IoT CR8
El estándar Bluetooth 4.0 incluye dos estándares Bluetooth. Para ser precisos, es un estándar de modo dual, que incluye la parte Bluetooth tradicional (también llamada Bluetooth clásico) y la parte de bajo nivel. parte de alimentación Bluetooth. Estas dos partes son adecuadas para diferentes aplicaciones o condiciones de aplicación. El Bluetooth tradicional se desarrolla y mejora en base a las versiones anteriores 1.0.1.2, 2.EDR, 2.1+EDR, 3.EDR, etc. Bluetooth Low Energy está desarrollado en base al estándar Wibree de Nokia.
El Bluetooth tradicional se puede utilizar para la transmisión de grandes cantidades de datos, como voz, música, transmisión de datos de alta velocidad, etc. Bluetooth de baja energía se puede aplicar a productos con altos requisitos de tiempo real pero bajas velocidades de datos, como controles remotos, como ratones, teclados, ratones aéreos y transmisión de datos de dispositivos sensores, como cinturones de latidos, monitores de presión arterial, temperatura. sensores, etc El Bluetooth tradicional tiene tres niveles de potencia, Clase 1, Clase 2 y Clase 3, que admiten distancias de transmisión de 100 m, 10 my 1 m respectivamente. Sin embargo, el Bluetooth de baja potencia no tiene nivel de potencia y la potencia de transmisión general sí. 7 dBm. Generalmente, no debería haber ningún problema si la distancia de apertura alcanza los 20 m.
Así que Bluetooth 4.0 es una fusión del Bluetooth tradicional y el Bluetooth Low Energy, no solo el Bluetooth Low Energy.
Bluetooth 4.0 es un complemento de la especificación Bluetooth 3.HS y está especialmente diseñado para soluciones inalámbricas con requisitos de alto costo y consumo de energía. En comparación con la versión 3.0, Bluetooth 4.0 ahorra más energía, es más económico, es interoperable entre proveedores, tiene una latencia baja de 3 milisegundos, una larga distancia de conexión efectiva, cifrado AES-128, etc. Bluetooth 4.0 se puede utilizar ampliamente en muchos campos, como la atención médica, los deportes y el fitness, el entretenimiento en el hogar y la seguridad. Generalmente se utiliza en auriculares Bluetooth, parlantes Bluetooth, podómetros, monitores de frecuencia cardíaca, medidores inteligentes, sensores de Internet de las cosas y otros dispositivos, lo que amplía enormemente el alcance de aplicación de la tecnología Bluetooth. El consumo de energía en funcionamiento y en espera de esta tecnología es extremadamente bajo y una batería de botón puede incluso funcionar de forma continua durante varios años.
Bluetooth 4.0 admite dos modos de implementación: modo dual y modo único.
La función Bluetooth de modo dual y bajo consumo está integrada en el controlador Bluetooth clásico existente, o se agrega una pila de bajo consumo al chip de tecnología Bluetooth clásico existente (2,1+EDR/3,HS). y la arquitectura general Básicamente sin cambios, con un aumento de costos limitado. El modo único está orientado a dispositivos compactos y altamente integrados. Utiliza una capa de enlace liviana para proporcionar operación en modo de espera con consumo de energía ultra bajo, recuperación simple del dispositivo y transferencia de datos confiable de punto a multipunto. También permite que los sensores conectados secuencian el tráfico de Bluetooth de baja energía en transmisiones de Bluetooth, así como conexiones cifradas seguras y de ahorro de energía avanzadas. Consumo de energía pico, promedio y modo de espera ultrabajo.
Velocidad: Soporta paquetes de datos ultracortos, velocidad de transferencia de datos 1Mbps, mínimo 8 octetos, máximo 27. Todas las conexiones utilizan la subtasa de detección aumentada de Bluetooth 2.1 para ciclos de trabajo ultrabajos.
Salto de frecuencia: utiliza el salto de frecuencia adaptativo común a todas las versiones de especificación de Bluetooth para minimizar la diafonía con otras tecnologías inalámbricas de banda ISM de 2,4 GHz.
Control maestro: más inteligente, puede dormir más tiempo y despertarse solo cuando sea necesario para realizar acciones.
Latencia: la configuración de la conexión y la transferencia de datos se pueden completar en tan solo 3 ms.
Alcance: aumenta el índice de modulación, el alcance máximo puede superar los 100 metros (la distancia varía según los diferentes campos de aplicación).
Robustez: Todos los paquetes de datos se verifican mediante CRC de 24 bits para garantizar la máxima inmunidad a las interferencias.
Seguridad: El algoritmo de cifrado AES-128 CCM se utiliza para el cifrado y autenticación de paquetes.
Topología: cada recepción de cada paquete de datos utiliza un direccionamiento de 32 bits, que en teoría puede conectar mil millones de dispositivos; optimizado para conexiones uno a uno, admitiendo una topología en estrella de uno a muchos con conectividad rápida; Con conexiones y desconexiones, los datos se pueden transferir dentro de una topología de malla sin la necesidad de mantener una red de malla compleja.
2. Acerca de Bluetooth BLE
BLE es la abreviatura de azul de baja energía. La tecnología Bluetooth Low Energy (BLE) es una tecnología inalámbrica robusta, interoperable, de corto alcance y de bajo costo que opera en la banda de radio ISM de 2,4 GHz exenta de licencia. Fue diseñado desde cero como tecnología inalámbrica de potencia ultrabaja (ULP). Utiliza muchos trucos inteligentes para minimizar el consumo de energía.
Arquitectura Bluetooth de bajo consumo * * * consta de dos chips: un chip monomodo y un chip de modo dual.
Los chips Bluetooth monomodo pueden comunicarse con otros chips monomodo y chips de modo dual. En este momento, este último necesita utilizar tecnología Bluetooth de baja energía en su propia arquitectura para enviar y recibir datos. El chip de modo dual también puede comunicarse con la tecnología Bluetooth estándar y otros chips de modo dual que utilizan la arquitectura Bluetooth tradicional.
El chip de modo dual se puede utilizar en cualquier situación en la que actualmente se utilice un chip Bluetooth estándar. Esto permite que los teléfonos móviles, PC, dispositivos de navegación personal (PND) u otras aplicaciones con chips de modo dual se comuniquen con todos los dispositivos Bluetooth estándar heredados que ya se utilizan en el mercado, así como con todos los dispositivos Bluetooth de bajo consumo del futuro. Sin embargo, dado que estos dispositivos necesitan realizar tareas estándar de Bluetooth y Bluetooth de baja energía, los chips de modo dual no están tan optimizados como los chips de modo único para el funcionamiento ULP.
Los chips monomodo pueden funcionar durante mucho tiempo (meses o incluso años) con una batería de botón (como la CR2032 de 3 V, 220 mAh). Por el contrario, la tecnología Bluetooth estándar (y los dispositivos de modo dual Bluetooth Low Energy) normalmente requieren el uso de al menos dos baterías AAA (de 10 a 12 veces más potentes que las pilas de botón y pueden tolerar corrientes máximas mucho más altas) y, en muchos casos, a la mayoría Trabaja durante varios días o semanas (dependiendo de la aplicación). Tenga en cuenta que también existen algunos dispositivos Bluetooth estándar altamente especializados que pueden funcionar con baterías de menor capacidad que las baterías AAA.
El módulo Bluetooth 4.0 producido por SKYLAB tiene un bajo consumo de energía y utiliza el chip monomodo nRF51822. Si estás interesado, ¡puedes descubrir más!