnikov Bluetooth. Večina izdelkov Bluetooth uporablja oddajnik razreda 2 z dosegom približno 50 čevljev, kot je bilo že omenjeno. Vendar je mogoče uporabiti oddajnik razreda 1 z dosegom približno 300 čevljev. Toda, tako kot pri WiFi Direct, ima večja prenosna moč ceno zmanjšane življenjske dobe baterije.
Z uporabo vezja za razširitev dosega (ki je večinoma sestavljen iz zelo občutljivega sprejemnika) lahko doseg še povečate z Bluetoothom. Na primer, ponudnik modula Bluetooth Bluegiga ponuja modul BLE velikega dosega (BLE121LR) z dosegom do približno 1500 čevljev. Ponujajo tudi Bluetooth Classic modul za dolge razdalje (WT41) z dosegom do 3000 čevljev!
Obstaja še ena izjema. V nekaterih aplikacijah lahko Bluetooth (tudi različica z nizko porabo energije) oddaja v večjem obsegu kot WiFi Direct, pri tem pa porabi zelo malo energije. To je mogoče zaradi izjemne funkcije, imenovane mrežno mreženje.
Običajno za pošiljanje podatkov iz naprave A v napravo C morate vzpostaviti neposredno povezavo med A in C. Toda z mrežnim omrežjem lahko podatke iz naprave A pošljete v napravo C prek naprave B. Torej, če je naprava B na polovici poti med A in C, potem sta lahko A in C dvakrat narazen, kot je običajno dovoljeno. To je zato, ker naprava B deluje kot rele ali v mnogih pogledih ojačevalnik signala. To idejo lahko razširimo, tako da omogočimo veliko mrežo medsebojno povezanih naprav z nizko porabo energije, razporejenih na velike razdalje. Dejansko je lahko do 65.000 naprav medsebojno povezanih z uporabo mreže.
Vodilni proizvajalec mikročipov Bluetooth, imenovan CSR, je leta 2014 z njihovimi nizkoenergijskimi čipi Bluetooth začel vključevati mrežna omrežja. Zaenkrat so edini proizvajalec čipov, ki ponuja mreže z BLE. Vendar dvomim, da bo tako še veliko dlje.
Obstaja možnost, da se razvije Bluetooth po meri, ki omogoča mrežno mreženje z drugimi čipi ali Bluetooth Classic. Vem, da lahko ponudnik skladov Bluetooth Searan svojim mrežam Bluetooth doda mrežna omrežja.
Napajanje / življenjska doba baterije / velikost baterije
Večja hitrost in daljše območje neposrednega prenosa sta povezana z večjo porabo energije in s tem krajšo življenjsko dobo baterije. Torej, če sta življenjska doba baterije ali velikost baterije pomembna za vaš izdelek, potem poraba energije postane kritična.
Bluetooth z nizko porabo energije (BLE) je očitni zmagovalec pri nizki porabi energije. Razvit je bil predvsem za aplikacije interneta stvari, ki jih je treba večkrat zagnati iz majhne baterije za eno uro. Naprava BLE lahko deluje eno leto ali dve na eni bateriji ure. To je mogoče predvsem zato, ker so te vrste izdelkov namenjene le občasnemu prenosu. Naprava BLE lahko na primer podatke prenaša samo 1 sekundo enkrat na minuto. To pomeni, da je naprava v prostem teku 59/60 = 98,3% časa.
Kompatibilnost
Če je združljivost s starejšimi pametnimi telefoni ključnega pomena za vaš izdelek, je morda najboljša izbira Bluetooth Classic. Vsi pametni telefoni podpirajo Bluetooth Classic, vendar le zmerno novejši telefoni podpirajo BLE in WiFi Direct.
Primerjava dosega |
||
Bluetooth nizkoenergijski |
Vse različice |
Vse različice |
Bluetooth Classic |
Različica 4.3 ali novejša |
Različica 4S ali novejša |
Wifi-Direct |
Različica 4.0 ali novejša |
Različica 5S ali novejša |
Najboljše iz dveh svetov: dvojni način Bluetooth
Za nekatere programe je včasih najboljša izbira Bluetooth Classic, včasih pa je najboljša možnost Bluetooth Low-Energy. Na primer, morda imate raje Bluetooth z nizko porabo energije, da prihrani življenjsko dobo baterije, hkrati pa želite omogočiti združljivost s starejšimi pametnimi telefoni.
Najboljša rešitev je lahko dvojni način Bluetooth. Pri komunikaciji z novejšimi telefoni lahko uporabite način BLE za varčevanje z energijo, ko pa se morate povezati s starejšimi telefoni, lahko izberete klasični način. Večina izdelovalcev čipov Bluetooth in ponudnikov modulov ponuja rešitve Bluetooth z dvema načinoma.
Varnost
Vsi trije brezžični standardi nudijo visoko stopnjo varnosti. Vendar WiFi uporablja 256-bitno šifriranje, medtem ko Bluetooth (Classic in LE) uporablja samo 128-bitno šifriranje. V večini primerov je raven varnosti Bluetooth zadostna, če pa je varnost za vaš izdelek kritična, je morda boljša možnost WiFi Direct.
Povzetek
Kot vedno pri inženirstvu, obstajajo kompromisi med različnimi rešitvami. Nobena rešitev ni najboljša v vseh aplikacijah. Odločiti se morate, katera merila so za vaš izdelek najpomembnejša. To je lahko preprosto ali zapleteno. Če je za vas pomembna samo hitrost, je vaša izbira enostavna. Ali če je življenjska doba baterije vaša glavna skrb, potem je vaša izbira precej preprosta. Če pa vas skrbijo tako hitrost kot poraba energije, potem postane vaša izbira bolj zapletena.
Odločitev, katere specifikacije so najpomembnejše za vaš izdelek, je vedno izziv pri razvoju izdelka. Dobrodošli v svetu razvoja izdelkov, kjer nič ni zares preprosto. Če bi bilo enostavno, bi bilo vsako podjetje enako uspešno kot Apple.