Protokół Bluetooth Low Energy (znany również jako BLE lub Bluetooth Smart) został po raz pierwszy wprowadzony przez Bluetooth SIG wraz z wersją Bluetooth 4.0 (2010).

protokół BLE umożliwia bezprzewodowe przesyłanie danych za pomocą urządzeń „niskoenergetycznych” (beaconów); po uruchomieniu słuchają kanału, dopóki urządzenie nie zażąda połączenia z nimi.

BLE Beacons transmitują pakiety danych za pośrednictwem sieci bezprzewodowej (w paśmie 2,4 GHz) rozmieszczonych według konfigurowalnych ram czasowych (interwał transmisji). Ten emitowany ciąg danych nazywany jest pakietem reklamowym. Połączenie z Beaconem odbywa się poprzez zasadę Master / Slave. (ta sama zasada używana przez Bluetooth Classic). Master ma zadanie obsłużyć komunikację (start, synchronizacja, koniec), podczas gdy Slave wykonuje tylko polecenia Master. Master może otwierać wiele połączeń ze Slave naraz, ale Slave może być połączony tylko z jednym Master naraz.

przykładem architektury Master / Slave jest komunikacja między smartfonem a Beaconem: smartfon (Master, z chipem Bluetooth 4.0 lub wyższym) słucha kanału, w którym beacony (Slave) wysyłają własne reklamy. Po otrzymaniu reklamy smartfon może wykonać połączenie z jednym lub kilkoma sygnalizatorami naraz (maksymalnie 8).

przykład przesyłania danych między Master i Slave w trybie połączenia

przez większość czasu nieaktywne beacony mają znacznie mniejsze zużycie baterii w porównaniu z urządzeniem Bluetooth Classic (również ze względu na niewielką ilość danych wysyłanych podczas połączenia i okres uśpienia). Dzięki temu urządzenia te mogą być zasilane z małych źródeł energii (takich jak ogniwo Monety) i mają długą żywotność (od miesięcy do kilku lat).

Wersje BLUETOOTH LOW ENERGY (BLE)

• jest to pierwszy protokół, który wprowadził wersję niskoenergetyczną (2010).

• szybszy niż poprzednia wersja.
• rozwiązuje problem zakłóceń z 4G/LTE.
• wstecznie kompatybilny z poprzednimi wersjami.

• pozwala chipy do korzystania z Bluetooth Przez l ’ Internet Protocol Wersja 6 (IPV6), dla bezpośredniego dostępu do Internetu.
• urządzenia, które implementują konfigurację rdzenia BR / EDR będą wstecznie kompatybilne ze wszystkimi poprzednimi wersjami rdzenia Bluetooth, które implementują tę samą technologię (począwszy od wersji 1.1).
• w porównaniu z poprzednimi wersjami Bluetooth 4.2 umożliwia szybszą przepustowość (o 250% więcej niż wersje 4.0 e 4.1).
• pojemność pakietów została zwiększona 10 razy więcej niż w poprzednich wersjach.
• dzięki bardziej wydajnym i bezpiecznym funkcjom Bluetooth 4.2 pozwala tylko zaufanym użytkownikom śledzić urządzenia i komunikować się z nimi.
• wstecznie kompatybilny z poprzednimi wersjami.

• podwojona prędkość (z 1Mbps do 2Mbps) i zwiększony zasięg odczytu do 4 razy przy tej samej mocy (te funkcje nie mogą współistnieć, tylko jedna w tym czasie).
• Rozmiar danych, które mogą być wysyłane przez sygnał nawigacyjny zwiększony do 255 bajtów.
• użycie funkcji długiego odczytu drastycznie zmniejsza prędkość trasmisji; dzieje się tak dlatego, że większa jest odległość, większe jest prawdopodobieństwo utraty niektórych bitów, a wykonanie niezbędnych kontroli zmniejsza ilość bitów, które mogą być wysłane.
• wstecznie kompatybilny z poprzednimi wersjami.

Zestawienie głównych różnic pomiędzy wersjami Bluetooth (od 2.0 do 5.0).

pamiętaj:

zarówno Bluetooth, jak i Bluetooth Low Energy działają na tym samym paśmie (2,4 GHz).

zarówno Bluetooth, jak i Bluetooth Low Energy wykorzystują architekturę Master/Slave: najpierw musisz nawiązać połączenie, a następnie rozpocząć komunikację.

urządzenia BLE działają w trybie uśpienia, więc budzą się tylko wtedy, gdy wysłane jest żądanie połączenia, co pozwala im na dłuższy czas działania niż urządzenie Bluetooth Classic.

urządzenia BLE umożliwiają szybsze połączenie i bardziej ekonomiczne koszty niż klasyczne urządzenie Bluetooth, ale mają niższą przepustowość danych i mniejszą odległość odczytu.

możliwe zastosowania zorientowane na BLE

w branży IOT (Internet of Things) istnieje wiele aplikacji, w których można zintegrować technologię BLE. Przykład poniżej:

Indoor Position System – > śledzenie budynku z ludźmi/zwierzętami/obiektami w nim (aby dowiedzieć się, czy podmiot powiązany z sygnalizatorem znajduje się w obszarze zaprojektowanym przez użytkownika).

bezpieczeństwo w miejscu pracy – > stały monitoring pracowników i możliwość wysłania specjalnej reklamy, jeśli zdarzy się coś nietypowego (np. upadek, porzucenie stanowiska pracy itp.).

Kontrola dostępu – > sygnalizator może zastąpić klasyczną kartę PCV, ale bardziej trwały, nie ma potrzeby kontaktu ani przekraczania bramy, a jedynie wejście/opuszczenie określonego obszaru określonego przez użytkownika.

Marketing -> możliwe jest przypisanie Beacona do określonej kategorii lub produktu i skonfigurowanie go z niestandardowymi wartościami, umożliwiając Beaconowi wysyłanie za pomocą reklamy pakietu zawierającego względne dane powiązanej kategorii/produktu.

Turystyka- > umieszczanie beaconów w różnych obszarach Muzeum / parku i kojarzenie ich z pożądanymi obszarami / obiektami, tak aby mógł je opisać (Inteligentny przewodnik).

Inteligentny Dom -> aby włączyć/wyłączyć „inteligentne” urządzenia wewnątrz domu , na podstawie pewnych wartości trasmitted przez sygnał nawigacyjny (na przykład, jeśli sygnał nawigacyjny z czujnikiem temperatury oznacza wartość wyższą niż 27°, wyślij za pośrednictwem urządzeń ad hoc polecenie włączenia zasilania do klimatyzatora). Tego typu aplikacje nie działają tylko z logiką Master / Slave, ale potrzebują wsparcia urządzeń ad hoc, które mogą obsługiwać tego typu dynamikę.