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【技術分享】藍牙5.0標準帶來的新亮點解讀

日期:2020-01-16 作者:潤欣科技創研社 返回列表

藍牙5.0是由藍牙技術聯盟在2016年提出的藍牙技術標準,藍牙5.0針對低功耗設備速度有相應提升和優化,藍牙5.0結合wifi對室內位置進行輔助定位,提高傳輸速度,增加有效工作距離。


在物聯網通信領域,存在眾多的無線通信協議,例如WiFi Bluetooth Zigbee等,其中低功耗藍牙BLE(Bluetooth Low Energy)技術已經成為物聯網領域領先的通信標準之一,不過對比其他標準,藍牙并沒有絕對的優勢。藍牙5.0帶給BLE的新特性則針對物聯網行業做了優化,這些新的技術點將會使得BLE在物聯網領域得到更加廣泛的應用。


下面我們解讀一下Bluetooth 5.0 針對物聯網領域帶來的新特性。

 

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在速度上有很大的提高


物聯網的應用場合是比較特殊的,在大多數的應用場景下面,并不需要太多的吞吐量,但是從可靠性的角度來說,對可靠性的要求則是由更高的需求,這樣來看似乎BT 4.2的上一代的標準也是可以使用的,并沒有說5.0 的標準會帶來突破性的變革,但是我們知道可穿戴式的設備部同于傳統的采用市電等對功耗要求不高的應用,穿戴設備的續航能力是一個重要的用戶體驗,而且穿戴式設備特別是手環和手表類的應用,由于其體積比較小。通常布板的面積是有限的,結構空間也是受到很大的限制,那么從這個角度上面來看呢,通常放在里面的電池是比較小的,其容量通常在即使毫安到幾百毫安之間,而我們知道這類產品除了基本的基帶功耗之外,更重要的則是藍牙發射功率,我們知道,藍牙在廣播狀態下,通過減少廣播數據包的頻率可以降低功耗,而在連接狀態下,如果我們可以減少發送數據的窗口時間,那么也會很大程度上面降低總體的功耗。功耗的降低也就意味著續航時間的增加,這么一來呢,產品的競爭能力也就上去了。

 

另外對于手環類產品,其在線升級功能,因為BT的通信速率的限制是需要耗費較多時間的工作,BT 5.0的標準下面,其通信速率提高一倍后,也就意味著下載的時間縮短一半,那么這對于用戶體驗的提升也是一個很大的利好。


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通信的距離提高到原來的四倍


和通信速率的提升類似,通信距離的提升同樣也是一個巨大的利好。我們知道在傳統的穿戴設備領域,由于藍牙的功耗低,成本低,而且其天然的作為手機外設的通信方式的優勢使得它成為穿戴設備的實施標準。但是無線通信領域里面除了藍牙之外還有WIFI Zigbee等工業標準,BLE5.0的標準的引入使得BLE應用在智能家居領域成為可能,為什么呢? 在傳統的智能家居類設備領域,zigbee是事實上的工業標準,因為其通訊距離遠,和智能家居的應用場景更加的吻合,除了zigbee之外,wifi也是很有競爭的優勢,因為無論是wifi還是zigbee其傳輸的距離都是超越藍牙的。由于BT 5.0的引入,其通信的距離提高到四倍以上,可以想象,除了之前的傳統的藍牙類的應用,例如藍牙耳機其用戶體驗將會得到很大的提升,現在市面上的TWS耳機,經常在復雜的無線電環境下面斷線,而采用5.0標準以后,相信這種用戶體驗將會得到大的改善,頻繁斷線的問題得到解決,抗干擾的能力大大增強,而另外的方面,一些原來使用zigbee和wifi作為互聯方式的產品形態就可以采用藍牙互聯的方式來實現,因為通信距離已經可以達到智能家居的場景需求了。

 

通信容量的增加為新應用方式鋪路

 

另一個令人振奮的消息就是5.0的標準中將數據的廣播階段的容量擴展到現在8倍,這意味著什么呢? 在原來的標準里面,廣播數據通常承載產品本身的描述信息,比較少承載通信數據,那么現在擴容的結果,就使得我們可以通過廣播的方式來傳輸數據。我們知道,傳統的藍牙應用通常是經過廣播、連接、收發數據然后再斷開的一個過程,那么現在呢,我們在引入了5.0的標準之后,就有機會實現無連接的通信方式,換一種說法,我們可以把數據直接放在廣播包中傳輸,這種傳輸能力的提升,對于信標類的應用,對于GIS地理信息類的應用是非常好的一個應用場景。另外MESH網絡通信就是基于這種無連接的通信方式的,可以預見,這種星型拓撲結構的連接方式將會極大的改善mesh通信。

 

MESH 組網


其實呢在剛才介紹廣播擴容的時候也已經提到了MESH的應用,事實上早在2015年就已經公布了mesh組網技術,5.0的標準中并沒有特別將組網技術做單獨的更新,但是這里需要強調的是,廣播態的擴容,通信距離的提升,以及通信速率的提高都是為mesh組網技術提供了強有力的后臺支撐,在實際的應用場景中,mesh有著很廣闊的現實需求,比如很多的智能家居類的產品需要即插即用,無縫融合到現有的網絡中,那么如果采用mesh這種無連接的拓撲結構的話,就會使得這種應用成為可能。總之在組網方面由于支撐條件的優化,使得其應用將會更加的廣泛。


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