BLUETOOTH LOW ENERGY

Bluetooth Low Energy – это технология беспроводной персональной сети, которая была создана Bluetooth SIG, предназначенная для работы с устройствами, чувствительные к энергопотреблению или передающие небольшие пакеты данных с большим перерывом между передачами. Оригинальная спецификация была разработана компанией Nokia и имела название Wibree, которая была интегрирована в Bluetooth, начиная с версии 4.0.

Технические характеристики

• Частотный диапазон: 2.4 – 2.4835 ГГц
• 40 каналов по 2 МГц
• Максимальная скорость передачи по радиоканалу: 2 Мбит/с
• Дальность передачи: 10-30 метров
• Максимальное потребление тока: 15 мА
• Ведомые устройства: зависит от реализации
• Минимальное общее время передачи: 3 мс
• Пропускная способность: 0.27 Мбит/с.

Сравнение классического Bluetooth и Bluetooth Low Energy

Важно понимать, что есть огромная разница между классическим Bluetooth и Bluetooth Low Energy в спецификации, реализации и типов приложений, в которых они используются, а также в дополнение к сказанному они несовместимы. Рассмотрим некоторые отличия:

1. Bluetooth Low Energy используется для управления датчиками через их приложения и не требует передачи большого объема данных. В свою очередь классический Bluetooth предназначен для потоковых приложений, где передаются большие объемы данных (трансляция аудио или передача файлов).
2. Bluetooth Low Energy использует 40 радиоканалов, когда как Bluetooth Classic 79 радиоканалов.
3. Bluetooth Low Energy очевидно из названия потребляет очень мало энергии и поэтому устройства с BLE работают с большими интервала между передачами и могут использовать одну батарейку “таблетка” в течение долгого времени.

Архитектура Bluetooth Low Energy

Архитектура BLE состоит из трех главных частей: приложение, хост и контроллер.

Рисунок 1. Архитектура BLE

Прикладной уровень - это код приложения, который вы написали для своего устройства. Этот уровень отвечает за обработку данных, которые вы получаете с других устройств или отправляете, и за управляющую логику.

Уровень хоста – программная часть, которая занимается высокоуровневыми задачами, а именно функциями управления и организации данных. Включает в себя следующие уровни:

• Общий профиль доступа (Generic Access Profile) отвечает за взаимодействие BLE-устройств между собой, обнаружение и определение режимов и ролей устройств, соединение и безопасность.
• Общий профиль атрибутов (Generic Attribute Profile) – протокол, который отвечает за способ передачи данных туда и обратно, используя концепцию сервисов и характеристик.
• Атрибут протоколов (Attribute Protocol) определяет вид данных, которые передаются от сервера (устройство, предоставляющее данные) к клиенту (устройство, принимающее данные).
• Менеджер безопасности (Security Manager) отвечает за безопасность, с помощью генерации и обмена ключами между устройствами.
• Протокол управления и адаптации логических связей (Logical Ling Control and Adaptation Protocol) – это протокол, который отвечает за установление и поддерживание логических связей.
• Интерфейс хост-контроллера (Host Controller Interface)

Уровень контроллера – часть, которая отвечает за низкоуровневые задачи, а именно физическую периферию приемопередатчика, работу с ключами доступа. Включает в себя:

• Интерфейс хост-контроллера (Host Controller Interface) – это интерфейс, который отвечает за взаимодействие между высокоуровневой частью (Хост) и низкоуровневой частью (Контроллер) стека Bluetooth Low Energy.
• Слой связи (Link Layer) отвечает за взаимодействие с физическим слоем и предоставляет другим частям стека общаться с радио.
• Режим прямого тестирования (Direct Test Mode) используется для тестирования радиочасти во время создания устройств.
• Физический уровень (Physical Layer) отвечает за формирование, передачу, модуляцию и демодуляцию сигнала.

Заключение

Bluetooth Low Energy предоставляет огромный набор возможностей, которые могут пригодиться в жизни, начиная от контролирования давления в лодке при помощи мобильного устройства до управления датчиками на производстве.

Список литературы:

1. Марков И. Bluetooth Low Energy: подробный гайд для начинающих [Электронный ресурс] // Хабр : [сайт]. — URL: https://habr.com/ru/post/532298/ (дата обращения: 23.12.2022).
2. Марков И. Bluetooth Low Energy: подробный гайд для начинающих. Соединения и сервисы [Электронный ресурс] // Хабр : [сайт]. — URL: https://habr.com/ru/post/538834/ (дата обращения: 23.12.2022).
3. Mohammad A. Intro to Bluetooth Low Energy: The easiest way to learn — : Amazon Digital Services LLC - KDP Print US, 2018. 138 c.