Kaasaegsed nutitelefonid ja muud seadmed toetavad oma spetsifikatsioonilehel Bluetooth 5.0-t. Siin on uusima ja parima Bluetoothi uudised.
Bluetooth 5.0 on Bluetoothi traadita ühenduse standardi uusim versioon. Seda kasutatakse tavaliselt juhtmevabade kõrvaklappide ja muude heliseadmete, aga ka juhtmevabade klaviatuuride, hiirte ja mängukontrollerite jaoks. Bluetoothi kasutatakse ka erinevate targa kodu ja asjade interneti (IoT) seadmete vaheliseks suhtluseks.
Bluetoothi standardi uus versioon tähendab mitmesuguseid täiustusi, kuid ainult siis, kui seda kasutatakse ühilduvate välisseadmetega. Teisisõnu, te ei näe oma Bluetooth 5.0 telefoni uuendamisest mingit kasu, kui kõik teie Bluetoothi tarvikud on loodud Bluetoothi vanema versiooni jaoks. Bluetooth on aga tagasiühilduv, nii et saate jätkata olemasolevate Bluetooth 4.2 ja vanemate seadmete kasutamist oma Bluetooth 5.0 telefoniga. Ja kui ostate uued Bluetooth 5.0 välisseadmed, töötavad need paremini teie Bluetooth 5.0 telefoniga.
Oluline on märkida, et kõik Bluetoothi täiustused on seotud Bluetooth Low Energy spetsifikatsiooniga, mis võeti kasutusele koos Bluetooth 4.0-ga, mitte klassikalise Bluetooth-raadioga, mis kasutab rohkem energiat. Bluetooth Low Energy tehnoloogia eesmärk on vähendada Bluetoothi välisseadmete energiatarbimist. Algselt kasutati seda kandjate, majakate ja muude vähese energiatarbega seadmete jaoks, kuid sellel olid mõned tõsised piirangud.
Näiteks juhtmevabad kõrvaklapid ei saanud Bluetooth Low Energy kaudu suhelda, mistõttu pidid nad kasutama hoopis võimsamat Bluetoothi kõnestandardit. Bluetooth 5.0 abil suhtlevad kõik heliseadmed Bluetooth Low Energy abil, mis tähendab väiksemat energiatarbimist ja pikemat aku kasutusaega. Tulevikus saavad Bluetooth Low Energyga suhelda palju muud tüüpi seadmed.
Eelkõige ei kasuta Apple'i AirPodid Bluetooth 5.0. Nad kasutavad ühenduvuse parandamiseks Bluetooth 4.2 ja spetsiaalset Apple W1 kiipi. Androidis peaks Bluetooth 5.0 aitama muuta Bluetooth-kõrvaklappidest midagi, mida soovite kasutada.
Bluetooth 5.0 pakub ka suurepärast uut funktsiooni heli esitamiseks kahes ühendatud seadmes korraga. Teisisõnu saab telefoniga ühendada kaks paari juhtmevabasid kõrvaklappe ja need edastavad heli mõlemale standardse Bluetoothi kaudu samaaegselt. Või saate esitada heli kahes erinevas kõlaris erinevates ruumides. Saate voogesitada kahte erinevat heliallikat korraga kahte erinevasse heliseadmesse, nii et kaks inimest saaksid kuulata kahte erinevat muusikapala, kuid need voogesitatakse samast telefonist.
Selle funktsiooni nimi on Samsung Galaxy S8 "Dual Audio". Ühendage lihtsalt kaks Bluetoothi heliseadet oma telefoniga, lubage Dual Audio ja oletegi valmis. Kuid see ei tohiks olla Samsungi funktsioon. Sellel on Bluetooth 5.0 lubatud ja see ilmub loodetavasti ka teiste tootjate seadmetesse.
Bluetooth 5.0 peamised eelised on suurem kiirus ja suurem ulatus. Teisisõnu, see on kiirem ja suudab töötada pikema vahemaa tagant kui Bluetoothi vanemad versioonid.
Täna saate hankida Bluetooth 5.0 toega seadmeid, nagu iPhone 8 ja 8 Plus, iPhone X, Samsung Galaxy S8 ja S9 ning tulevased Android-telefonid. Siiski vajate ka Bluetooth 5.0. Need pole veel laialt levinud, kuid paljud tootjad lubavad Bluetooth 5.0 seadmed välja anda 2018. aastal.
Kuna Bluetooth on tagasiühilduv, töötavad teie Bluetooth 5.0 ja vanemad Bluetooth-seadmed koos. See on natuke nagu uuele kiiremale Wi-Fi standardile üleminek. Isegi pärast uue kiiremat WiFi-ühendust toetava ruuteri hankimist peate värskendama ka kõiki teisi seadmeid. Kuid teie vanemad Wi-Fi-toega seadmed saavad siiski uue ruuteriga ühenduse luua aeglasema kiirusega, kui ruuter toetab.
Kui pääsete juurde Bluetooth 5.0 Android-telefonile ja Bluetooth 5.0 kõrvaklappidele, on teil tõenäoliselt palju parem juhtmevaba heli kui vana Bluetoothi standard.
IPhone'i kasutajad saavad tänu W1 kiibile head kogemust Apple'i enda AirPodide või Beatsidega, kuid saavad nüüd Androidis head Bluetoothi heli. Bluetooth 5.0 peaks isegi täiustama iPhone'i juhtmevabasid kõrvaklappe, kui otsustate Apple'i W1-põhiste kõrvaklappide asemel minna üle kolmanda osapoole Bluetooth 5.0 kõrvaklappidele.
Siiski ei soovita me iga pisiasja värskendada. Isegi kui teil on näiteks Bluetooth 5.0 toega sülearvuti, pole hiire üleminek Bluetooth 5.0-le tõenäoliselt suur edu. Kuid kuna Bluetooth 5.0 tugi kajastub igas uues Bluetooth-seadmes, muutuvad Bluetoothi välisseadmed paremaks ning Bluetooth töökindlamaks ja energiasäästlikumaks.
Tere.
3. detsembril 2014 teatas Bluetooth SIG ametlikult bluetooth spetsifikatsiooni versioonist 4.2.
Pressiteates loetletakse kolm peamist uuendust:
Pressiteate põhitees: versioon 4.2 – ideaalne asjade Interneti (IoT) jaoks.
Selles artiklis tahan teile rääkida, kuidas neid kolme punkti rakendatakse. Keda huvitab, teretulnud.
Kõik allpool kirjeldatud kehtib ainult BLE kohta, lähme ...
BLE peamiseks puuduseks oli madal andmeedastuskiirus. Kuigi kummalt poolt vaadata, on BLE ju algselt leiutatud selleks, et säästa seadme toiteallika energiat. Ja energia säästmiseks peate aeg-ajalt ühendust võtma ja andmeid edastama. Siiski on kogu Internet täis nördimust väikese kiiruse ja küsimustega selle suurendamise ning edastatavate andmete mahu suurendamise kohta.
Ja nüüd, versiooni 4.2 tulekuga, teatas Bluetooth SIG edastuskiiruse suurendamisest 2,5 korda ja edastatava paketi suurusest 10 korda. Kuidas nad selle saavutasid?
Ma ütlen teile, et need 2 numbrit on omavahel seotud, nimelt: kiirus suurenes, kuna edastatava paketi suurus suurenes.
Vaatame andmekanali PDU-d (protokolli andmeüksus):
Iga PDU sisaldab 16-bitist päist. Seega erineb see pealkiri versioonis 4.2 pealkirjast versioonis 4.1.
Siin on versiooni 4.1 pealkiri:
Ja siin on versiooni 4.2 pealkiri:
Märkus: RFU (Reserved for Future Use) – selle lühendiga tähistatud väli on reserveeritud tulevaseks kasutamiseks ja see on täidetud nullidega.
Nagu näeme, on päise viimased 8 bitti erinevad. Väli "Lenght" on kasuliku koormuse ja PDU välja MIC (sõnumi terviklikkuse kontroll) pikkuste summa (kui see on lubatud).
Kui versioonis 4.1 on välja "Lenght" suurus 5 bitti, siis versioonis 4.2 on selle välja suurus 8 bitti.
Siit on lihtne arvutada, et väli "Lenght" versioonis 4.1 võib sisaldada väärtusi vahemikus 0 kuni 31 ja versioonis 4.2 vahemikus 0 kuni 255. Kui lahutada MIC välja pikkus (4 oktetti) maksimumväärtustest saame, et kasulik koormus võib olla versioonide 4.1 ja 4.2 puhul vastavalt 27 ja 251 oktetti. Tegelikult on maksimaalne andmemaht veelgi väiksem, kuna kasulik koormus sisaldab ka L2CAP-teenuse andmeid (4 oktetti) ja ATT-d (3 oktetti), kuid me ei võta seda arvesse.
Seega on edastatavate kasutajaandmete maht kasvanud ligikaudu 10 korda. Mis puutub kiirusesse, mis millegipärast kasvas 10 korda ja ainult 2,5 korda, siis proportsionaalsest kasvust ei saa rääkida, sest kõik sõltub ka andmete garanteeritud kohaletoimetamisest, sest seda on veidi keerulisem garanteerida tarnimine 200 baiti kui 20.
Võib-olla on kõige huvitavam uuendus see, miks Bluetooth SIG teatas, et versioon 4.2 muudab asjade Interneti (IoT) selle funktsiooni tõttu paremaks.
Tagasi versioonis 4.1 ilmus L2CAP-is "LE krediidipõhine vookontrolli režiim". See režiim võimaldab juhtida andmevoogu kasutades nn. krediidipõhine skeem. Skeemi omapäraks on see, et see ei kasuta edastatavate andmemahtude näitamiseks signaalipakette, vaid küsib edastamiseks teatud andmemahu eest laenu teiselt seadmelt, kiirendades sellega edastusprotsessi. Samas vähendab vastuvõttev pool iga kaadri vastuvõtmisel kaadriloendurit ja viimase kaadrini jõudes võib ühenduse katkestada.
L2CAP-käskude loendisse on ilmunud 3 uut koodi:
- LE krediidipõhise ühenduse taotlus – krediidiskeemi alusel liitumise taotlus;
- LE krediidipõhise ühenduse vastus – vastus krediidiskeemi alusel ühendusele;
- LE Flow Control Credit – teade võimalusest saada täiendavaid LE-kaadreid.
Pakendis "LE krediidipõhise ühenduse taotlus"
seal on 2 okteti pikkune väli "Initial Credits", mis näitab LE-kaadrite arvu, mida seade saab L2CAP tasemel saata.
Vastuspaketis "LE krediidipõhise ühenduse vastus"
samal väljal on LE-kaadrite arv, mida teine seade saab saata, ja väljal "Tulemus" on ka ühenduspäringu tulemus. Väärtus 0x0000 näitab edu, teised väärtused viitavad veale. Eelkõige näitab väärtus 0x0004 ühenduse tõrget ressursside puudumise tõttu.
Seega sai juba versioonis 4.1 võimalikuks suure andmemahu edastamine L2CAP tasemel.
Ja nüüd, peaaegu samaaegselt versiooni 4.2 väljalaskmisega, avaldatakse järgmine:
Peamine profiilinõue L2CAP tasemel on "LE Credit Based Connection", mis ilmus versioonis 4.1, mis omakorda võimaldab edastada pakette MTU> = 1280 oktettiga (loodan, et vihje joonisele on selge) .
Profiil määratleb järgmised rollid:
- Ruuteri roll – kasutatakse seadmete jaoks, mis suudavad marsruutida IPv6 pakette;
- sõlme roll (Node) - kasutatakse seadmete jaoks, mis saavad vastu võtta või saata ainult IPv6 pakette; omama teenusetuvastusfunktsiooni ja IPSS-teenust, mis võimaldab ruuteritel antud seadet avastada;
Ruuteri rolliga seadmed, mis peavad looma ühenduse teise ruuteriga, võivad omada hosti rolli.
Kummalisel kombel ei kuulu IPv6 pakettide edastamine profiili spetsifikatsiooni alla ja see on täpsustatud IETF RFC-s "IPv6 pakettide edastamine Bluetoothi madala energiaga". Selles dokumendis on välja toodud veel üks huvitav punkt, nimelt see, et IPv6 pakettide edastamisel kasutatakse 6LoWPAN standardit – see on IEE 802.15.4 standardi IEE 802.15.4 madala võimsusega traadita personaalvõrkude IPv6 protokolli kasutades koostalitlusvõime standard.
Vaata pilti:
Profiil määrab, et IPSS-i, GATT-i ja ATT-i kasutatakse ainult teenuse tuvastamiseks ning GAP-i kasutatakse ainult seadme tuvastamiseks ja ühenduse loomiseks.
Kuid punasega esile tõstetud tähendab lihtsalt seda, et pakettide edastamine ei sisaldu profiili spetsifikatsioonis. See võimaldab programmeerijal kirjutada oma paketiedastusrakenduse.
Turvahalduri (SM) üks kohustusi on kahe seadme sidumine. Sidumisprotsess genereerib võtmed, mida seejärel kasutatakse side krüptimiseks. Sidumisprotsess koosneb kolmest etapist:
Versioonis 4.2 jagati 2. etapp kaheks osaks:
Sellega seoses ilmus turvahalduri krüptograafilises tööriistakastis lisaks kolmele olemasolevale funktsioonile veel 5 ja neid 5 kasutatakse ainult uue LE Secure Connectionsi sidumisprotsessi teenindamiseks. Need funktsioonid genereerivad:
Kõik funktsioonid kasutavad 128-bitise võtmega AES-CMAC krüpteerimisalgoritmi.
Seega, kui 2. faasis genereeriti 2 võtit sidumise ajal, kasutades "LE pärandsidumise" meetodit:
siis luuakse LE Secure Connections meetodi abil 1 võti:
Selle uuenduse tulemusena saime:
Kummalisel kombel see kõlab, kuid tänu paranenud ohutusele saavutasime energiatõhususe paranemise.
Jah mul on.
NORDIC Semiconductor on välja andnud "nRF51 IoT SDK", mis sisaldab nRF51 seeria seadmete pinu, teeke, näiteid ja API-sid. See sisaldab:
Täisjuhtmevabade kõrvaklappide Syllable D900P ülevaade Bluetoothi v5.0-s, nende võrdlemine teise TWS-16-ga, samuti soovitused seda tüüpi kõrvaklappide valimiseks ja ostmiseks.
Lühidalt: jäin ostuga igati rahule...
Minu esimene katse oli osta kõrvaklappe:
Tol ajal kehtis neile allahindlus ja altkäemaksu andis rekordiliselt väike kaal, ainult 3,5 grammi (iga kõrvaklapp).
Aga esimene pannkook, nagu öeldakse, on tükiline. Pakki avades üht kõrvaklappi sealt ei leitud.
Arvasin, et see on nali või ma ei näinud kirjelduses midagi, aga ei. Seetõttu võrdlen ülevaate käigus mõlemat mudelit (kuigi seda ei saa nimetada täieõiguslikuks võrdluseks), pöörates valikul tähelepanu just erinevustele ja nende tähtsusele.
P.S. Pärast nende tugiteenustega ühendust võtmist pakkusid nad mulle 10 dollari suurust raha tagasi ja loomulikult peaksin kõrvaklapi endale jätma. Ma ei kuulu nende inimeste hulka, kellele meeldib petta või müüjatelt kasu saada. Seda saab kasutada bluetooth-peakomplektina või muusika kuulamiseks, kuid siiski on see üksi. Ma ei saanud seda müüa, nii et 10 dollarist ei piisa mulle uute kõrvaklappide ostmiseks ja ma ei saa ka muusikat täielikult kuulata. Seetõttu taotlesin kogu raha tagasimaksmist, selgitades oma seisukohta ja nad nõustusid.
Raha tagasi ootamise ajal oli mul aega mõelda uute ostmisele. Ostke samad, hoides samal ajal vasakut kõrvaklappi ja laadimisümbrist laos, või valige mõni muu mudel.
Mõistes, millest mul puudust jäin ja mida tahaksin parandada, asusin otsima.
Internet on täis erinevaid mudeleid, mõlemad kaubamärgiga. Kuid sageli võib samu kõrvaklappe leida erinevate kaubamärkide alt. Seetõttu peaksite olema ettevaatlik. Mõeldes, et ostate "kaubamärgiga" kõrvaklappe, ostate nimetu toote, kuid mõne kaubamärgi logo all. Reeglina on sellised "kaubamärgid" vähetuntud ja kui leiate midagi uut ja huvitavat, siis võtke aega ja uurige lähemalt. Võib-olla leiate täpselt samad kõrvaklapid, kuid erineva uue ja huvitava nime all. Ja lõpuks ilma firma mainimiseta ja pealegi on see odavam.
Piirasin oma valiku kahele mudelile, millest esimene, mille ülevaated on sellel saidil ja Internet kubiseb neist lihtsalt:
1. TWS Touch Two JH-S9100 :,
Teine oli midagi uut:
2.
Esimene mudel sobis mulle täiesti, nii hind kui ka parameetrid. Kuid teine altkäemaksu, kuigi vähetuntud, kuid kaubamärk () ja kohalolek.
See mudel on 2018. aasta uudsus ja selle kohta pole praktiliselt ühtegi arvustust. Ainult paar arvustust, mis sisaldavad vähe kasulikku teavet. Aga pakki oodates info hulk aina kasvas ja need olid kiitvad kommentaarid, mis ei saa muud üle kui rõõmustada.
Kui jaama veidi raputate, kukub kuular välja, nii et parem on seda kujundust kanda seotud komplektis kotis (noh, saate aru).On ka ülestõstetavaid: või
Kui tulla tagasi ülevaate teema juurde, siis siin on kasutatud standardset katet. Kuid mitte sulguritel, nagu enamasti, vaid magnetitel. Ma arvan, et see valik on palju mugavam. Kaane avamiseks ei pea te ühtegi nuppu vajutama, midagi ei purune ja see ei jää aja jooksul kinni. Magnetite tugevus on piisav, et juhuslikke avastusi vältida, aga tahaks paarkümmend protsenti võimsamat.
Sees näeme nuppu, mis vastutab nii kõrvaklappide laadimise sisse-/väljalülitamise kui ka nende eraldi sisselülitamise eest, kuid sellest lähemalt hiljem. Sarnast teostust koos magnetkatte ja puutetundliku nupuga on näha:, kuid vaatamata sisselülitamiseks topeltpuudutamise nõudele tekitab väline andur muret juhuslike klikkide pärast.
Kõrvaklappide laadimiseks mõeldud kohtades on magnetid, mis võimaldavad neid hästi fikseerida ja takistavad nende väljakukkumist. TWS-16-l sellist õnne pole ja fikseerimine, aga ka täiskontakt laadimiseks, toimub ainult siis, kui kaas on suletud. See on Syllable D900P jaoks veel üks pluss.
Kuid puudu on märge korpuse laetuse protsendi kohta. Ma ei saa nii väikese, kuid olulise detaili puudumisest päris hästi aru.
Selle tulemusel osutus ümbris väga mugavaks ja kasulikuks, sisaldades kõike mugavaks kasutamiseks vajalikku, välja arvatud aku oleku näidu puudumine.
Korpuse kaal ilma kõrvaklappideta: 42g.
Aasta pärast Bluetooth 4.1 spetsifikatsioonide kinnitamist on organisatsioonBluetooth Special Interest Group (SIG) on välja andnud uuendatud versiooni 4.2. Bluetooth 4.2-s on suurendatud infovahetuse kiirust Bluetooth Smart seadmete vahel: andmepakettide suurust on suurendatud 10 korda, kiirust aga 2,5 korda.
Aasta pärast Bluetooth 4.1 spetsifikatsioonide kinnitamist on organisatsioon Bluetooth Special Interest Group (SIG) on välja andnud uuendatud versiooni 4.2. Bluetooth 4.2-s on suurendatud infovahetuse kiirust Bluetooth Smart seadmete vahel: andmepakettide suurust on suurendatud 10 korda, kiirust aga 2,5 korda. Täiustatud töö asjade Interneti segmendi seadmetega tänu Interneti-protokolli tugiprofiil (IPSP) toetab nüüd otsest Interneti-ühendust protokolli kaudu Ipv6 / 6LoWPAN ja Bluetooth Smart Device Management.
Teisisõnu, seadmed saavad ilma täiendavate ühenduste ja saatjateta pääsupunkti või ruuteri kaudu otse Interneti-ühenduse luua. Lisaks lubavad nad kõrget kaitset Bluetooth-ühenduse ja andmete krüptimise kaudu jälgimise eest. Ühepoolne jälgimisprotsess pole enam võimalik, peate ühenduse kinnitama. Loomulikult lubavad nad energiatarbimist vähendada. Esimesed Bluetooth 4.2-ga tooted võivad ilmuda 2015. aasta esimesel poolel.
Allikas: bluetooth
Kirkland, WA – 3. detsember 2014
Bluetooth Special Interest Group (SIG) võttis sel nädalal ametlikult vastu Bluetoothi põhispetsifikatsiooni versiooni 4.2. Peamised uuendused versioonis 4.2 parandavad privaatsust ja kiirust ning peagi ratifitseeritav profiil võimaldab IP-ühenduvuse. Bluetooth 4.2 avab arendajatele, originaalseadmete tootjatele ja tööstusele uusi võimalusi luua tarbijatele parem kasutuskogemus, luues samas kasutusjuhtumeid, mida pole varem ette kujutanud.
„Bluetooth 4.2 eesmärk on jätkuvalt muuta Bluetooth Smart parimaks lahenduseks kogu teie elu tehnoloogia ühendamiseks – alates isiklikest anduritest kuni ühendatud koduni. Lisaks spetsifikatsiooni enda täiustustele võimaldab uus profiil, mida tuntakse kui IPSP, Bluetoothi jaoks IPv6, avades täiesti uued uksed seadmete ühendamiseks, ”ütles Mark Powell, Bluetooth SIG-i tegevdirektor. "Bluetooth Smart on ainus tehnoloogia, mis suudab turuga mastaapida, pakub arendajatele uuenduste tegemiseks paindlikkust ja on asjade Interneti aluseks."
Privaatsus ja turvalisus
Bluetooth 4.2 tutvustab tööstusharu juhtivaid privaatsusseadeid, mis vähendavad energiatarbimist ja tuginevad Bluetoothi spetsifikatsiooni riiklikule tasemele. Uued privaatsusfunktsioonid annavad kontrolli tagasi tarbija kätte, muutes pealtkuulajatel seadme Bluetooth-ühenduse kaudu ilma loata jälgimise keeruliseks. Näiteks majakatega jaekaupluses ostes ei saa teid jälgida, välja arvatud juhul, kui olete lubanud majakale teie seadmega suhelda.
Kiirus
Bluetooth 4.2 suurendab Bluetooth Smart seadmete vahel toimuva andmeedastuse kiirust ja usaldusväärsust. Suurendades Bluetooth Smart pakettide mahtu, edastavad seadmed andmeid kuni 2,5 korda kiiremini kui eelmiste versioonide puhul. Suurenenud andmeedastuskiirus ja paketimaht vähendab edastusvigade tekkimise võimalust ja vähendab aku tarbimist, mille tulemuseks on tõhusam ühendus.
Interneti-ühendus
Tuginedes varem Bluetooth 4.1-ga välja antud võimalustele ja versioonis 4.2 välja antud uutele funktsioonidele, võimaldab Interneti-protokolli tugiprofiil (IPSP) Bluetoothi nutikatel anduritel pääseda IPv6 / 6LoWPAN-i kaudu otse Internetti. IP-ühenduvus võimaldab olemasolevat IP-infrastruktuuri kasutada Bluetooth Smart "edge" seadmete haldamiseks. See sobib ideaalselt ühendatud kodude jaoks, mis vajavad nii isiklikku kui ka laiaulatuslikku juhtimist. See profiil kinnitatakse aasta lõpuks.
Bluetooth 5.0 sai reaalsuseks. Võrreldes Bluetooth 4.0-ga on uuel versioonil kahekordistage ribalaiust, neljakordistage ulatus ja terve hulk muid täiustusi. Mõelge Bluetooth 5.0 eelistele eelkäijatega võrreldes, kaasa arvatud näide CPU CC2640R2F alates Texase instrumendid.
Järgmise Bluetooth 5 spetsifikatsiooni loomise põhjuseks said protokolli Bluetooth 4 versiooni populaarsus ja mõned piirangud. Arendajad seadsid endale mitmeid eesmärke: laiendada leviala, suurendada ribalaiust saatepakettide saatmisel. , mürakindluse parandamine ja nii edasi.
Nüüd, kui esimesed Bluetooth 5-ga seadmed on ilmuma hakanud, tekivad kasutajatel ja arendajatel õigustatult küsimused: milline varem välja kuulutatud lubadustest on täitunud? Kui palju on leviulatus ja andmeedastuskiirus suurenenud? Kuidas see tarbimistaset mõjutas? Kuidas on muutunud lähenemine levipakettide moodustamisele? Milliseid täiustusi on tehtud mürakindluse parandamiseks? Ja loomulikult on põhiküsimus – kas Bluetooth 5 ja Bluetooth 4 vahel on tagasiühilduv? Vastame neile ja mõnele muule küsimusele ning kaalume Bluetooth 5.0 peamisi eeliseid eelkäijatega võrreldes, sealhulgas näiteks ettevõtte Bluetooth 5.0 toega päris protsessori kohta. Texase instrumendid.
Alustame oma Bluetooth 5.0 ülevaadet, vastates kõige sagedamini esitatavale küsimusele tagasiühilduvuse kohta Bluetooth 4.x-ga
Jah, on küll. Bluetooth 5 on üle võtnud enamiku Bluetooth 4.1 ja 4.2 funktsioonidest ja laiendustest. Näiteks Bluetooth 5 seadmed säilitavad kõik Bluetooth 4.2 andmeturbe täiustused ja toetavad LE Data Length Extension. Tasub meenutada, et tänu LE Data Length Extensionile saab alates Bluetooth 4.2-st pakettandmesideüksuse (PDU) suurust koos loodud ühendusega suurendada 27-lt 251-le baidile, mis võimaldab suurendada andmevahetuskiirust 2,5 võrra. korda.
Protokolliversioonide suure erinevuse tõttu säilib traditsiooniline mehhanism seadmete vahel ühenduste loomisel parameetrite üle läbirääkimiseks. See tähendab, et enne andmevahetuse alustamist "tutvuvad" seadmed ja määravad maksimaalse andmeedastussageduse, sõnumi pikkuse jne. Vaikeseaded on Bluetooth 4.0. Bluetooth 5 parameetritele üleminek toimub ainult siis, kui läbirääkimisprotsessi käigus selgub, et mõlemad seadmed toetavad protokolli hilisemat versiooni.
Rääkides tööriistadest, mis on juba arendajatele saadaval, väärivad märkimist uus CC2640R2F protsessor ja Texas Instrumentsi tasuta BLE5-Stack. BLE5-Stack põhineb arendajate rõõmuks BLE-Stacki eelmisel versioonil ning muudatused selle kasutuses puudutasid vaid Bluetooth 5.0 uusi funktsioone.
Bluetooth 5 kasutab traadita ühendust füüsilise andmeedastuskiirusega kuni 2 Mbps, mis on kaks korda suurem kui Bluetooth 4.x. Siinkohal tuleb märkida, et efektiivne andmevahetuskiirus ei sõltu ainult edastuskanali füüsilisest ribalaiusest, vaid ka teenuse ja kasuliku teabe suhtest paketis, aga ka sellega kaasnevatest "üldkuludest" näiteks , ajakadu pakettide vahel (tabel 1).
Tabel 1. Andmevahetuskurss erinevatele versioonideleBluetooth
Bluetoothi versioonides 4.0 ja 4.1 oli kanali füüsiline ribalaius 1 Mbit / s, mis võimaldas PDU andmepaketi pikkusega 27 baiti saavutada vahetuskursi kuni 305 kbit / s. Bluetooth 4.2 tutvustab LE Data Length Extension. Tänu temale sai pärast seadmetevahelise ühenduse loomist võimalikuks paketi pikkust suurendada 251 baidini, mis viis andmevahetuskiiruse suurenemiseni 2,5 korda - kuni 780 kbit / s.
Bluetoothi versioon 5 säilitab LE Data Length Extension toe, mis koos füüsilise ribalaiuse suurenemisega kuni 2 Mbps võimaldab saavutada andmevahetuskiirust kuni 1,4 Mbps.
Nagu praktika näitab, ei ole selline andmeedastuse kiirendamine piir. Näiteks juhtmevaba mikrokontroller CC2640R2F on võimeline töötama kiirusel kuni 5 Mbps.
Tasub mainida levinud eksiarvamust, et läbilaskevõime kasv kuni 2 Mbps saavutati vahemiku vähendamisega. Muidugi on transiiveri kiibil (PHY) 2 Mbit / s töötades füüsiliselt 5 dBm väiksem tundlikkus kui kiirusel 1 Mbit / s töötades. Lisaks tundlikkusele on aga ka muid tegureid, mis vahemiku suurendamisele kaasa aitavad, näiteks andmete kodeerimisele üleminek. Sel põhjusel, kui kõik muud tingimused on võrdsed, on Bluetooth 5 usaldusväärsem ja selle leviala on pikem kui Bluetooth 4.0. Seda arutatakse üksikasjalikult artikli ühes järgmistest osadest.
Kui kahe Bluetooth-seadme vahel luuakse ühendus, kasutatakse algselt Bluetooth 4.0 sätteid. See tähendab, et esimeses etapis vahetavad seadmed andmeid kiirusega 1 Mbps. Kui ühendus on loodud, saab Bluetooth 5.0 toega viisard käivitada PHY värskendusprotseduuri, et määrata maksimaalseks kiiruseks 2 Mbps. See toiming õnnestub ainult siis, kui alamseade toetab ka Bluetooth 5.0. Vastasel juhul jääb kiirus 1 Mbps juurde.
Arendajatele, kes on varem kasutanud Texas Instrumentsi BLE-Stacki, on hea uudis see, et uuel BLE5-Stackil on üksainus funktsioon HCI_LE_SetDefaultPhyCmd (), mis on ette nähtud ülaltoodud protseduuri läbiviimiseks. Seega pole TI-kasutajatel Bluetooth 5.0 versioonile üleviimisel probleeme esialgse initsialiseerimisega. Arendajatele on kasulik ka GitHubi portaali postitatud näide, mis võimaldab teil hinnata kahe CC2640R2 mikrokontrolleri tööd, mis töötavad CC2640R2 LaunchPadide osana kiir- ja pikamaarežiimides.
Bluetooth 5.0 spetsifikatsioon ütleb, et selle ulatus on neli korda suurem kui Bluetooth 4.0. See on üsna peen küsimus, millel tasub üksikasjalikumalt peatuda.
Esiteks on mõiste "neli korda" suhteline ega ole seotud konkreetse vahemikuga meetrites või kilomeetrites. Fakt on see, et raadio edastusulatus sõltub tugevalt mitmest tegurist: keskkonna seisundist, häirete tasemest, samaaegselt edastavate seadmete arvust jne. Selle tulemusena ei anna mitte ükski tootja, aga ka Bluetooth SIG standardi arendaja ise konkreetseid väärtusi. Leviala suurenemine on hinnanguliselt võrreldes Bluetooth 4.0-ga.
Edasiseks analüüsiks on vaja teha mõned matemaatilised arvutused ja hinnata raadiokanali võimsuseelarvet. Logaritmiliste väärtuste kasutamisel võrdub raadiokanali eelarve (dB) saatja võimsuse (dBm) ja vastuvõtja tundlikkuse (dBm) vahega:
Raadiokanali eelarve = võimsusT X(dBm) - tundlikkusR X(dBm)
Bluetooth 4.0 puhul on standardne vastuvõtja tundlikkus –93 dBm. Eeldades, et saatja võimsus on 0 dBm, on eelarve 93 dB.
Vahemiku neljakordseks suurendamiseks oleks vaja eelarvet suurendada 12 dB, mis annab väärtuseks 105 dB. Kuidas seda väärtust peaks saavutama? On kaks võimalust.
Kui lähete mööda esimest teed ja suurendate saatja võimsust, põhjustab see paratamatult tarbimise kasvu. Näiteks CC2640R2F puhul suurendab 5 dBm väljundvõimsusele lülitamine voolutarbimist kuni 9 mA (joonis 1). Võimsusel 10 dBm suureneb vool 20 mA-ni. See lähenemine ei tundu enamiku akutoitel traadita seadmete jaoks atraktiivne ja ei sobi alati asjade Interneti jaoks ning see on valdkond, kuhu Bluetooth 5.0 oli peamiselt suunatud. Sel põhjusel tundub eelistatavam teine lahendus.
Vastuvõtja tundlikkuse suurendamiseks on kaks võimalust:
Andmeedastuskiiruse vähendamine kaheksa korda suurendab teoreetiliselt vastuvõtja tundlikkust 9 dB võrra. Seega jääb ihaldatud väärtusest puudu vaid 3 dB.
Vajaliku 3 dB saab hankida täiendava kodeeritud PHY kodeerimisega. Varem oli Bluetooth 4.x versioonides bitikodeering 1:1 üheselt mõistetav. See tähendab, et andmevoog suunati otse diferentsiaaldemodulaatorisse. Bluetooth 5.0 puhul on kodeeritud PHY kasutamisel kaks täiendavat edastusvormingut:
Kirjeldatud lähenemisviisi nimetatakse edasisteks tõrkeparanduseks (FEC) ja see võimaldab teil tuvastada ja parandada vastuvõtva poole vigu, mitte nõuda pakettide uuesti saatmist, nagu Bluetooth 4.0 puhul.
Paberil näeb kõik hea välja. Jääb vaid välja selgitada, mil määral need teoreetilised arvutused tegelikkusele vastavad. Võtame näiteks sama mikrokontrolleri CC2640R2F. Tänu erinevatele täiustustele ja uutele Bluetooth 5.0 modulatsioonirežiimidele on selle protsessori transiiveri tundlikkus -97 dBm kiirusel 1 Mbps ja -103 dBm, kui kasutatakse kodeeritud PHY ja 125 kbps. Seega viimasel juhul ei piisa 105 dB saavutamiseks ainult 2 dBm-st.
CC2640R2F ulatuse hindamiseks viisid Texas Instrumentsi insenerid Oslos läbi välieksperimendi. Samas ei saa mürataseme seisukohalt antud eksperimendi keskkonda nimetada “sõbralikuks”, kuna vahetus läheduses asus linna äriosa.
Üle 105 dB võimsuse eelarve saamiseks otsustati suurendada saatja võimsust 5 dBm-ni. Selle tulemuseks oli muljetavaldav koguväärtus 108 dBm (joonis 2). Katse ajal oli tööraadius 1,6 km, mis on väga muljetavaldav tulemus, eriti arvestades raadiosaatjate minimaalset kulutaset.
Varem kasutas Bluetooth 4.x seadmete vaheliste ühenduste loomiseks kolme spetsiaalset andmekanalit (37, 38, 39). Nende abiga leidsid seadmed üksteist ja vahetasid teenindusinfot. Nad võivad edastada ka ringhäälingu andmepakette. Sellel lähenemisviisil on puudused:
Nende probleemide lahendamiseks Bluetooth 5.0-s otsustati minna üle skeemile, kus andmeid edastatakse kõigil 37 andmekanalil ning osutajate edastamiseks kasutatakse teenusekanaleid 37, 38, 39. Kursor viitab kanalile, millel leviteadet edastatakse. Sel juhul edastatakse andmeid ainult üks kord. Tänu sellele on võimalik teeninduskanaleid oluliselt maha laadida ja see kitsaskoht kõrvaldada.
Märkimist väärib ka see, et nüüd võib edastuspaketi andmepikkus olla kuni 255 baiti, mitte 6 ... 37 baiti PDU Bluetooth 4.x puhul. See on asjade Interneti-rakenduste jaoks äärmiselt oluline, kuna minimeerib edastuskulusid ja kaob vajadus ühenduste järele ning vähendab seega tarbimist.
Üks esimesi Bluetooth 5.0-ga mikrokontrollereid oli Texas Instrumentsi suure jõudlusega CC2640R2F protsessor.
CC2640R2F põhineb kaasaegsel 32-bitisel ARM Cortex-M3 tuumal, mille töösagedus on kuni 48 MHz. Raadiosaatjat juhib teine 32-bitine ARM Cortex-M0 tuum (joonis 3). Lisaks on mudelil CC2640R2F rikkalikud digitaalsed ja analoog-välisseadmed.
Mikrokontrolleri CC2640R2F eeliseks on ka madal tarbimistase (tabel 2). See kehtib kõigi töörežiimide kohta. Näiteks aktiivses režiimis on raadiokanali kaudu andmete vastuvõtmisel tarbimine 5,9 mA ja edastamisel 6,1 mA (0 dBm) või 9,1 mA (5 dBm). Puhkerežiimile minnes langeb toitevool kokku 1 μA-ni.
Kombinatsioon kolmest nii olulisest omadusest nagu Bluetooth 5.0 tugi, madal energiatarve ja kõrge tippjõudlus teeb CC2640R2F-st asjade Interneti jaoks väga huvitava lahenduse. Samas saab seda mikrokontrollerit kasutades luua terve valiku IoT seadmeid: autonoomsed andurid, mis töötavad mitu aastat ühest akust, sillad lisajuhtimisprotsessori ja Bluetooth 5.0 kanali vahel, keerulised rakendused, mis nõuavad suurt arvutusvõimsust.
Tabel 2. Juhtmevaba mikrokontrolleri tarbimineCC2640 R2 FtoetusegaBluetooth 5
Töötunnid | Parameeter | Väärtus (Vcc = 3 V) |
---|---|---|
Aktiivne andmetöötlus | μA / MHz ARM® Cortex®-M3 | 61 μA / MHz |
Coremark / mA | 48,5 | |
Coremark @ 48 MHz | 142 | |
Raadiokeskjaam | Tippvool vastuvõtmisel, mA | 5,9 |
Tippvool ülekande ajal, mA | 6,1 | |
Unerežiim | Anduri kontroller, μA / MHz | 8,2 |
Puhkerežiim sisselülitatud RTC ja mälu säilitamisega, mA | 1 |
CC2640R2F kiireks alustamiseks on Texas Instruments koostanud traditsioonilise silumiskomplekti (joonis 4). Sellise seadme paari abil saate hinnata raadioside kiirust ja ulatust Bluetooth 5.0 kaudu. Selleks saab kasutada valmis näiteid või luua oma rakenduse tasuta BLE 5 stack 1.0 protokolli alusel (www.ti.com/ble).
Bluetooth 5.0 protokolli uus versioon on keskendunud asjade interneti (IoT) vajaduste rahuldamisele. Võrreldes Bluetooth 4.0-ga on sellel mitmeid kvaliteeditäiustusi:
Lisaks pakub Bluetooth 5.0 tagasiühilduvust Bluetooth 4.x seadmetega ja toetab ka enamikku hilisemate protokolliversioonide laiendusi.
Nüüd saate Texas Instrumentsi toodetud instrumentide abil hinnata Bluetooth 5.0 võimalusi. Ettevõte toodab suure jõudlusega väikese võimsusega mikrokontrollerit CC2640R2F, tasuta BLE 5 pinu 1.0 ja paljusid LAUNCHXL-CC2640R2 silumiskomplekti valmis näiteid.