Πιθανώς, στην εποχή μας δεν έχουν μείνει άνθρωποι που να μην έχουν ακούσει για την τεχνολογία Bluetooth. Είναι αρκετά μεγάλη. Κάθε σύγχρονο τηλέφωνο και tablet είναι εξοπλισμένο με μια τέτοια μονάδα. Όμως, το ερώτημα του τι είναι το Bluetooth εξακολουθεί να είναι επίκαιρο και εμφανίζεται αρκετά συχνά.

Παρά το γεγονός ότι σήμερα υπάρχουν νέες ασύρματες τεχνολογίες που χαρακτηρίζονται από υψηλότερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, το Bluetooth έχει ωστόσο σταθερά καταλάβει τη θέση του. Αυτό οφείλεται στα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα αυτού του προτύπου. Για να τα κατανοήσετε, πρέπει να μελετήσετε τι είναι το Bluetooth, πώς λειτουργεί και ποιες δυνατότητες διαθέτει.

Τι είναι το Bluetooth

Αυτή είναι η ασύρματη τεχνολογία. Δηλαδή, η μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται μέσω ραδιοφωνικών καναλιών. Το Bluetooth σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε μια ασύρματη σύνδεση μεταξύ συσκευών, χάρη στην οποία μπορείτε να μεταφέρετε απολύτως οποιαδήποτε πληροφορία. Επιπλέον, αυτή η τεχνολογία σάς επιτρέπει να ελέγχετε εξ αποστάσεως συσκευές και να δημιουργείτε φωνητικές επικοινωνίες. Αυτό σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε ασύρματα ακουστικά, ακουστικά, καθώς και να ελέγχετε εξ αποστάσεως εκτυπωτές, σαρωτές και ούτω καθεξής.

Αν μεταφράσουμε τη λέξη Bluetooth από Στα Αγγλικά, τότε θα σημαίνει «Μπλε δόντι». Οι προγραμματιστές επέλεξαν αυτό το όνομα για έναν λόγο. Γεγονός είναι ότι τη δεκαετία του 900 ο βασιλιάς Χάραλντ Bluetooth (μπλε δόντια) ζούσε στη Δανία. Μπόρεσε να ενώσει τη Νορβηγία και τη Δανία. Η τεχνολογία πήρε το όνομά του.

Στην πραγματικότητα, το καθήκον του είναι να ενώνει συσκευές για την ανταλλαγή πληροφοριών και τη μεταφορά αρχείων. Λοιπόν, τι είναι το Bluetooth ξέρετε. Τώρα μπορούμε να προχωρήσουμε στο ερώτημα σε τι χρησιμεύει.

Περιγραφή και χαρακτηριστικά της τεχνολογίας Bluetooth: Βίντεο

Πώς και γιατί μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Bluetooth

Η απάντηση στο ερώτημα τι χρησιμεύει το Bluetooth είναι διφορούμενη. Μετά από όλα, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, αυτή η τεχνολογία σας επιτρέπει να εκτελείτε διάφορες λειτουργίες. Φυσικά, η ουσία είναι η ίδια - η σύνδεση συσκευών για ανταλλαγή δεδομένων. Αλλά ποια θα είναι αυτά τα δεδομένα και για ποιο σκοπό θα τα μεταφέρετε - εξαρτάται ήδη από εσάς.

Για παράδειγμα, οι οδηγοί χρησιμοποιούν συχνά ασύρματα ακουστικά. Αυτά τα ακουστικά διαθέτουν ενσωματωμένο προσαρμογέα Bluetooth. Η ίδια μονάδα είναι διαθέσιμη στο τηλέφωνο. Χάρη σε αυτό, τα ακουστικά συνδέονται με το κινητό και δημιουργείται μια φωνητική σύνδεση. Επιπλέον, το Bluetooth χρησιμοποιείται για τηλεχειρισμό. Για παράδειγμα, για εκτύπωση χρησιμοποιώντας εκτυπωτή, για έλεγχο τηλεόρασης ή άλλων οικιακών συσκευών.

Μια άλλη λειτουργία του Bluetooth είναι η μετάδοση ήχου σε ακουστικό σύστημα. Δεν πρέπει να συγχέεται με ένα ακουστικό. Υπάρχει μια ελαφρώς διαφορετική προδιαγραφή εδώ. Η ουσία είναι να μεταφέρετε όλους τους ήχους από το τηλέφωνο ή το tablet σας στα ηχεία. Υπάρχουν δύο τέτοιες λειτουργίες:

Ακουστικό.
A2DP.

Η μόνη διαφορά μεταξύ τους είναι ότι το πρώτο μεταδίδει όλους τους ήχους από το τηλέφωνο και το δεύτερο μόνο μουσική (στερεοφωνικό ήχο). Όπως ήδη γνωρίζετε, για να λειτουργήσει οποιαδήποτε από τις λειτουργίες, και οι δύο συνδεδεμένες συσκευές πρέπει να είναι εξοπλισμένες με τους κατάλληλους προσαρμογείς. Αυτό θέτει το ερώτημα, τι είναι ένας προσαρμογέας Bluetooth.

Τι είναι μια μονάδα bluetooth

Αυτή είναι μια συσκευή που σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη λειτουργία για δικούς σας σκοπούς. Η ουσία του προσαρμογέα είναι να μετατρέψει ένα ψηφιακό σήμα σε αναλογικό και να το μεταδώσει μέσω ραδιοκυμάτων σε άλλη παρόμοια μονάδα επικοινωνίας. Αυτό, με τη σειρά του, λαμβάνει ραδιοκύματα και τα μετατρέπει σε ψηφιακό σήμα (σε byte δεδομένων).

Για αυτό, χρησιμοποιείται ραδιοεπικοινωνία στη ζώνη ISM. Αυτές οι συχνότητες δεν απαιτούν άδεια. Με άλλα λόγια, απολύτως οποιοσδήποτε μπορεί να τα χρησιμοποιήσει χωρίς να παραβιάσει το νόμο. Επιπλέον, αυτή η δυνατότητα σας εξοικονομεί από το υψηλό κόστος της δικτύωσης.

Πώς μοιάζει το Bluetooth; Ο ίδιος ο προσαρμογέας μοιάζει με μια μικρή πλακέτα με τσιπ. Είναι τόσο μικρό που χωράει εύκολα σε μια μικρή συσκευή USB που είναι μικρότερη από μια μονάδα flash.

Η ίδια η τεχνολογία υποδεικνύεται από ένα μπλε εικονίδιο με τη μορφή τριών δοντιών.

Πώς να χρησιμοποιήσετε το Bluetooth: Βίντεο

Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων Bluetooth

Δεδομένου ότι αυτή η τεχνολογία είναι αρκετά παλιά, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι από τη δημιουργία της μέχρι σήμερα έχει υποστεί πολλές βελτιώσεις και αλλαγές. Για παράδειγμα, η πρώτη έκδοση του Bluetooth 1.1 περιορίστηκε στα 721 Kbps. Δηλαδή, η πραγματική ταχύτητα λήψης δεν ξεπερνούσε τα 90 Kbyte.

2011 №4

Επισκόπηση των σύγχρονων τεχνολογιών για ασύρματη μετάδοση δεδομένων σε ζώνες συχνοτήτων ISM (Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi) και 434/868 MHz

Τα τελευταία δύο χρόνια, υπήρξε ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον των προγραμματιστών ηλεκτρονικού εξοπλισμού για τα πρότυπα και τις τεχνολογίες ασύρματης επικοινωνίας σε μικρές αποστάσεις: Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi και στις ζώνες συχνοτήτων 434/868 MHz. Για ευκολία, θα αναφερθούμε περαιτέρω σε αυτήν την ομάδα προτύπων ως RF μικρής εμβέλειας.

Για κάθε πρότυπο της ομάδας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας, υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία μονάδων ραδιοσυχνοτήτων διαφορετικών επιπέδων ετοιμότητας, που διαφέρουν μεταξύ τους σε τεχνικές παραμέτρους και χαρακτηριστικά. Το πρόβλημα της επιλογής μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας και μιας συγκεκριμένης βάσης στοιχείων για χρήση σε ένα έργο γίνεται επίκαιρο. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο στη λύση αυτού του προβλήματος.

Όροι και ταξινόμηση

Ας πάμε κατευθείαν στην ορολογία. Στο πλαίσιο αυτού του άρθρου, θα εξετάσουμε μια συσκευή ραδιομηχανικής πομποδέκτη που έχει σχεδιαστεί για εγκατάσταση σε μια άλλη πιο σύνθετη συσκευή ως μονάδα. .

Όλα τα πρότυπα και οι τεχνολογίες για ασύρματη μετάδοση δεδομένων μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με έναν αριθμό επίσημων παραμέτρων. Ο Πίνακας 1 παρέχει μια γενική ταξινόμηση των πιο σχετικών αυτή τη στιγμήπρότυπα ασύρματων δεδομένων.

Πίνακας 1. Γενική ταξινόμηση των κύριων προτύπων ασύρματης μετάδοσης δεδομένων

	Zigbee	Bluetooth	WiFi	434/868 MHz	GSM/GPRS/EDGE	3G
Εύρος συχνότητας, MHz	2400-2483	2400-2483	2412-2484	434/868	900/1800	1885-2025; 2110-2200
Ρυθμός μεταφοράς δεδομένων, kbps	250	721	11000/54000	500	14,4/171/473	144/384/2048
Εύρος επικοινωνίας, m	200	τάξη 1 - 100; τάξη 2 - 10; τάξη 3 - 1	100	1000	σε όλη την περιοχή κάλυψης	σε όλη την περιοχή κάλυψης
Κατανάλωση ρεύματος, ενεργό mA/sleep μA	30/1	70/20	450	30/1	350/3500	350/3500
Διαμόρφωση, μεσαία πρόσβαση	DSSS	FHSS	DSSS	FHSS	TDMA/ FDMA	TDMA/FDMA/CDMA
Τοπολογία συστήματος	"από σημείο σε σημείο", «αστέρι», δίκτυο	"από σημείο σε σημείο", «αστέρι», δίκτυο	από σημείο σε σημείο, αστέρι	"από σημείο σε σημείο", «αστέρι», δίκτυο	κυψελοειδές δίκτυο	κυψελοειδές δίκτυο
Εύρος συχνότητας, MHz	2400-2483	2400-2483	2412-2484	434/868	900/1800	1885-2025; 2110-2200

Τα πρότυπα κινητής επικοινωνίας GSM/GPRS/EDGE και 3G δεν θα συζητηθούν σε αυτήν την περίπτωση. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις τεχνολογίες ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth και 434/868 MHz. Υπάρχουν τρία τεχνική παράμετρος, τα οποία συνήθως καθορίζουν το εύρος ενός ή του άλλου προτύπου της ομάδας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή χρήστη: κατανάλωση ενέργειας (ή τρέχουσα κατανάλωση), εύρος επικοινωνίας και ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Σύμφωνα με την τιμή αυτών των παραμέτρων, οι ακόλουθοι ηγέτες μπορούν να διακριθούν υπό όρους:

Το Wi-Fi έχει την υψηλότερη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων.
Οι τεχνολογίες ZigBee και 434/868 MHz έχουν ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας.
Οι τεχνολογίες 434/868 MHz παρέχουν μέγιστη εμβέλεια οπτικής επαφής.

Αυτή η ταξινόμηση είναι αρκετά αμφιλεγόμενη. Ας κάνουμε μια κράτηση αμέσως ότι εγκρίθηκε για την απλούστευση της προκαταρκτικής αναθεώρησης των προτύπων ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας. Στην πραγματικότητα, όπως θα φανεί αργότερα, τα πρότυπα ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας στην πράξη συχνά διασταυρώνονται μεταξύ τους, μερικές φορές συγχωνεύονται για να κατακτήσουν νέες θέσεις στην αγορά, μερικές φορές εισέρχονται σε ανταγωνισμό σε υπάρχοντα τμήματα της αγοράς. Για παράδειγμα, το ZigBee «προσπαθεί» να αυξήσει τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων του και να αυξήσει το εύρος επικοινωνίας, το Wi-Fi «προσπαθεί» να αυξήσει το εύρος επικοινωνίας και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κ.λπ. Επομένως, στην πράξη είναι αρκετά δύσκολο να τραβήξετε μια γραμμή μεταξύ διαφορετικών προτύπων ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας.

Bluetooth

Το πρότυπο Bluetooth είναι ένας συμβιβασμός όσον αφορά την αναλογία οικονομίας/εμβέλειας/ταχύτητας. Όσον αφορά τη λειτουργικότητα και την εφαρμογή του σε διάφορες εφαρμογές, έχει τον μεγαλύτερο αριθμό διασταυρώσεων με άλλα πρότυπα της ομάδας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας. Ας το ρίξουμε λοιπόν μια ματιά πρώτα.

Η κύρια ιδέα του Bluetooth ήταν να δημιουργήσει μια καθολική, αξιόπιστη και πολύ φθηνή διεπαφή ραδιοφώνου για ασύρματη πρόσβαση. Η τεχνολογία Bluetooth σάς επιτρέπει να πραγματοποιείτε σύζευξη με μια ποικιλία επαγγελματικού και καταναλωτικού εξοπλισμού σε λειτουργίες φωνής, δεδομένων και πολυμέσων, διασφαλίζοντας παράλληλα την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητά του με άλλο εξοπλισμό σπιτιού ή γραφείου. Όπως υποδεικνύεται στον πίνακα, υπάρχουν μόνο τρεις κατηγορίες συσκευών Bluetooth, εάν βαθμολογούνται σύμφωνα με την ακτινοβολούμενη ισχύ: 1η - έως 100 μέτρα (έως 100 mW). 2ο - έως 10 μέτρα (έως 2,5 mW). 3ο - έως 1 μέτρο (έως 1 mW).

Για τον προσδιορισμό του μοντέλου συμπεριφοράς κατά τη δημιουργία μιας σύνδεσης μεταξύ διαφορετικών τύπων συσκευών, η τεχνολογία Bluetooth εισήγαγε την έννοια του προφίλ. Αυτός ο όρος αναφέρεται στο σύνολο χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων που χρησιμοποιεί το Bluetooth ως μηχανισμό μεταφοράς. Τα προφίλ διασφαλίζουν ότι μπορούν να ανταλλάσσονται πληροφορίες μεταξύ συσκευών διαφορετικών κατασκευαστών. Το Bluetooth SIG ορίζει 15 τυπικά προφίλ:

Γενικό προφίλ πρόσβασης (GAP);
Service Discover Application Profile (SDAP);
Προφίλ σειριακής θύρας (SPP);
Προφίλ δικτύου μέσω τηλεφώνου (DUNP).
Γενικό προφίλ ανταλλαγής αντικειμένων (GOEP).
Object Push Profile (OPP);
Προφίλ μεταφοράς αρχείων (FTP);
Προφίλ συγχρονισμού (SP);
Έλεγχος AV, Προφίλ ακουστικών (HSP);
Προηγμένο προφίλ διανομής ήχου (A2DP).
Βασικό προφίλ απεικόνισης (BIP);
Προφίλ Handsfree (HFP);
Προφίλ συσκευής ανθρώπινης διεπαφής (HID).
Προφίλ πρόσβασης LAN (LAP);
Προφίλ πρόσβασης κάρτας Sim (SAP).

Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης με εξωτερικές συσκευές και εφαρμογές, η αρχιτεκτονική όλων των υπαρχόντων μονάδων Bluetooth μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους (Εικ. 1). Οι μονάδες με αρχιτεκτονική διπλού επεξεργαστή (Εικ. 1α) δεν περιέχουν στοίβα λογισμικού Bluetooth υψηλού επιπέδου που υποστηρίζει τυπικά προφίλ. Αυτό σημαίνει ότι τα απαραίτητα προφίλ Bluetooth πρέπει να ενσωματωθούν στον εξωτερικό επεξεργαστή. Η αλληλεπίδραση του εξωτερικού επεξεργαστή με τη μονάδα πραγματοποιείται μέσω της εικονικής διεπαφής HCI (Host Controller Interface). Σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, το HCI μπορεί να υλοποιηθεί μέσω μιας διεπαφής υλικού SPI ή UART.

Ρύζι. 1. Τύποι αρχιτεκτονικής μονάδων του προτύπου Bluetooth: α) δύο επεξεργαστών. β) ενσωματωμένος δύο επεξεργαστές. γ) μονοεπεξεργαστής

Οι μονάδες Bluetooth με ενσωματωμένη αρχιτεκτονική διπλού επεξεργαστή (Εικ. 1β) είναι οι πιο συνηθισμένες. Αυτό το είδος αρχιτεκτονικής συνεπάγεται την παρουσία μιας στοίβας Bluetooth υψηλού επιπέδου με υποστήριξη τυπικών προφίλ απευθείας στον εσωτερικό επεξεργαστή της μονάδας. Σε αυτήν την περίπτωση, μια εφαρμογή που εκτελείται σε εξωτερικό επεξεργαστή αλληλεπιδρά με τη μονάδα Bluetooth μέσω διεπαφών υλικού.

Η αρχιτεκτονική ενός επεξεργαστή (Εικ. 1c) είναι η λιγότερο κοινή. Για να το εφαρμόσει, ο προγραμματιστής πρέπει να δημιουργήσει μια ειδική εφαρμογή που θα τρέχει στον εσωτερικό επεξεργαστή της μονάδας Bluetooth. Σε αυτήν την περίπτωση, η μονάδα μετατρέπεται σε μια αυτόνομη συσκευή, η πρόσβαση στην οποία είναι κλειστή μέσω εξωτερικών διεπαφών υλικού.

Το αν ανήκει μια μονάδα σε μια συγκεκριμένη αρχιτεκτονική μπορεί να προσδιοριστεί τόσο από την εφαρμογή υλικού όσο και από το εσωτερικό λογισμικό. Για παράδειγμα, σε μια συγκεκριμένη περίπτωση, η ίδια μονάδα Bluetooth μπορεί να αντιστοιχιστεί σε οποιονδήποτε από τους τρεις τύπους αρχιτεκτονικής, ανάλογα με τον τύπο του υλικολογισμικού που έχει φορτωθεί στον εσωτερικό επεξεργαστή της μονάδας. Αυτή η προσέγγιση είναι η πιο δημοφιλής μεταξύ των ξένων κατασκευαστών.

Λίγο ιστορία

Για να έχουμε την πληρέστερη εικόνα του ρόλου του Bluetooth μεταξύ άλλων εκπροσώπων της ομάδας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας, ας στραφούμε στην ιστορία (Εικ. 2). Η ανάπτυξη του Bluetooth από την αρχή ακολούθησε την πορεία της αύξησης της ταχύτητας ανταλλαγής δεδομένων, της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας, της αύξησης της ασφάλειας και της αξιοπιστίας της σύνδεσης. Μέχρι την έκδοση 3.0, όλες οι εκδόσεις του Bluetooth ήταν συμβατές μεταξύ τους. Μέχρι τώρα, υπάρχουν συσκευές Bluetooth σε λειτουργία εκδόσεις 1.1 και 1.2, οι οποίες χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε συνδυασμό με τις εκδόσεις 2.0 και 2.1.

Ρύζι. 2. Χρονολογία ανάπτυξης του προτύπου Bluetooth

Το Bluetooth 3.0 είναι μια διασταύρωση μεταξύ Bluetooth και Wi-Fi. Οι μονάδες με την υποστήριξή τους συνδυάζουν δύο συστήματα ραδιοφώνου: το πρώτο παρέχει μεταφορά δεδομένων στα 3 Mbps (πρότυπο για Bluetooth 2.0) και έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. το δεύτερο είναι συμβατό με το πρότυπο 802.11 (Wi-Fi) και παρέχει τη δυνατότητα μεταφοράς δεδομένων με ταχύτητες έως και 24 Mbps (συγκρίσιμη με την ταχύτητα των δικτύων Wi-Fi). Η επιλογή του ραδιοφωνικού συστήματος για μετάδοση δεδομένων εξαρτάται από το μέγεθος του μεταφερόμενου αρχείου. Αυτό είναι ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα συνδυασμού δύο διαφορετικών τεχνολογιών για την κατάκτηση νέων τμημάτων της αγοράς. Είναι αλήθεια ότι αυτή η προσπάθεια δεν ήταν επιτυχής: το Bluetooth 3.0 δεν έλαβε διανομή.

Το Bluetooth 4.0 δεν είναι συμβατό με προηγούμενες εκδόσεις. Η εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικού αλγόριθμου λειτουργίας. Ο πομπός είναι ενεργοποιημένος μόνο για το χρόνο αποστολής δεδομένων, γεγονός που εξασφαλίζει τη δυνατότητα λειτουργίας από μία μπαταρία CR2032 για αρκετά χρόνια. Το πρότυπο παρέχει ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 1 Mbps με μέγεθος πακέτου 8-27 byte. Στη νέα έκδοση, δύο συσκευές Bluetooth θα μπορούν να δημιουργήσουν μια σύνδεση σε λιγότερο από 5 ms και να τη διατηρήσουν σε απόσταση έως και 100 m. Για αυτό, χρησιμοποιείται προηγμένη διόρθωση σφαλμάτων και η κρυπτογράφηση 128-bit παρέχει το απαραίτητο επίπεδο της ασφάλειας.

Το Bluetooth 4.0 αναμένεται να ανταγωνιστεί και να εκτοπίσει το ZigBee στην κατηγορία των συσκευών RF χαμηλής ισχύος που υποστηρίζουν πολύπλοκα δίκτυα. Είναι επίσης ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της διασταύρωσης δύο διαφορετικών τεχνολογιών, σε αυτήν την περίπτωση ZigBee και Bluetooth.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Έχοντας αναλύσει τελευταίας τεχνολογίαςΤεχνολογία Bluetooth, μπορείτε να εντοπίσετε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα. Τα πλεονεκτήματα του προτύπου περιλαμβάνουν:

υψηλό επίπεδοτυποποίηση και συμβατότητα μεταξύ συσκευών Bluetooth από διαφορετικούς κατασκευαστές.
προστασία των διαβιβαζόμενων δεδομένων·
χαμηλό κόστος;
υψηλή εμβέλεια (έως 1000 m).
ευελιξία και μεγάλη ποικιλία μονάδων για διαφορετικές εργασίες.

Μεταξύ των ελλείψεων σημειώνουμε:

Σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας (η εργασία από αυτόνομες πηγές ενέργειας δεν είναι πάντα δυνατή). Υποτίθεται ότι αυτή η έλλειψη θα στερηθεί μια νέα έκδοσηΠροδιαγραφές Bluetooth 4.0.
Σχετικά χαμηλή ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων (έως 1 Mbps). Κατά κανόνα, η πραγματική τιμή ανταλλαγής δεδομένων περιορίζεται από το εύρος ζώνης των εξωτερικών διεπαφών υλικού της μονάδας.

Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του προτύπου Bluetooth είναι το υψηλό επίπεδο τυποποίησης και η ευρύτερη διανομή σε ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό καθιστά δυνατή την εξοικονόμηση σχεδόν διπλάσιου χρόνου και κόστους ανάπτυξης κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος συλλογής δεδομένων, τηλεμετρίας ή ελέγχου που βασίζεται σε Bluetooth, καθώς ένα από τα μέρη της ασύρματης ανταλλαγής δεδομένων μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ένας συνηθισμένος εμπορικά διαθέσιμος φορητός υπολογιστής ή συσκευή επικοινωνίας με υποστήριξη για αυτήν την τεχνολογία.

Τομείς χρήσης

Με βάση τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των μονάδων Bluetooth, έχουν διαμορφωθεί οι τομείς εφαρμογής τους στη Ρωσία και στο εξωτερικό:

Ηλεκτρονικά αυτοκινήτων. Οι μονάδες Bluetooth μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα ελέγχου και διαχείρισης αυτοκινήτου. Αυτός ο τομέας εφαρμογής είναι χαρακτηριστικός για τη Ρωσία.
Συστήματα τηλεχειρισμού και τηλεμετρίας. Εδώ, οι συσκευές Bluetooth μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί με μονάδες τεχνολογίας Wi-Fi, ZigBee, Short Range RF 434/868 MHz. Αυτός ο τομέας εφαρμογής είναι εξίσου σημαντικός τόσο για τη Ρωσία όσο και για τις ξένες χώρες.
Εξοπλισμός χρηστών τεχνολογίας υπολογιστών και τηλεπικοινωνιών. Φορητοί υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, smartphone, τερματικά POS με ενσωματωμένη λειτουργία Bluetooth. Αυτή η εφαρμογή είναι τυπική κυρίως για ξένους κατασκευαστές.

Συσκευές Bluetooth

Ως παράδειγμα, ας εξετάσουμε τις χαμηλού κόστους μονάδες Bluetooth, γνωστές στη Ρωσία, που κατασκευάζονται από την ταϊβανέζικη εταιρεία Rainsun (Πίνακας 2). Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτών των προϊόντων είναι ότι διαθέτουν ενσωματωμένη στοίβα που υποστηρίζει ένα από τα τυπικά προφίλ Bluetooth (προαιρετικό) και δεν διαθέτουν διεπαφή εντολών. Για να ρυθμίσετε εκ νέου τη μονάδα, χρειάζεστε ειδικός εξοπλισμόςκαι λογισμικό. Σε διαφορετικές εφαρμογές, αυτό μπορεί να είναι τόσο πλεονέκτημα όσο και μειονέκτημα. Από τη μία πλευρά, η μονάδα μέσα στην τελική συσκευή του πελάτη προστατεύεται πλήρως από εξωτερικές μη εξουσιοδοτημένες επιρροές. Οι ρυθμίσεις του δεν μπορούν να γκρεμιστούν ή να παραβιαστούν χωρίς τη χρήση ειδικού εξοπλισμού. Αλλά από την άλλη πλευρά, ο χρήστης δεν μπορεί να επέμβει γρήγορα στις ρυθμίσεις της μονάδας, εάν είναι απαραίτητο.

Πίνακας 2. Μονάδες Bluetooth Rainsun

Μονάδα μέτρησης	Περιγραφή	Προφίλ	Μια φωτογραφία
BTM-222	Κατηγορία 1. Μέγεθος 28,0×15×2,2 mm	Προαιρετικά: SPP; HCI
BTM-370	Κλάση 2. Κωδικοποιητής ήχου. Ελεγκτής μπαταρίας. Διαστάσεις 16,5×13×2,2mm	Προαιρετικά: Σετ ακουστικών/HandsFree. SPP; HCI
BTM-111	Κατηγορία 2. Μέγεθος 25,0×14,5×2,2 mm	Προαιρετικά: SPP; HCI
BTM-160	Κατηγορία 2. Μέγεθος 14,0×12,0×2,2 mm	Προαιρετικά: SPP; HCI

Η φινλανδική εταιρεία Bluegiga προσφέρει μια εκτενή σειρά μονάδων [ - ] (Πίνακας 3), η οποία καλύπτει σχεδόν ολόκληρο το φάσμα των πιθανών εφαρμογών Bluetooth. Στη σειρά προϊόντων αυτής της εταιρείας, διακρίνεται η μονάδα WT41. Με υψηλής ποιότητας διακριτά εξαρτήματα RF και μια αποκλειστική ενσωματωμένη κεραία υψηλής απολαβής, παρέχει εμβέλεια επικοινωνίας έως και 1000 μέτρα. Αυτό σημαίνει ότι η μονάδα μπορεί να ανταγωνιστεί επιτυχώς τις τεχνολογίες 434/868 MHz. Αυτό είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα της διασταύρωσης των δύο τεχνολογιών της ομάδας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας.

Πίνακας 3. Μονάδες Bluegiga

Μονάδα μέτρησης	Περιγραφή	Προφίλ	Μια φωτογραφία
WT11/WT11i	Κατηγορία 1. Μέγεθος 35×14×2,3 mm
WT12	Class 2. Μέγεθος 26×14×2,4 mm	16 τυπικά προφίλ iWRAP
WT21	Κατηγορία 1. Μέγεθος 17,1×11,6×2,6 mm	Μόνο HCI
WT32	Κλάση 2. Κωδικοποιητής ήχου. Διαστάσεις 17,9×15,0×2,5mm	16 τυπικά προφίλ iWRAP
WT41	Κατηγορία 1. Εμβέλεια έως 1000 μ. Μέγεθος 35,3 × 14 × 5,65 mm	16 τυπικά προφίλ iWRAP
BLE112	Class 2. Μέγεθος 18,1×12×2,3 mm	SPP, Bluetooth 4.0

Η μονάδα BLE112 είναι η νεότερη στο . Υποστηρίζει το πρότυπο Bluetooth έκδοση 4.0 και δεν είναι συμβατό με προηγούμενες εκδόσεις. Το BLE112 προορίζεται να ανταγωνιστεί τις μονάδες ZigBee στην κατηγορία των συσκευών RF χαμηλής ισχύος που υποστηρίζουν πολύπλοκα δίκτυα.

WiFi

Το πρότυπο ασύρματης μετάδοσης δεδομένων Wi-Fi δημιουργήθηκε ειδικά για να συνδυάζει πολλούς υπολογιστές σε ένα ενιαίο τοπικό δίκτυο. Τα συμβατικά ενσύρματα δίκτυα απαιτούν πολλά καλώδια να περνούν μέσα από τοίχους, οροφές και χωρίσματα εσωτερικών χώρων. Υπάρχουν επίσης ορισμένοι περιορισμοί σχετικά με τη θέση των συσκευών στο διάστημα. Τα ασύρματα δίκτυα Wi-Fi δεν έχουν αυτά τα μειονεκτήματα: μπορείτε να προσθέσετε υπολογιστές και άλλες ασύρματες συσκευές με ελάχιστο φυσικό, χρόνο και κόστος υλικού. Για τη μετάδοση πληροφοριών, οι ασύρματες συσκευές Wi-Fi χρησιμοποιούν ραδιοκύματα από το φάσμα συχνοτήτων που ορίζεται από το πρότυπο IEEE 802.11. Υπάρχουν τέσσερις ποικιλίες του προτύπου Wi-Fi (Πίνακας 4). Το 802.11n υποστηρίζει λειτουργία σε δύο ζώνες συχνοτήτων ταυτόχρονα σε τέσσερις κεραίες. Ο συνολικός ρυθμός μεταφοράς δεδομένων σε αυτή την περίπτωση είναι 150-600 Mbps.

Πίνακας 4. Ποικιλίες του προτύπου Wi-Fi

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Ας διατυπώσουμε ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά του προτύπου Wi-Fi. Τα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν:

Υψηλός ρυθμός μεταφοράς δεδομένων.
συμπαγές;
μια μεγάλη ποικιλία ενοτήτων για διαφορετικές εργασίες.
υψηλό επίπεδο τυποποίησης και συμβατότητας μεταξύ συσκευών Wi-Fi διαφορετικών κατασκευαστών.
προστασία των διαβιβαζόμενων δεδομένων.

Τα κύρια μειονεκτήματα είναι:

υψηλή κατανάλωση ενέργειας και αδυναμία εργασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα από αυτόνομες πηγές ενέργειας.
σχετικά υψηλό κόστος (σε σύγκριση με το Bluetooth και το ZigBee).

Τομείς χρήσης

ΧαρακτηριστικάΤα πρότυπα Wi-Fi υπαγορεύουν τους κύριους τομείς εφαρμογής του. Αυτό είναι:

Ηλεκτρονικά αυτοκινήτων. Οι μονάδες Wi-Fi μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα παρακολούθησης οχημάτων και ενσωματωμένα συστήματα αυτοκινήτων, καθώς πρακτικά δεν υπάρχουν περιορισμοί στην κατανάλωση ενέργειας.
Συστήματα τηλεχειρισμού και τηλεμετρίας. Οι μονάδες Wi-Fi μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί με τις μονάδες τεχνολογίας Bluetooth, ZigBee, Short Range RF 434/868 MHz. Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι οι υψηλοί ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων και το υψηλό επίπεδο τυποποίησης.
Υπολογιστής και εξοπλισμός γραφείου. Κατασκευή δικτύων υπολογιστών για την ανταλλαγή μεγάλων ροών δεδομένων με υψηλό επίπεδο ασφάλειας.

Όλες οι εφαρμογές που αναφέρονται είναι εξίσου σχετικές με τη Ρωσία και άλλες χώρες με επαρκές επίπεδο τεχνικού εξοπλισμού.

Συσκευές WiFi

Ένας από τους πιο δημοφιλείς κατασκευαστές μονάδων Wi-Fi στη Ρωσία είναι η ταϊβανέζικη εταιρεία WIZnet. Υπάρχουν τέσσερις κύριες ποικιλίες στη σειρά προϊόντων της (Πίνακας 5). Η μονάδα WIZ610wi ήταν μια από τις πρώτες εξελίξεις της εταιρείας. Διαθέτει πλούσια λειτουργικότητα που παρέχεται από την ενσωματωμένη στοίβα Wi-Fi υψηλού επιπέδου με υποστήριξη διεπαφής εντολών. Αλλά η μονάδα είχε κάποια τεχνικά προβλήματα: πολύ υψηλή κατανάλωση ενέργειας, ισχυρή θέρμανση κατά τη λειτουργία και μεγάλη ώραεκκίνηση μετά την ενεργοποίηση. Τα περισσότερα από αυτά τα ζητήματα έχουν επιδιορθωθεί στη μονάδα WIZ620wi, η οποία είναι ουσιαστικά μια βελτιωμένη και βελτιωμένη έκδοση της μονάδας WIZ610wi. Επιπλέον, το WIZ620wi υποστηρίζει πλέον Wi-Fi 802.11n (2,4 GHz), κάτι που ο προκάτοχός του δεν ήταν ικανός.

Πίνακας 5. Ενότητες WIZnet

Μονάδα μέτρησης	Περιγραφή	Λειτουργίες	Μια φωτογραφία
Wiz610wi	IEEE 802.11b/g 20 dBm; ακροδέκτης καρφίτσας.
Wiz620wi	Τροποποιημένο και βελτιωμένο ανάλογο του WIZ610wi. Όχι καρφίτσα σε καρφίτσα.	Σειριακό WiFi; σημείο πρόσβασης; κόμβος ασύρματου δικτύου. Πύλη.
WizFi210	IEEE 802.11b/g 8 dBm; συγκολλημένοι.	Μόνο σειριακό WiFi.
WizFi220	Pin-to-pin παρόμοιο με το WizFi210, αλλά με αυξημένη ισχύ (έως 17 dBm).	Μόνο σειριακό WiFi.

Η μονάδα WizFi210 είναι η πιο νέα και πολλά υποσχόμενη στη σειρά. Η λειτουργικότητά του περιορίζεται μόνο από την υποστήριξη του τρόπου λειτουργίας Serial-Wi-Fi, χάρη στον οποίο ήταν δυνατό να μειωθεί σημαντικά η κατανάλωση ενέργειας της συσκευής. Προστέθηκαν λειτουργίες χαμηλής ισχύος (μόνο 5 µA σε κατάσταση αναμονής). Σύμφωνα με αυτούς τους δείκτες, η μονάδα είναι κοντά σε ορισμένες ποικιλίες μονάδων Bluetooth, ακόμη και σε ZigBee. Αυτό είναι ένα ακόμη παράδειγμα πολλών ασύρματων προτύπων ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας που προσπαθούν να ανταγωνιστούν.

Η μονάδα WizFi220 είναι ένα πλήρες ανάλογο της μονάδας WizFi210, αλλά με αυξημένη ισχύ εξόδου. Το εύρος επικοινωνίας μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες μέτρα, κάτι που σε ορισμένες περιπτώσεις θα του επιτρέψει να ανταγωνιστεί μονάδες που υποστηρίζουν ραδιοεπικοινωνία στις ζώνες συχνοτήτων 434/868 MHz και με τη μονάδα Bluetooth WT41 της Bluegiga (Πίνακας 3).

Zigbee

Σε περιπτώσεις όπου η εμβέλεια ραδιοεπικοινωνίας οπτικής επαφής δεν είναι αρκετά μεγάλη και καθίσταται απαραίτητη η αύξηση της διατηρώντας χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, συνιστάται να προσέχετε το πρότυπο ασύρματης επικοινωνίας ZigBee. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτού του προτύπου επιτρέπουν:

Δημιουργήστε σύνθετες λύσεις δικτύου με αυτόματη δρομολόγηση, αναμετάδοση πακέτων δεδομένων και αυτόματη ανάκτηση δικτύου σε περίπτωση αστοχίας μεμονωμένων κόμβων.
Παρέχετε υψηλό επίπεδο προστασίας για τα μεταδιδόμενα δεδομένα.
Ευέλικτη διαμόρφωση κόμβων δικτύου.
Υποστήριξη σε ένα δίκτυο από πολλές εκατοντάδες έως πολλές χιλιάδες κόμβους.
Λάβετε ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων 250 kbps μέσω του αέρα.

Για να διευκολυνθεί η διαδικασία ανάπτυξης και να διασφαλιστεί η μέγιστη συμβατότητα των συσκευών ZigBee από διαφορετικούς κατασκευαστές, αναπτύχθηκε μια βιβλιοθήκη συμπλεγμάτων ZigBee (ZigBee Cluster Library, ZCL) μεταξύ τους. Αυτό το έγγραφο εισάγει την έννοια των τυπικών τύπων συσκευών, τυπικές εντολές για αυτές τις συσκευές, σύνολα τυπικών χαρακτηριστικών, εύρη τιμών για αυτά τα χαρακτηριστικά, τύπους δεδομένων για τον ορισμό τιμών χαρακτηριστικών κ.λπ. Το ZCL ομαδοποιεί συμπλέγματα κατά σκοπό: γενικός σκοπός. να δουλεύεις με αισθητήρες. για τον έλεγχο συσκευών φωτισμού, εξαερισμού κ.λπ. Η χρήση τυπικών συστάδων για την προώθηση μηνυμάτων είναι υποχρεωτική απαίτηση για όλες τις νέες προδιαγραφές ZigBee από το 2007.

Υπάρχουν τυπικά προφίλ εφαρμογών για τυπικούς τύπους συσκευών. Η προδιαγραφή προφίλ καθορίζει τις παραμέτρους που απαιτούνται για τη συνεργασία των συσκευών στο ίδιο δίκτυο. Υπάρχουν τουλάχιστον δύο κύρια προφίλ:

οικιακός αυτοματισμός. Αυτό το προφίλ δίνει τη δυνατότητα σε κατασκευαστές ασύρματων οικιακών αυτοματισμών σε όλο τον κόσμο να αναπτύξουν διαλειτουργικές έξυπνες οικιακές συσκευές. Ρυθμίζει τη λειτουργία των συσκευών ελέγχου για εξοπλισμό φωτισμού, συστήματα κλιματισμού, θέρμανση, εξαερισμό κ.λπ.
έξυπνη ενέργεια. Αυτό το προφίλ επιτρέπει την ασύρματη επικοινωνία μεταξύ συσκευών οικιακού αυτοματισμού και συσκευών υποδομής μέτρησης ενέργειας στο βοηθητικό πρόγραμμα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Με βάση τα χαρακτηριστικά του προτύπου ZigBee, θα διατυπώσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.

Πλεονεκτήματα:

προστασία των διαβιβαζόμενων δεδομένων·
υποστήριξη για σύνθετα ασύρματα δίκτυα;
εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (η διάρκεια ζωής της μπαταρίας έως και 10 χρόνια είναι δυνατή).

Μειονεκτήματα:

ανεπαρκώς υψηλό επίπεδο τυποποίησης και έλλειψη ενιαίας πλατφόρμας λογισμικού και υλικού για την ανάπτυξη πολύπλοκων εφαρμογών·
χαμηλός ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Τα περισσότερα απόΗ κίνηση ZigBee δαπανάται για τη μετάδοση πακέτων που περιέχουν πληροφορίες διεύθυνσης, πακέτα συγχρονισμού κ.λπ. Ο χρήσιμος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι περίπου 30 kbps.

Τομείς χρήσης

Οι κύριοι τομείς εφαρμογής της τεχνολογίας ZigBee:

Οικιακή ψυχαγωγία και έλεγχος - έξυπνος φωτισμός, προηγμένος έλεγχος θερμοκρασίας, ασφάλεια και ασφάλεια, ταινίες και μουσική.
Ειδοποίηση σπιτιού - αισθητήρες νερού και ενέργειας, ενεργειακή παρακολούθηση, αισθητήρες καπνού και πυρκαγιάς, αισθητήρες ορθολογικής πρόσβασης και επικοινωνίας.
Υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας - πληρωμή μέσω κινητού τηλεφώνου, παρακολούθηση και έλεγχος, ασφάλεια και έλεγχος πρόσβασης, υγειονομική περίθαλψη και τηλεβοήθεια.
Εμπορική κατασκευή - παρακολούθηση ενέργειας, φωτός, έλεγχος πρόσβασης.
Βιομηχανικός εξοπλισμός - έλεγχος διεργασιών, βιομηχανικές συσκευές, διαχείριση ενέργειας και ιδιοκτησίας.

Συσκευές Zigbee

Ως παράδειγμα, ας εξετάσουμε μια σειρά τυπικών μονάδων ZigBee από τη γνωστή ιταλική εταιρεία Telit, που κατασκευάστηκε με βάση το τσιπ CC2430 από την TI [-] (Πίνακας 6). Οι διαστάσεις όλων αυτών των μονάδων είναι 21×14,2×2,2 mm.

Πίνακας 6 Ενότητες Telit

Οι μονάδες ZE50 και ZE60 θεωρούνται επί του παρόντος αρκετά ξεπερασμένες. Συνιστάται η χρήση ZE51 και ZE61 αντίστοιχα σε όλα τα νέα έργα. Είναι επίσης σημαντικό ότι ο Telit είναι μέλος της ZigBee Alliance. Ολόκληρη η σειρά μονάδων μπορεί να παρέχεται με μια ενσωματωμένη στοίβα ZigBee που υποστηρίζει τα τυπικά προφίλ ZigBee. Είναι επίσης δυνατή η παροχή μονάδων χωρίς στοίβα. Αυτή η επιλογή θα κοστίσει λιγότερο, αλλά ο τελικός προγραμματιστής θα πρέπει να επιβαρυνθεί με όλα τα έξοδα που σχετίζονται με την ανάπτυξη της δικής του τροποποίησης της στοίβας ZigBee και την αδειοδότηση της στο ZigBee Alliance.

Στην ανάπτυξη της σειράς μονάδων Telit, υπάρχει μια σαφής τάση για αύξηση της εμβέλειας της ραδιοεπικοινωνίας, διατηρώντας παράλληλα χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Υπάρχει μια σαφής προσπάθεια από το πρότυπο ZigBee να ανταγωνιστεί τις τεχνολογίες ζώνης συχνοτήτων 434/868 MHz που έχουν σχεδιαστεί για ραδιοεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων.

434/868 MHz

Μερικές φορές στην πράξη υπάρχουν περιπτώσεις όπου κανένα από τα υπάρχοντα πρότυπα ασύρματης επικοινωνίας ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας δεν ικανοποιεί τις απαιτήσεις της εφαρμογής του προγραμματιστή. Ειδικά για τέτοιες περιπτώσεις, υπάρχει μια ομάδα ζωνών ραδιοσυχνοτήτων 434/868 MHz σε όλο τον κόσμο που είναι ανοιχτές για δωρεάν χρήση, στις οποίες δεν υπάρχουν ασύρματα πρότυπα. Οι συσκευές για τη μετάδοση δεδομένων σε αυτές τις ραδιοσυχνότητες έχουν τα ακόλουθα διακριτικά χαρακτηριστικά:

Έλλειψη τυποποίησης. Κάθε προγραμματιστής μπορεί να δημιουργήσει τη δική του στοίβα πρωτοκόλλου για αλληλεπίδραση μεταξύ συσκευών ραδιοδικτύου.
Μεγάλη ποικιλίασυστατικά. Ο προγραμματιστής μπορεί πάντα να επιλέξει τα εξαρτήματα που ανταποκρίνονται καλύτερα στις απαιτήσεις του έργου όσον αφορά την τιμή, τον βαθμό ολοκλήρωσης, τη μέθοδο εγκατάστασης κ.λπ.
Μεγάλη εμβέλεια σε σύγκριση με συσκευές ζώνης 2,4 GHz. Τα ραδιοκύματα στην περιοχή HF εξασθενούν λιγότερο όταν διαδίδονται σε διάφορα περιβάλλοντα και ξεπερνούν καλύτερα τα φυσικά εμπόδια.
Σχετικά χαμηλή ταχύτητα σε σύγκριση με συσκευές στη ζώνη των 2,4 GHz.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Αδιαμφισβήτητα πλεονεκτήματα της μικρής εμβέλειας RF 434/868 MHz:

υψηλή εμβέλεια (έως 10 χλμ).
εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (είναι δυνατή η αυτόνομη λειτουργία από μπαταρία έως και 10 χρόνια).
την ικανότητα να αναπτύσσετε απρόσκοπτα τη δική σας στοίβα.

Μειονεκτήματα:

χαμηλή ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (έως και αρκετές δεκάδες kbps).

Τομείς χρήσης

Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των τεχνολογιών 434/868 MHz περιορίζουν την εφαρμογή τους στους ακόλουθους τομείς:

Συστήματα ελέγχου πρόσβασης και ασφάλειας:
- κλειδιά προσέγγισης και κάρτες πρόσβασης
- συναγερμοί αυτοκινήτων.
Ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης:
- τηλεχειριστήρια;
- ασύρματοι σταθμοί παρακολούθησης καιρού.
- ραδιοελεγχόμενα παιχνίδια
- προσωπικοί τηλεειδοποιητές.
Συστήματα οικιακού αυτοματισμού.

Συσκευές RF 434/868 MHz

Η Telit έχει πάρει το δρόμο της τυποποίησης των ραδιοεπικοινωνιών στις ζώνες συχνοτήτων 434/868 MHz [

Το Bluetooth (που μεταφράζεται ως "μπλε δόντι" ή δημοφιλώς "sinezub") είναι μία από τις τεχνολογίες ασύρματου δικτύου που παρέχει ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ διαφόρων συσκευών, συμπεριλαμβανομένων προσωπικών υπολογιστών, φορητών υπολογιστών, κινητά τηλέφωνα, εκτυπωτές, φωτογραφικές μηχανές και άλλα παρόμοια προϊόντα. Το Bluetooth επιτρέπει στις συσκευές να επικοινωνούν - η μέγιστη εμβέλεια είναι 100 μέτρα μεταξύ τους.

Το κύριο καθήκον της τεχνολογίας Bluetooth είναι η μεταφορά δεδομένων μεταξύ συσκευών χωρίς τη βοήθεια καλωδίων - παρέχοντας οικονομική και φθηνή ραδιοεπικοινωνία μεταξύ διαφόρων τύπων ηλεκτρονικών συσκευών.

Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στη χρήση ραδιοκυμάτων και η ίδια η τεχνολογία Bluetooth είναι ένα μικρό τσιπ που είναι πομποδέκτης υψηλής συχνότητας. Λειτουργεί στη ζώνη ISM (Βιομηχανία, Επιστήμη και Ιατρική, βιομηχανική, επιστημονική και ιατρική), καθώς αυτές οι συχνότητες δεν απαιτούν άδεια χρήσης - είναι δωρεάν για χρήση σε όλο τον κόσμο (εξαιρέσεις: Γαλλία και Ισπανία).

Η θεμελιώδης αρχή της κατασκευής δικτύων που βασίζονται στο Bluetooth είναι η μέθοδος εξάπλωσης του φάσματος με αναπήδηση συχνότητας (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum). Η μέθοδος FHSS είναι εύκολη στην εφαρμογή - παρέχει αντίσταση στις ευρυζωνικές παρεμβολές και ο εξοπλισμός είναι φθηνός.

Ο πομπός σπάει τα δεδομένα σε πακέτα και τα μεταδίδει χρησιμοποιώντας έναν ψευδοτυχαίο αλγόριθμο, στον οποίο η φέρουσα συχνότητα (μοτίβο) αλλάζει 1600 φορές το δευτερόλεπτο και παίρνει την τιμή μιας από τις 79 υποσυχνότητες. Η ακολουθία εναλλαγής μεταξύ των συχνοτήτων για κάθε σύνδεση είναι ψευδοτυχαία και είναι γνωστή μόνο στον πομπό και τον δέκτη.

Πολλές συσκευές που συνδέονται μέσω Bluetooth σχηματίζουν ένα λεγόμενο piconet (Piconet) - μια συλλογή από δύο έως οκτώ συσκευές που λειτουργούν στο ίδιο πρότυπο. Μέσα σε ένα piconet, μία από τις συσκευές είναι ο κύριος και η άλλη είναι ο σκλάβος. Η τεχνολογία Bluetooth μπορεί να υποστηρίξει πολλές βοηθητικές συσκευές - έως και επτά το πολύ. Η κύρια συσκευή είναι η συσκευή χρήστη που ξεκινά την επικοινωνία. Ελέγχει επίσης τη λειτουργία των συσκευών στο piconet.

Το Bluetooth σάς επιτρέπει να μεταδίδετε φωνή και δεδομένα. Η φωνή μεταδίδεται σε τρία κανάλια ήχου με ταχύτητα 64 Kbps το καθένα. Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων είναι περίπου 720 Kbps σε ασύμμετρη και 420 Kbps σε πλήρως συμμετρική ή πλήρη αμφίδρομη λειτουργία (αμφίδρομη). Το «μπλε δόντι» μπορεί να λειτουργήσει σε σχετικά μικρές αποστάσεις. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές (εκδόσεις 1.1 και 1.2), έχει δύο κατηγορίες προσαρμογέων: η κατηγορία 1 (κλάση Α) υποστηρίζει αποστάσεις έως και 100 μέτρα και η κατηγορία 2 (κλάση Β) λειτουργεί εντός 10 μέτρων (ακόμη η πιο κοινή κατηγορία μεταξύ των προδιαγραφών ) .

Επί του παρόντος, η πιο πρόσφατη προδιαγραφή Bluetooth έχει δείκτη 4.0. Το Bluetooth SIG ενέκρινε την προδιαγραφή στις 30 Ιουνίου 2010. Το πρωτόκολλο χαμηλής ενέργειας Bluetooth υποστηρίζει τη μετάδοση δεδομένων όπως θερμοκρασία, πίεση, υγρασία, αισθητήρες ταχύτητας και άλλα που βασίζονται σε αυτό το πρότυπο μπορούν να μεταδώσουν πληροφορίες σε διάφορες συσκευές: κινητά τηλέφωνα, προσωπικούς υπολογιστές, smartphone και άλλα παρόμοια φορητά προϊόντα.

Επίσης, η τεχνολογία Bluetooth μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τομείς της κινητής ζωής. Μπορείτε εύκολα να το χρησιμοποιήσετε για τους εξής σκοπούς:

Για αυτόματο συγχρονισμό μεταξύ συσκευών. Για παράδειγμα, μόλις εισάγετε νέα δεδομένα στο βιβλίο διευθύνσεων σε φορητό υπολογιστή, οι αντίστοιχες καταχωρήσεις στον επιτραπέζιο υπολογιστή ενημερώνονται αυτόματα και αντίστροφα
Για αυτόματο συγχρονισμό αντιγράφων ασφαλείας. Ένα παράδειγμα θα ήταν αυτή η κατάσταση: ο διευθυντής άλλαξε το σχέδιο δράσης σας ενώ βρίσκεστε σε διακοπές. Ο υπολογιστής γραφείου στέλνει τις αλλαγές στην κινητή συσκευή σας, η οποία συνδέεται αυτόματα με το φορητό υπολογιστή και μεταδίδει το τροποποιημένο πρόγραμμα
Για να χρησιμοποιήσετε το φορητό υπολογιστή σας ως μεγάφωνο. Συνδέοντας τα ασύρματα ακουστικά σε φορητό υπολογιστή, μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε στο γραφείο, στο αυτοκίνητο ή στο σπίτι
Για τη σύνδεση όλων των συμμετεχόντων στην ανταλλαγή πληροφοριών. Όντας σε οποιαδήποτε επαγγελματική εκδήλωση, μπορείτε να συζητήσετε γρήγορα το θέμα που σας ενδιαφέρει με όλους τους συμμετέχοντες. Επιπλέον, μπορείτε να εκτελέσετε εξ αποστάσεως λειτουργίες ελέγχου. Για παράδειγμα, ενεργοποιήστε τον προβολέα
Για να μεταφέρετε διάφορα πολυμέσα από οπουδήποτε. Η κάμερα συνδέεται με το τηλέφωνο (ασύρματα) και προσθέτετε σχόλια χρησιμοποιώντας το πληκτρολόγιο του τηλεφώνου ή του φορητού υπολογιστή σας. Οι φωτογραφίες και το κείμενο αποστέλλονται στον παραλήπτη

Όλα τα παραπάνω είναι μόνο ένα μικρό μέρος όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ασύρματη τεχνολογία Bluetooth. Τώρα υπάρχουν ήδη τέτοιες εξωτικές επιλογές όπως η ενσωμάτωση μονάδων που βασίζονται σε αυτήν την τεχνολογία σε εκτυπωτές, κάρτες μνήμης και άλλες διάφορες συσκευές.

Στο εγγύς μέλλον, η τεχνολογία Bluetooth, εκτός από κινητά τηλέφωνα, smartphone και άλλες διασυνδεδεμένες συσκευές, θα ενσωματωθεί ακόμη και σε οικιακές συσκευές. Αρκεί να το φανταστεί κανείς: μια τηλεόραση, μια ηλεκτρική σκούπα, ένα ψυγείο, ένας φούρνος μικροκυμάτων και άλλες οικιακές συσκευές μπορούν να ελεγχθούν χρησιμοποιώντας ένα smartphone - ακριβώς όπως με ένα τηλεχειριστήριο γενικής χρήσης. Επιπλέον, αυτή τη στιγμή αναπτύσσονται εναλλακτικές λύσεις που θα πρέπει να ανταγωνιστούν σοβαρά το λεγόμενο «μπλε δόντι» και ενδεχομένως να ξεπεράσουν αυτή την τεχνολογία.

Αν το καλοσκεφτείτε, αποδεικνύεται ότι δεν έχετε ιδέα πώς λειτουργούν οι περισσότερες από τις λειτουργίες των ηλεκτρονικών συσκευών που έχετε συνηθίσει. Αυτά τα κενά θα προσπαθήσω να καλύψω σε μια σειρά εκπαιδευτικών άρθρων. Θα ξεκινήσει με το Bluetooth, μια ασύρματη τεχνολογία που κανένα smartphone δεν μπορεί να κάνει χωρίς. Σχετικά με το πώς εμφανίστηκε, γιατί ονομάζεται έτσι, τι είναι και τι θα γίνει στο εγγύς μέλλον, διαβάστε σε αυτό το υλικό.

Ιστορικό του ονόματος Bluetooth

Το 1998, ο μηχανικός της Intel Jim Cardak, ως μέρος μιας μεγάλης ομάδας ανάπτυξης, εργάστηκε στην τεχνολογία ραδιοφώνου μικρής εμβέλειας. Ένα σύστημα επικοινωνίας που θα μπορούσε να συνδυάζει υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα με ένα παγκόσμιο πρωτόκολλο επικοινωνίας.

Για την τεχνολογία της, πολλά ονόματα διευθετήθηκαν, αλλά κανένα από αυτά δεν ταίριαζε στη διοίκηση της εταιρείας. Κάποια ήταν κατά κάποιο τρόπο δυσκίνητα, άλλα δεν αντανακλούσαν την ουσία του έργου. Τότε, ο Jim Cardak άκουσε από τον Σουηδό συνάδελφό του μια ιστορία για ένα μικρό νορβηγικό χωριό.

Είναι γνωστό μόνο για ένα αρχαίο ορόσημο. Εκεί είναι εγκατεστημένες οι πέτρες του Jelling.

Τώρα προστατεύονται από τις κακές καιρικές συνθήκες και τους βανδάλους με ανθεκτικό γυαλί, πίσω από το οποίο διατηρείται σταθερή θερμοκρασία, αλλά για περισσότερα από χίλια χρόνια η πέτρινη επιφάνεια ποτίζεται από βροχές και ανέμους, έτσι τώρα οι πέτρες Jelling μοιάζουν ελάχιστα με εκείνα τα μνημεία που ήταν κάποτε εδώ.

Το μικρότερο και παλαιότερο από αυτά ανεγέρθηκε από τον βασιλιά Gorm της Δανίας προς τιμήν της συζύγου του, Tyra. Η μεγαλύτερη πέτρα είναι έργο του γιου τους, το όνομα του οποίου, μεταφρασμένο στα αγγλικά, ακούγεται σαν Harold Bluetooth (Blue-toothed). Η επιγραφή σε αυτό γράφει «Ο Χάραλντ, που κατέκτησε όλη τη Δανία και τη Νορβηγία, που βάφτισε τους Δανούς».

Η ιστορία του άρχοντα που ένωσε τόσο ανόμοιους λαούς άρεσε στον Kardak και αποφάσισε ότι το όνομα "Bluetooth" θα ήταν ένα καλό κωδικό όνομα. Είναι απαραίτητο να ονομαστεί το έργο με κάποιο τρόπο όσο συνεχίζονται οι διαφωνίες. Μόνο και όλα.

Μετά από πολλή συζήτηση και διαπραγμάτευση, αποφασίστηκε να γίνει το Personal Area Network ή PAN (Personal Area Networking) το επίσημο όνομα, αλλά τρεις εβδομάδες πριν από την κυκλοφορία, οι δικηγόροι είπαν ότι δεν μπορούσαν να σήμα κατατεθέν κάτι με ένα τόσο κοινό όνομα. Δεν υπήρχε άλλη επιλογή και το τεχνικό όνομα ανατέθηκε στο πρωτόκολλο - το όνομα του αρχαίου βασιλιά - Bluetooth.

Όσο για το λογότυπο, σημαίνει: Harald Bluetooth. Το "HB", γραμμένο σε ρουνικό αλφάβητο, συγχωνεύτηκαν για να σχηματίσουν κάτι σαν αρχαία υπογραφή.

Πριν από χίλια χρόνια, ο Δανός βασιλιάς διέταξε να κόψουν και να στηθούν πέτρες στη μνήμη των πράξεών του και έναν αιώνα αργότερα το όνομά του απαθανατίστηκε σε κάθε smartphone.

Υλικό Bluetooth

Νομίζω ότι μεταξύ των αναγνωστών αυτού του άρθρου δεν υπάρχει σχεδόν ένα άτομο που δεν θα χρησιμοποιούσε ποτέ το Bluetooth, επομένως δεν θα σταθώ στο τι χρησιμεύει αυτή η τεχνολογία. Είναι καλύτερα να σας πούμε αμέσως πώς αποδεικνύεται ότι τα αρχεία μετακινούνται σαν στον αέρα από το ένα τηλέφωνο στο άλλο.

Στην αρχή, το Bluetooth παρεχόταν από ένα ξεχωριστό μη περιγραφόμενο μικρό τσιπ, το οποίο δεν διέφερε από άλλα εξαρτήματα που ήταν συγκολλημένα στην πλακέτα κυκλώματος του τηλεφώνου.

Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, η σμίκρυνση, που υποκινήθηκε από την αναζήτηση του μικρότερου πάχους τηλεφώνων και των πρώτων smartphone, ανάγκασε τους μηχανικούς να δημιουργήσουν τσιπ που συνδυάζουν Wi-Fi, ραδιόφωνο FM και Bluetooth κάτω από ένα κάλυμμα. Έτσι, αυτά τα πρωτόκολλα επικοινωνίας θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν μία κεραία, και σε περίπτωση βλάβης, είναι πολύ πιο εύκολο να αντικαταστήσετε ένα τσιπ παρά πολλά συγκολλημένα σε όλη την πλακέτα.

Αλλά στα σύγχρονα smartphone, πιθανότατα δεν θα βρείτε ένα συνδυασμένο τσιπ ασύρματης διεπαφής.

Σήμερα, συνηθίζεται να ενσωματώνεται το Bluetooth σε έναν κρύσταλλο πυριτίου που συνδυάζει έναν επεξεργαστή, έναν επιταχυντή βίντεο και άλλα υπολογιστικά στοιχεία.

Εναπόκειται στον κατασκευαστή του επεξεργαστή να ενσωματώσει τη λειτουργικότητα του δικτύου απευθείας στο τσιπ ή να τη βγάλει σε ξεχωριστό τσιπ. Μπορείτε ακόμα να βρείτε ξεχωριστά τσιπ Bluetooth από την MediaTek σε προσφορά, αλλά αυτή η προσέγγιση στη διάταξη εξαρτημάτων γίνεται σταδιακά παρελθόν.

Πώς λειτουργεί το πρωτόκολλο

Όσον αφορά τη διαδικασία μετάδοσης, επιλέγοντας ένα αρχείο στο μενού του λειτουργικού συστήματος, ενεργοποιείτε έναν ραδιοπομπό που λειτουργεί σε περιορισμένο εύρος συχνοτήτων γύρω στα 2,4 GHz, το λεγόμενο ISM - Industry, Science and Medicine - ένα μέρος του φάσματος που έχει εκχωρηθεί ειδικά για τις ανάγκες διαφόρων συσκευών υψηλής τεχνολογίας.

Το Bluetooth αρχίζει να παρακολουθεί όλα τα σήματα εντός αυτών των ορίων. Το smartphone στην άλλη άκρη κάνει το ίδιο πράγμα, προσπαθώντας να απομονώσει γνωστές ακολουθίες γεια από τον θόρυβο των παρεμβολών.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι επίσημα το Bluetooth είναι ταυτόχρονα δέκτης και πομπός, αλλά το τσιπ δεν μπορεί να λειτουργήσει και στις δύο λειτουργίες ταυτόχρονα. Η εξαίρεση είναι ο ήχος στα ακουστικά bluetooth, αλλά αυτή η πτυχή της τεχνολογίας αξίζει μια ξεχωριστή ιστορία.

Μόλις τα τηλέφωνα βρουν το ένα το άλλο, η πραγματική μαγεία αρχίζει. Ο πρώτος ελεγκτής Bluetooth αναλαμβάνει το ρόλο του πομπού, ενώ ο δεύτερος γίνεται δέκτης. Ο πομπός σχηματίζει ένα ειδικό μοτίβο από τα ραδιοκύματα, το οποίο αλλάζει 1600 φορές το δευτερόλεπτο, «πηδώντας» από μια από τις διαθέσιμες 79 συχνότητες (που κυμαίνονται από 2.401 GHz έως 2.480 GHz) σε μια άλλη με σχεδόν τυχαία σειρά.

Το πρότυπο λειτουργεί ως αναγνωριστικό. Μόνο οι συσκευές που έχουν ρυθμιστεί στο ίδιο πρότυπο θα μπορούν να μοιράζονται αρχεία. Ταυτόχρονα, για άλλες συσκευές, οι μεταδιδόμενες πληροφορίες δεν διαφέρουν από τις συνηθισμένες ραδιοπαρεμβολές. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να επιτευχθεί όχι μόνο η ιδιωτικότητα, αλλά και η απρόσκοπτη ταυτόχρονη λειτουργία πολλών ζευγών δέκτη-πομπού, για παράδειγμα, σε ένα δωμάτιο.

Αμέσως πριν σταλούν μέσω bluetooth, τα δεδομένα χωρίζονται σε πακέτα - μπλοκ δεδομένων με συγκεκριμένο τρόπο, συνοδευόμενα από οδηγίες για τη συναρμολόγηση του αρχείου προέλευσης από αυτά.

Ο επεξεργαστής του δέκτη επεξεργάζεται αυτά τα πακέτα, τα τοποθετεί σε ένα μόνο αρχείο και το τοποθετεί στη μνήμη μόνο για ανάγνωση της συσκευής. Εάν λείπει ένα πακέτο, ζητείται εκ νέου.

Όλη αυτή η διαδικασία απαιτεί πολύ λιγότερο χρόνο από ό,τι χρειάστηκε για να διαβάσετε την εξήγησή του - συνήθως από μερικά δευτερόλεπτα έως μερικά λεπτά. Η ταχύτητα μεταφοράς αρχείων εξαρτάται κυρίως από το μέγεθός του.

Σύντομο ιστορικό έκδοσης

Μερικοί από τους αναγνώστες μας μπορεί να θυμούνται τις μέρες που οι μεταφορές αρχείων Bluetooth ήταν μια τέτοια αγγαρεία. Ένας μόνος ήχος κλήσης μπορούσε να μεταδοθεί για δεκάδες λεπτά και η διαδικασία συνοδευόταν από αποσυνδέσεις. Υπήρχαν επίσης προβλήματα συμβατότητας μεταξύ διαφορετικών συσκευών (ας πούμε LG και Nokia). Είναι όλα σχετικά με τις εκδόσεις. Κανένα προϊόν δεν είναι τέλειο από την πρώτη μέρα. Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας αναπτύσσονται και προσαρμόζονται συνεχώς.

Έτσι, το Bluetooth 1.0 ήταν τρομερό, και στην πραγματικότητα ήταν ένα demo. Ευτυχώς, σε πραγματική ζωήσχεδόν κανείς δεν είχε χρόνο να τον αντιμετωπίσει.

Τα Bluetooth 1.1 και 1.2 ήταν ελαφρώς καλύτερα, αλλά ουσιαστικά δεν διέφεραν από την πρώτη έκδοση. Με αυτά, οι προγραμματιστές επικεντρώθηκαν κυρίως στη διόρθωση σφαλμάτων και στη βελτίωση της σταθερότητας του πρωτοκόλλου.

Μόλις στις 10 Νοεμβρίου 2004, όταν κυκλοφόρησε το Bluetooth 2.0, η τεχνολογία έγινε mainstream. Με την εισαγωγή του EDR (Enhanced Data Rate), οι ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων έφτασαν τα 2,1 Mbps και το Bluetooth απέκτησε γρήγορα τεράστια δημοτικότητα.

Το επόμενο μεγάλο βήμα προς τα εμπρός ήταν η κυκλοφορία του Bluetooth 4.0, το οποίο στην πραγματικότητα συνδύαζε πολλά πρωτόκολλα επικοινωνίας με ένα όνομα: κανονικό, υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ενέργειας. Το τελευταίο από αυτά, το Bluetooth Low Energy, προωθήθηκε ως η ιδανική λύση για μικροσκοπικές συσκευές στην εποχή του Internet of Things, που δεν έφτασε ποτέ. Αλλά το οικονομικό πρωτόκολλο ήταν χρήσιμο κατά τη δημιουργία ακουστικών, ασύρματων ακουστικών και βραχιολιών γυμναστικής.

Σε αυτήν τη λειτουργία, η σάρωση της μπάντας του ραδιοφώνου δεν αφυπνίζει απαραίτητα τη συσκευή. Ένα smartphone που χρησιμοποιεί Bluetooth Low Energy μπορεί να αναγνωρίσει, για παράδειγμα, ένα σετ μικροφώνου-ακουστικού και να διατηρήσει επαφή μαζί του χωρίς να βγει από την κατάσταση αναμονής.

Επιπλέον, οι νέες εκδόσεις αυτού του ασύρματου πρωτοκόλλου εκπαιδεύονται ώστε να παραλληλίζουν τη μετάδοση. Δεν πρόκειται για ταυτόχρονη επικοινωνία με πολλές συσκευές (αυτό εφαρμόστηκε εδώ και πολύ καιρό), αλλά για την κατανομή του εύρους ζώνης επικοινωνίας μεταξύ διαφορετικών εφαρμογών.

Δεδομένου ότι υπάρχει περιορισμένος χώρος σε κάθε πακέτο δεδομένων, στο παρελθόν, εφαρμογές που ήθελαν να μεταφέρουν δεδομένα μέσω Bluetooth συναγωνίζονταν για αυτό. Με την κυκλοφορία του Bluetooth 4.0, οι προγραμματιστές μπορούν να καθορίσουν το περιεχόμενο των πακέτων εκπομπής και να ζητήσουν από το ραδιόφωνο να στείλει τα δεδομένα κάθε εφαρμογής σε ξεχωριστό σύνολο πακέτων.

Όπως και με τη σάρωση, η τεχνολογία σάς επιτρέπει τώρα να προσαρμόσετε τη συχνότητα μετάδοσης των πακέτων αιτημάτων, για να επιτύχετε μια ισορροπία μεταξύ ισχύος και λειτουργίας των λειτουργιών Bluetooth, όπως η σάρωση ή η σύνδεση σε ασύρματο gamepad.

Η πιο συνηθισμένη τώρα είναι η τροποποίηση Bluetooth 4.2, με μια πιο περίπλοκη και ασφαλή διαδικασία για τη δημιουργία σύνδεσης μεταξύ συσκευών από την αρχική τροποποίηση.

Τον Δεκέμβριο, το Bluetooth 4.2 γίνεται τριών ετών - μια σεβαστή ηλικία, οπότε το επόμενο 2018, τα περισσότερα smartphone, τουλάχιστον από τα μεσαία και υψηλά τμήματα τιμών, θα έχουν ενσωματωμένο Bluetooth 5.0, το οποίο είναι ακόμα πιο γρήγορο, ενεργειακά αποδοτικό και σταθερό.

Σε σύγκριση με την έκδοση 4.2, το νέο Bluetooth έχει διπλάσια ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων - 6,25 MB / s και πολύ μεγαλύτερη ακτίνα. Μετρήσεις σε εργαστηριακές συνθήκες, που δίνονται στα χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου, υποδηλώνουν αύξηση της ακτίνας επικοινωνίας από 10 σε 40 μέτρα σε εσωτερικούς χώρους και από 50 σε 200 μέτρα σε εξωτερικούς χώρους.

Για ιδιαίτερα λαίμαργες εφαρμογές και γρήγορη μετάδοση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων, προστέθηκε επίσης μια λειτουργία μετάδοσης με αυξημένο πακέτο.

Η Ομάδα Ειδικού Ενδιαφέροντος Bluetooth, οι τρέχοντες προγραμματιστές του πρωτοκόλλου, συνεχίζουν να αναπτύσσουν το θέμα του Διαδικτύου των πραγμάτων και εισήγαγαν ένα σχέδιο αλυσίδας μαργαρίτας για αυτό. Με απλά λόγια, με το Bluetooth 5.0, τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν όχι μόνο απευθείας μεταξύ smartphone και έξυπνου λαμπτήρα, αλλά και μέσω ενός συστήματος ενδιάμεσων - επαναλήπτες, που θα είναι άλλα στοιχεία ενός έξυπνου σπιτιού.

Ευτυχώς, με την κυκλοφορία νέων εκδόσεων, το πρωτόκολλο δεν χάνει την υποστήριξη για τις παλιές - αυτό ονομάζεται συμβατότητα προς τα πίσω. Έτσι, το Bluetooth 5.0 θα δημιουργήσει μια σύνδεση με το Bluetooth 3.0 χωρίς προβλήματα, αλλά η μεταφορά δεδομένων θα περιοριστεί από την ταχύτητα του νεότερου πρωτοκόλλου και, φυσικά, όλες αυτές οι νέες δυνατότητες δεν θα λειτουργήσουν.

Συμπέρασμα ή λίγα λόγια για το μέλλον του πρωτοκόλλου

Από το 1994, το Bluetooth έχει γίνει βασικό χαρακτηριστικό οποιουδήποτε smartphone, έχει ζήτηση σε διάφορες συσκευές, από έξυπνους λαμπτήρες έως gamepads. Ωστόσο, φαίνεται ότι η κορύφωση της δημοτικότητας του πρωτοκόλλου έχει ήδη περάσει.

Τουλάχιστον χρησιμοποιούμε όλο και λιγότερο τη βασική του λειτουργικότητα - τη μεταφορά αρχείων από συσκευή σε συσκευή χωρίς μεσάζοντες.

Είναι απίθανο η τεχνολογία να ανακτήσει την παλιά δημοτικότητά της ως μέσο μεταφοράς αρχείων, τουλάχιστον σε εκείνες τις χώρες όπου υπάρχει Internet υψηλής ταχύτητας, αλλά το Bluetooth εξακολουθεί να είναι απαραίτητο για άλλες εργασίες.

Όλο και περισσότερες εταιρείες εγκαταλείπουν την υποδοχή 3,5 χιλιοστών στα smartphone τους και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ακουστικά θα συνδέονται με νέα ναυαρχίδες μέσω Bluetooth. Αλλά εάν η εξάπλωση του Bluetooth 5.0 θα οδηγήσει σε μια νέα απογείωση στη δημοτικότητα της τεχνολογίας, μόνο ο χρόνος θα δείξει.

Η μετάδοση δεδομένων μέσω Bluetooth πραγματοποιείται σε συχνότητα 2,4 GHz. Πιο συγκεκριμένα, το εύρος λειτουργίας είναι εντός 2402-2480 GHz. Παράλληλα, στις περισσότερες χώρες του κόσμου διατίθενται 79 κανάλια για μετάδοση δεδομένων. Το πλάτος ενός τέτοιου καναλιού είναι 1 MHz. Αυτή η σειρά χρησιμοποιείται για πολιτικούς σκοπούς.

Αρχή λειτουργίας

Η αρχή λειτουργίας του Bluetooth είναι η μετάδοση δεδομένων μέσω ταχείας αλλαγής συχνότητας, η οποία συμβαίνει περίπου 1600 μία φορά το δευτερόλεπτο. Αυτό το σχήμα λειτουργίας παρέχει εξαιρετική ατρωσία στις παρεμβολές και επιτρέπει στις συσκευές λήψης να μην παρεμβαίνουν μεταξύ τους λόγω της μίξης συχνοτήτων. Επιπλέον, παρέχει σχεδόν πλήρη ασφάλεια στους χρήστες του εσωτερικού δικτύου, αφού. δεν είναι δυνατή η σύνδεση με τις συσκευές λήψης. Επιπλέον, η μικρή εμβέλεια του Bluetooth δεν επιτρέπει μη εξουσιοδοτημένες συνδέσεις, με τη δυνατότητα να περνούν απαρατήρητες.

Αναπήδηση συχνότητας

Η αλλαγή καναλιού κατά τη μετάδοση δεδομένων μέσω Bluetooth γίνεται κάθε 625 μs. Αυτά τα 625 µs είναι επίσης το χρονικό διάστημα για το οποίο μεταδίδονται τα δεδομένα, το οποίο μετράται σε πακέτα. Ταυτόχρονα, ένα πακέτο μπορεί να μεταδοθεί όχι για ένα τέτοιο διάστημα, αλλά για πολλά. Αφού ολοκληρωθεί η μετάδοση ενός πακέτου δεδομένων, λαμβάνει χώρα μια αλλαγή καναλιού (συχνότητας) προκαθορισμένης για κάθε συσκευή.
Επίσης, μπορεί να εφαρμοστεί προσαρμοστική αναπήδηση συχνότητας. Είναι απαραίτητο προκειμένου να περιοριστεί η μεταφορά δεδομένων από συσκευές σε συγκεκριμένο αριθμό καναλιών. Ταυτόχρονα, το ανοιχτό εύρος συχνοτήτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετάδοση δεδομένων από άλλες συσκευές. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο παρεμβολής συχνότητας σε συσκευές piconet.

Επιπλέον, η ανάγκη περιορισμού του εύρους συχνοτήτων για τη μετάδοση δεδομένων μπορεί να προκληθεί από την απαγόρευση της χρήσης ορισμένων καναλιών συχνοτήτων σε ορισμένες χώρες. Για παράδειγμα, σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες, ιδίως στην Ισπανία και τη Γαλλία, επιτρέπονται μόνο 22 συχνότητες, αντί για τις συνηθισμένες 79.

Βασικά πρότυπα Bluetooth

Σοβαρές καινοτομίες εισήχθησαν στο πρότυπο 2.0. Ταυτόχρονα, σημείωσε σημαντική αύξηση στον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, η οποία συνδέθηκε με την υποστήριξη EDR. Η μεταφορά δεδομένων στο πρότυπο 2.0 έχει αυξηθεί σε 2,0-2,4 Mbps. Επιπλέον, η προδιαγραφή 2.0 έχει αυξήσει σοβαρά την ασφάλεια και την προστασία από παρεμβολές.
Το πρότυπο 3.0 εξέπληξε τους χρήστες με πρωτοφανείς ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, οι οποίοι αυξήθηκαν σε 24 Mbps. Αυτό οφειλόταν κυρίως στο γεγονός ότι η προδιαγραφή 3.0 υποστήριζε Wi-Fi. Ωστόσο, οι κατασκευαστές προτιμούν να εγκαταστήσουν δύο πρότυπα στις συσκευές τους, γιατί. Η προδιαγραφή 3.0 καταναλώνει υπερβολική ισχύ.
Πιο συγκεκριμένο είναι το πρότυπο 4.0, το οποίο συνδυάζει χαμηλούς ρυθμούς δεδομένων, καλή ασφάλεια και απίστευτα χαμηλή κατανάλωση ενέργειας με βάση τη διακοπτόμενη λειτουργία του πομπού. Οι συσκευές που χρησιμοποιούν αυτό το πρότυπο, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται για αθλητικούς, ιατρικούς και άλλους σκοπούς, είναι μικροσκοπικές και δεν έχουν σχεδιαστεί για μεγάλο όγκο δεδομένων που μεταδίδονται.

Πλεονεκτήματα του Bluetooth 4.0:

Συνδυάζει προηγούμενα πρωτόκολλα. Υποστηρίζει τα κύρια χαρακτηριστικά των προηγούμενων πρωτοκόλλων.
Αύξηση ταχύτητας.
Σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μιας συσκευής που χρησιμοποιεί το πρότυπο 4.0, που επιτυγχάνεται μέσω ενός τροποποιημένου αλγόριθμου λειτουργίας (ο πομπός ενεργοποιείται μόνο τη στιγμή που μεταφέρονται δεδομένα).

Κατά κανόνα, το πρότυπο 4.0 είναι πιο κατάλληλο για μικροσκοπικούς ηλεκτρονικούς αισθητήρες. Για παράδειγμα, για μετρητές πίεσης και θερμοκρασίας καρπού, για προσομοιωτές, διάφορες μικροσκοπικές συσκευές με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.