Wiki LOW CLASSIC

Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth с низким энергопотреблением, в просторечии Бле, ранее известный как Bluetooth смарт)- это беспроводной персональной сети технологии, разработаны и продаются по Bluetooth специальная группа по интересам (ћbluetoothл), направленных на новые приложения в сфере здравоохранения, фитнес, маяки, безопасности и домашней развлекательной индустрии. В сравнении с классическим с Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением предназначен, чтобы обеспечить значительно снизить энергопотребление и стоимость при сохранении подобной связи. Мобильных операционных систем, включая iOS, андроид, Windows Phone и BlackBerry, а также для macOS, Linux, в Windows 8 и Windows 10, поддерживает Bluetooth с низким энергопотреблением.

Совместимость

Bluetooth низкой энергии, которая не совместима с предыдущими (часто называемый "классический") по Bluetooth базовая ставка/повышенная скорость передачи данных (БР/МЭД) протокол. Спецификация Bluetooth 4.0 позволяет устройствам для выполнения одной или обеих из ЛЕ и систем БР/ЭПД.

Bluetooth с низким энергопотреблением использует те же частоты на 2.4 ГГц, как классического Bluetooth, которая позволяет двухрежимный устройствам совместно использовать один радио антенны. Бле, тем не менее, использовать более простую систему модуляции.

Брендинг

Ранее использовал Bluetooth смарт логотип

В 2011 году ћbluetoothл анонсировала смарт-логотип Bluetooth для уточнения совместимости между новыми низкоэнергетическими устройствами и другими устройствами Bluetooth.

• Bluetooth смарт ready указывает на двухрежимный устройство, совместимое как с классическим, так и низкой энергии периферийных устройств.
• Bluetooth смарт показывает низкий уровень энергии-единственным устройством, которое требует либо умный, готов или другого умного устройства, чтобы функционировать.

С мая 2016 ћbluetoothл брендинг информации, ћbluetoothл начался постепенный отказ от смарт Bluetooth и Bluetooth смарт готовые логотипы и словесные знаки, и вернулся к Bluetooth логотип и словесный товарный знак. Логотип использует новый синий цвет.

Целевой рынок

В ћbluetoothл выявлен ряд рынков с низким энергетических технологий, особенно в умный дом, здоровье, спорт и фитнес секторов. Процитированные преимущества включают в себя:

• низкое энергопотребление, операционной для "месяцы или годы" на кнопки сотового
• малый размер и низкая стоимость
• совместимость с большой установленной базой мобильных телефонов, планшетов и компьютеров

История

Ныне логотип Wibree

В 2001 году, исследователи в Nokia определяют различные сценарии, что современные беспроводные технологии не обращался. Компания начала разработку беспроводных технологий, адаптированных из стандарта Bluetooth, который обеспечит низкое энергопотребление и стоимость при минимизации его отличия от технологии Bluetooth. Результаты были опубликованы в 2004 году, используя имя Bluetooth с низким конечным расширением.

После дальнейшего развития с партнерами, в частности Logitech и в рамках европейского проекта "Мимоза", а также активно поощрять и поддерживать компании STMicroelectronics с момента его ранней стадии, эта технология была выпущена для публики в октябре 2006 года с названием Wibree. После переговоров с членами ћbluetoothл было достигнуто соглашение в июне 2007 года, Wibree в будущем спецификация Bluetooth как Bluetooth-ультра низко-энергетических технологий.

Технология позиционируется как Bluetooth смарт и интеграции в версии 4.0 основная спецификация была завершена в начале 2010 года. Первый смартфон для выполнения спецификации 4.0 был Iphone 4S, выпущенном в октябре 2011 года. Ряд других производителей выпустила Bluetooth с низким готовых устройств Энергия в 2012 году.

В ћbluetoothл официально представила Bluetooth с 5 по 16 июня 2016 года во время мероприятия для СМИ в Лондоне. Одно изменение на стороне маркетинга заключается в том, что они сняли номер точки, так что теперь просто называют Bluetooth 5 (и не Bluetooth 5.0 или 5.0 LE как для Bluetooth 4.0). Это решение было принято якобы с целью "упрощения маркетинга, и эффективно связывать преимущества для пользователя". С технической стороны, с Bluetooth 5 будет четырехместный диапазона путем повышения мощности передачи или кодированных физическом уровне, удвоить скорость с помощью дополнительных половине времени символ по сравнению с Bluetooth 4.X, и обеспечивает восьмикратное увеличение емкости данных вещания за счет увеличения длины рекламная данных по низкой энергии Bluetooth передачи по сравнению с Bluetooth 4.X, которая может быть важной для приложений IoT, где узлы соединены по всему весь дом.

В ћbluetoothл выпущенный профиль сетки и официально сетки спецификации модель на 18 июля 2017 года. Спецификация сетки позволяет с помощью Bluetooth с низким энергопотреблением для многих-ко-многим связи устройства для домашней автоматизации, сенсорных сетей и других приложений.

Приложения

Заимствования из оригинальной спецификации Bluetooth, по Bluetooth сиг определяет несколько профилей — технические характеристики, как устройство работает в конкретном приложении — для низких энергетических устройств. Производители должны реализовать соответствующие спецификации для их устройства, чтобы обеспечить совместимость. Устройство может содержать реализации нескольких профилей.

Большинство нынешних низких профилей приложения энергии базируются на общий профиль атрибутов (GATT), общая спецификация для отправки и получения коротких фрагментов данных, известные как атрибуты, более низкая энергия связи. Профиль Bluetooth сетки является исключением из этого правила, основываясь на профиль общего доступа (Gap).

Профили сетки

Профили Bluetooth сетки использовать Bluetooth с низким энергопотреблением для связи с другими Bluetooth с низким энергопотреблением устройств в сети. Каждое устройство может передавать информацию с других устройств Bluetooth с низким энергопотреблением создание "сетки" эффект. Например, отключив весь дом от света из единственного смартфона.

• Сетки (профиль сетка) — для базовой сетки сетей.
• Mmdl по (модели сетки) — для определения уровня приложений. Термин "модель" используется в спецификации сетки вместо "профиль", чтобы избежать двусмысленностей.

Профили медицинской помощи

Есть много профилей для устройств Bluetooth с низким энергопотреблением в приложений здравоохранения. Консорциум Союз континуумов здоровья содействует в сотрудничестве с ћbluetoothл.

• БЛП (профиль артериального давления) — для измерения кровяного давления.
• ПВТ (профиль медицинского термометра) — медицинский для измерения температуры устройств.
• ГПП (профиль глюкозы) — для крови, мониторы глюкозы.
• ЦГМФ (непрерывный профиль монитора глюкозы)

Спорт и фитнес профили

Профили для спортивных и фитнес-аксессуары включают в себя:

• БКС (службы состава тела)
• ЦСКП (скорость и каденс профиль) — для датчиков, прикрепленных к велосипед или велотренажер для измерения частоты вращения педалей и скорости вращения колеса.
• СРР (профиль Велоспорт энергии)
• ПХ (профиль сердечного ритма) — для приборов, которые измеряют пульс
• ЛНП (местоположение и навигация профиль)
• RSCP (скорость бега и частоты вращения педалей профиль)
• ПБВ (масштаб профиля вес)

Подключение к интернету

• ИПСП (профиль интернет поддерживают протокол)

Универсальные датчики

• ЭСП (профиль зондирования окружающей среды)
• УДС (пользователей услуги передачи данных)

HID подключения

• HOGP (газоразрядная по профилю ГАТТ), позволяющий Bluetooth с поддержкой беспроводных мышей, клавиатур и других устройств, предлагая длительный срок службы батареи.

Близость зондирования

"Электронный поводок" приложения лучше всего подходят для максимально долгой жизни батареи для "всегда на" устройства. Производители iBeacon в реализации соответствующей спецификации на свои устройства, чтобы использовать возможности, близость зондирования, поддерживаемые устройствами Apple на iOS.

Соответствующие профили приложения включают в себя:

• ФМП — "найти меня" профиль — позволяет устройство, чтобы выдать предупреждение на вторую потерянное устройство.
• Pxp типах — близость профиль — позволяет близость монитора для обнаружения ли репортер находится в пределах близкого расстояния. Физическая близость может быть оценена, используя значение радио приемника пупс, хотя это не имеет абсолютной калибровки расстояния. Как правило, сигнал тревоги может быть звучит, когда расстояние между устройствами превышает установленный порог.

Оповещения и профили времени

• Телефон в профиле статус оповещения и профиль оповещения позволяют клиентском устройстве, чтобы получать уведомления, такие как уведомления о входящих вызовах с другого устройства.
• Профиль позволяет время текущее время и часовой пояс на клиентском устройстве должны быть установлены с устройства сервером, например, между наручными часами и сети мобильного телефона время.

Аккумулятор

• Аккумулятор раскрывает состояние батареи и уровень заряда батареи один аккумулятор или комплект батареек в устройстве.

Реализация

Чип

Начиная с конца 2009, Bluetooth с низким интегральных схем энергии были озвучены ряд производителей. Этих микросхем часто используют программное обеспечение, чтобы обновления к спецификации может быть установлена через обновление прошивки.

Оборудование

Современные мобильные устройства обычно выпускаются с поддержки оборудования и программного обеспечения для классический Bluetooth и Bluetooth с низким энергопотреблением.

Операционные системы

• iOS 5 и позже
• Окна Телефон 8.1
• Windows 8 и более поздних
• Android 4.3 и более поздних
• Ежевика 10
• В Linux 3.4 и более поздней версии по 5.0 на Bluez
• Унисон ОС 5.2
• в macOS 10.10

Технические детали

Радио интерфейс

Bluetooth с низким энергопотреблением технология работает в том же диапазоне спектра (2.400–2.4835 ГГц ISM) в качестве классической технологии Bluetooth, но использует другой набор каналов. Вместо классического Bluetooth 79 1-МГц каналов, Bluetooth низкой энергии 2 40-МГц каналов. В канале, данные передаются с помощью Гауссова частотная модуляция сдвиг, похожие на принципиальная схема классического Bluetooth ставки. Скорость передачи 1 Мбит/с (с возможностью 2 Мбит/с в Bluetooth 5), а максимальная мощность передатчика составляет 10 МВт (100 МВт в Bluetooth 5). Дальнейшие подробности приводятся в Томе 6 Часть (спецификация физического уровня) в спецификацию ядра Bluetooth версии V4.0.

Bluetooth с низким энергопотреблением использует частоту, чтобы противодействовать проблемам узкополосная помеха. Классический Bluetooth также использует скачкообразную перестройку частоты, но детали различны; в результате, в то время как FCC и ETSI в классификации технологии Bluetooth в качестве схема ППРЧ, Bluetooth низкой энергии классифицируются как системы с использованием методов цифровой модуляции или прямой последовательности расширения спектра.

Более подробные технические сведения могут быть получены из официальной спецификации, опубликованной ћbluetoothл. Обратите внимание, что потребление электроэнергии не является частью спецификации Bluetooth.

Рекламная и открытий

ИЧЕСКИХ устройств определяются с помощью процедуры, основанные на трансляцию рекламных пакетов. Это делается с помощью 3 отдельных каналов (частот), чтобы уменьшить помехи. Рекламное устройство отправляет пакет по крайней мере один из этих трех каналов, с периодом повторения называется рекламная интервал. Для уменьшения вероятности несколько столкновений подряд, случайной задержкой до 10 мс добавляется к каждой рекламной интервал. Сканер слушает канал в течение времени называется Окно сканирования, которое периодически повторяется каждый интервал сканирования.

Задержка обнаружения, следовательно, определяется вероятностный процесс и зависит от трех параметров (т. е. рекламный интервал, интервал сканирования и сканирования в окне). Схема открытия ИЧЕСКИХ принимает периодического интервала основывается метод, для которого верхние границы задержки обнаружения может быть выведено для большинства параметризации. При обнаружении задержки в Беля могут быть аппроксимированы моделями для чисто периодического интервала на основе протоколов, произвольная задержка добавляется к каждой рекламной интервала и три-канал "Дискавери" может вызвать отклонения от этих предсказаний, или привести к неограниченной задержки для определенной параметризации.

Модель программного обеспечения

Всех устройств Bluetooth с низким энергопотреблением использовать универсальный атрибут профиля (ГАТТ). Интерфейс программирования приложений, предлагаемых низкой операционной системой Bluetooth электроэнергии, как правило, строится вокруг понятий ГАТТ. ГАТТ имеет следующую терминологию:

Клиент

Устройство, которое инициирует команды ГАТТ и запросы и принимает ответы, например, компьютер или смартфон.

Сервер

Устройство, которое получает команды ГАТТ и запросы и возвращает ответы, например, датчик температуры.

Характеристика

Значение данных, передаваемых между клиентом и сервером, например, текущее напряжение аккумулятора.

Услуги

Набор взаимосвязанных характеристик, которые работают вместе для выполнения определенной функции. Например, медицинским термометром обслуживание включает в себя характеристики для измерения температуры значение, а интервал времени между измерениями.

Дескриптор

Дескриптор содержит дополнительные сведения о характеристиках. Например, значение признака температуры может иметь указание единиц (например, по Цельсию), и максимальное и минимальное значения, которые датчик может измерить. Дескрипторы не являются обязательными – каждая характеристика может иметь любое количество дескрипторов.

Bluetooth с низким энергопотреблением используются для административных целей – например, название модели и серийный номер можно прочитать как стандартные характеристики в общий доступ - служба. Услуг может также включать иные услуги в качестве суб-функций; основными функциями устройства являются так называемыми первичными услуг, и вспомогательные функции, которые они ссылаются вторичные услуги.

Идентификаторы

Услуг, характеристик и дескрипторов, в совокупности называются атрибутами, и определены идентификаторы UUID. Любой исполнитель может выбрать случайное или псевдослучайное UUID для собственного использования, но ћbluetoothл зарезервировали диапазон идентификаторов UUID (формы хххххххх-0000-1000-8000-00805F9B34FB ) для стандартных атрибутов. Для эффективности эти идентификаторы представляются в виде 16-разрядных или 32-разрядных значений в протокол, а не 128 бит, необходимых для полного идентификатор UUID. Например, прибор информацию сервис имеет короткий код 0x180A, а не 0000180A-0000-1000-... . Полный список хранится в назначенные номера документа по Bluetooth онлайн.

Операции ГАТТ

Протокол ГАТТ содержит ряд команд для клиента, чтобы получить информацию о сервере. К ним относятся:

• Откройте идентификаторы UUID для всех основных услуг
• Найти службу с учетом идентификатора UUID
• Найти вторичный услуг для данного первичного обслуживания
• Узнайте все характеристики данного сервиса
• Найти характеристики соответствуют указанному идентификатор UUID
• Читать все дескрипторы для конкретного признака

Команды также предоставляются для чтения (передача данных от сервера к клиенту) и писать (от клиента к серверу) значения характеристик:

• Значение может быть прочитано либо путем указания признака по UUID или с помощью ручки value (что возвращает сведения об обнаружении команды выше).
• Операции записи всегда определить характеристику ручкой, но есть выбор, или нет ответа от сервера требуется.
• 'Долго читал и долго пишем операций может использоваться, когда длина данных, характерных превышает значение MTU линии связи.

Наконец, ГАТТ предлагает уведомлений и указаний. Клиент может запросить уведомление для конкретного признака с сервера. Затем сервер может отправить ценность для клиента, когда он станет доступен. Например, сервер датчика температуры может уведомить своего клиента каждый раз производится измерение. Это позволяет избежать необходимости для клиента, чтобы опрашивать сервер, который потребует радиосхемы сервера будет постоянно функционировать.

С указанием подобное уведомление, кроме того, что он требует ответа от клиента, как подтверждение того, что он получил сообщение.

Влияние батареи

Bluetooth с низким энергопотреблением чипсет энергопотребление профили с различными параметрами настройки, как в Автостопом по технологии iBeacon оборудования Aislelabs.

Bluetooth с низким энергопотреблением предназначен для подключения устройств с низким энергопотреблением. Несколько чипов, включая Кембридж кремний Радио, Диалог полупроводника, северных Semiconductor и STMicroelectronics, полупроводник Кипара, кремния лаборатории и Тексас инструментс ввели их Bluetooth с низким энергопотреблением, оптимизированных микросхем за последние несколько лет. Устройства с периферической и центральной роли имеют разные требования к питанию. Исследование Бикон программное обеспечение компания, Aislelabs, сообщил, что периферийные устройства, такие как маяки близость, обычно в течение 1-2 лет с 1000 мАч аккумулятор клетки монетки. Это возможно потому, что власти эффективность низкой энергии Bluetooth протокол, который только передает небольшие пакеты по сравнению с Bluetooth классический, который также подходит для аудио и высокой пропускной способностью передачи данных.

В отличие от непрерывного сканирования по тем же маякам в центральной роли, которую может потреблять 1000 мАч в течение нескольких часов. Устройств Android и iOS также имеют очень разное влияние батареи в зависимости от типа сканирования и количество устройств Bluetooth с низким энергопотреблением в непосредственной близости. С новыми чипсетами и достижений в области программного обеспечения, телефонов на Android и iOS теперь имеют незначительное энергопотребление в реальной жизни Bluetooth с низким сценарии использования энергии.

См. также

• АНТ
• АНТ+
• DASH7
• Eddystone
• СТАНДАРТ IEEE 802.15 / СТАНДАРТА IEEE 802.15.4-2006
• Система позиционирования внутри помещений (ИПС)
• Лора
• MyriaNed
• Сверхширокополосные (СШП)
• СШП форуме
• Альянс WiMedia
• WirelessHD
• Беспроводной USB
• С ZigBee
• Z-Волны

Примечания

Дальнейшее чтение

• "Технические Характеристики - Технология Bluetooth-Сайт". www.bluetooth.org. "Ключевой спецификацией Bluetooth 4.0" – ГАТТ описана в Томе 3, части Г