Bluetooth (BT) en de verbeterde versie met Bluetooth (BLE) met laag vermogen zijn sleuteltechnologieën geworden op het gebied van communicatie. Via deze technologieën kunnen Internet of Things (IoT)-apparaten draadloos verbinding maken en gegevens verzenden, waaronder tekst, audio en streaming video's.
Het ontwerp, de implementatie en de certificering van een compleet BT-knooppunt vereisen echter uitgebreide professionele kennis, inclusief analoge en digitale basisbandfuncties, door firmware aangestuurde ingebedde verwerking, RF-ontwerp van front-endversterkers met laag geluidsniveau en zendervermogensversterkers.
Om deze functies te verwezenlijken is ook effectief energiebeheer nodig als ondersteuning. Bovendien moet elk BT-knooppunt voldoen aan een reeks uitgebreide prestatiegerelateerde doelvereisten en aan wettelijke vereisten met betrekking tot radiofrequentie-interferentie (RFI) en elektromagnetische interferentie (EMI). Deze regelgeving kan het ontwerp bemoeilijken en de implementatiesnelheid van apparaten vertragen.
Dit artikel introduceert een korte introductie van BLE en de toepasbaarheid ervan op het gebied van IoT-apparaten met laag vermogen. Introduceer vervolgens de kant-en-klare BLE-modules van Ezuro en leg uit hoe deze modules kunnen helpen de ontwikkeling van IoT-nodes die BLE ondersteunen te versnellen.
Van Bluetooth tot BLE
Bluetooth is een wereldwijde open standaard voor draadloze gegevens- en spraakoverdracht, die wordt gebruikt om goedkope draadloze verbindingen op korte afstand tussen verschillende elektronische apparaten tot stand te brengen. Bluetooth is geschikt voor gebruik in de 2,4 GHz industriële, wetenschappelijke en medische (ISM) frequentieband en de toepassingen ervan omvatten transmissie over beperkte afstand van audio- en tekstbeelden, videostreaming, koppeling van smartphones en hoofdtelefoons en IoT-connectiviteit met laag vermogen.
De Bluetooth 1.0-specificatie vereist een transmissieafstand van 10 meter (van toepassing op Klasse 2-apparaten), eenvoudig point-to-point-netwerken en een gegevensoverdrachtsnelheid van 732,2 kilobits per seconde (kb/s); De eerste reeks producten werd gelanceerd in 2000. In de verbeterde bepalingen van versie 2.0 (2004) en versie 3.0 (2009) van deze standaard werd de datatransmissiesnelheid verhoogd tot respectievelijk 3 megabits per seconde en 24 megabits per seconde (Mb/s).
Voor veel doeltoepassingen zijn de stroomverbruikvereisten van de oorspronkelijke BT-link echter te hoog. In 2010 werd versie 4.0 (BLE) aangenomen en werd de vorige versie informeel omgedoopt tot Bluetooth Classic (Afbeelding 1). Gebaseerd op een geoptimaliseerde protocolstack met lage bandbreedte die speciaal is ontworpen voor IoT-apparaten, gebruikt BLE een inactieve modus met ultralaag vermogen, waardoor het energieverbruik met ongeveer 90% wordt verminderd. Door deze inactieve modus kunnen IoT-sensoren, locatiebakens, smart home-knooppunten, medische apparaten en fitnesstrackers jarenlang op zeer kleine knoopbatterijen werken.