Das Bluetooth Low Energy-Protokoll (auch bekannt als BLE oder Bluetooth Smart) wurde erstmals von Bluetooth SIG zusammen mit der Bluetooth 4.0-Version (2010) eingeführt.

Das BLE-Protokoll ermöglicht eine drahtlose Datenübertragung mit „Low Energy“ -Geräten (Beacons); Einmal in Funktion, hören sie den Kanal weiter, bis ein Gerät eine Verbindung mit ihnen anfordert.

BLE-Beacons senden Datenpakete drahtlos (über das 2,4-GHz-Band), die in konfigurierbaren Zeitrahmen (Broadcast-Intervall) angeordnet sind. Dieser ausgegebene Datenstring wird als Werbepaket bezeichnet. Die Verbindung zum Beacon erfolgt über das Master/Slave-Prinzip. (das gleiche Prinzip von Bluetooth Classic verwendet). Der Master hat die Aufgabe, die Kommunikation (Start, Synchronisation, Ende) abzuwickeln, während der Slave nur die Master-Befehle ausführt. Der Master kann mehrere Verbindungen mit Slaves gleichzeitig öffnen, aber ein Slave kann jeweils nur mit einem Master verbunden werden.

Ein Beispiel für die Master / Slave-Architektur ist die Kommunikation zwischen Smartphone und Beacon: Das Smartphone (Master, mit einem Bluetooth 4.0-Chip oder höher) hört weiterhin auf den Kanal, auf dem die Beacons (Slave) ihre eigene Werbung senden. Sobald es eine Werbung erhält, kann das Smartphone eine Verbindung mit einem oder mehreren Beacons gleichzeitig herstellen (maximal 8).

Ein Beispiel für das Senden von Daten zwischen Master und Slave während des Verbindungsmodus

Da Beacons die meiste Zeit inaktiv bleiben, haben sie einen extrem reduzierten Batterieverbrauch im Vergleich zu einem Bluetooth Classic-Gerät (auch aufgrund der geringen Datenmenge, die während der Verbindung und der Ruhezeit gesendet wird). Dadurch können diese Geräte mit kleinen Energiequellen (z. B. einer Knopfzelle) betrieben werden und haben eine lange Lebenserwartung (von Monaten bis zu mehreren Jahren).

BLUETOOTH NIEDRIGEN ENERGIE VERSIONEN (BLE)

• Es ist das erste Protokoll, das die Low Energy Version (2010) eingeführt hat.

• Schneller als die vorherige Version.
• Behebt das Interferenzproblem mit 4G/LTE.
• Rückwärts kompatibel mit früheren versionen.

• Ermöglicht Chips Bluetooth über die l’Internet Protocol Version zu verwenden 6 (IPV6), für einen direkten Internetzugang.
• Geräte, die die BR / EDR-Kernkonfiguration implementieren, sind abwärtskompatibel mit allen vorherigen Bluetooth-Kernversionen, die dieselbe Technologie implementieren (ab 1.1).
• Im Vergleich zu früheren Versionen, Bluetooth 4.2 ermöglicht einen schnelleren Durchsatz (250% mehr als 4.0 e 4.1 Versionen).
• Die Paketkapazität wurde um das 10-fache gegenüber früheren Versionen erhöht.
• Mit effizienteren und sichereren Funktionen ermöglicht Bluetooth 4.2 nur vertrauenswürdigen Benutzern, Geräte zu verfolgen und mit ihnen zu kommunizieren.
• Rückwärts kompatibel mit früheren versionen.

• Verdoppelt geschwindigkeit geschwindigkeit (von 1 Mbps zu 2 Mbps), und erhöht lesen palette bis zu 4 mal mit gleiche leistung (diese funktionen können nicht koexistieren, nur eine zu der zeit).
• Die Datengröße, die über ein Beacon gesendet werden kann, wurde auf 255 Byte erhöht.
• Die verwendung der lange lesen funktion drastisch reduzieren die trasmission geschwindigkeit; das ist, weil größer ist der abstand, größer ist die wahrscheinlichkeit einige bits verloren gehen, und führen sie die notwendige steuert reduzieren die menge von bits, die gesendet werden können.
• Rückwärts kompatibel mit früheren versionen.

Übersichtstabelle der wichtigsten Unterschiede zwischen Bluetooth-Versionen (von 2.0 bis 5.0).

DENKEN SIE DARAN:

Sowohl Bluetooth als auch Bluetooth Low Energy arbeiten auf demselben Band (2,4GHz).

Sowohl Bluetooth als auch Bluetooth Low Energy nutzen die Master/Slave Architektur: Zuerst muss die Verbindung hergestellt werden, dann kann die Kommunikation starten.

BLE-Geräte arbeiten im Ruhemodus, sodass sie nur dann aufwachen, wenn eine Verbindungsanforderung gesendet wird, die eine längere Dauer als ein Bluetooth Classic-Gerät ermöglicht.

BLE-Geräte ermöglichen eine schnellere Verbindung und kostengünstigere Kosten als ein klassisches Bluetooth-Gerät, haben jedoch einen geringeren Datendurchsatz und eine geringere Leseentfernung.

MÖGLICHE BLE-ORIENTIERTE ANWENDUNGEN

Innerhalb der IOT-Industrie (Internet Of Things) gibt es viele Anwendungen, in die die BLE-Technologie integriert werden kann. Einige Beispiele hier unten:

Indoor Position System – > Indoor-Tracking eines Gebäudes mit Personen / Tieren / Objekten darin (um zu wissen, ob sich die dem Beacon zugeordnete Entität in dem vom Benutzer entworfenen Bereich befindet).

Sicherheit am Arbeitsplatz -> Ständige Überwachung der Arbeiter und die Möglichkeit, eine spezielle Werbung zu senden, wenn etwas Ungewöhnliches passiert (z. B. Sturz, Verlassen des Arbeitsplatzes usw.).

Zutrittskontrolle – > Ein Beacon kann die klassische PVC-Karte ersetzen, aber mehr durchlässig, es ist kein Kontakt erforderlich oder ein Tor zu überqueren, sondern nur einen bestimmten, vom Benutzer festgelegten Bereich zu betreten / zu verlassen.

Marketing -> Es ist möglich, ein Beacon einer bestimmten Kategorie oder einem bestimmten Produkt zuzuweisen und es mit benutzerdefinierten Werten zu konfigurieren, sodass das Beacon ein Paket mit den relativen Daten der zugehörigen Kategorie / des zugehörigen Produkts per Werbung senden kann.

Tourismus -> Platzieren von Baken in verschiedenen Bereichen eines Museums / Parks und ordnen Sie sie den gewünschten Bereichen / Objekten zu, damit sie sie beschreiben können (Smart Guide).

Smart Home -> Zum Aktivieren / Deaktivieren von „intelligenten“ Geräten in einem Haus, basierend auf bestimmten Werten, die vom Beacon übertragen werden (z. B. wenn ein Beacon mit einem Temperatursensor einen Wert von mehr als 27 ° markiert, senden Sie über Ad-hoc-Geräte einen Befehl zum EINSCHALTEN an eine Klimaanlage). Diese Art von Anwendungen funktioniert nicht nur mit einer Master / Slave-Logik, sondern benötigt die Unterstützung von Ad-hoc-Geräten, die mit dieser Art von Dynamik umgehen können.