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在物联网大趋势下,低功耗蓝牙BLE技术有哪些优势
ble低功耗蓝牙模块应用于物联网的几大优势:
蓝牙技术为何能够如此广泛地应用于互联设备中?主要原因在于它能够通过平价的小型设备建立低功耗连接,从而与任何位置的任何设备连接起来。
优势1:超低功耗
低功耗蓝牙模块利用许多智能手段最大限度地降低功耗,使得ble蓝牙模块拥有超低的峰值功耗、平均功耗和待机功耗,一颗纽扣电池就可以供低功耗蓝牙模块运行数年之久。
技术在不断进步,如今蓝牙半导体越来越完善,越来越多的人习惯一直将蓝牙设置为开启状态,而这对电池寿命的影响几乎可以忽略不计。
优势2:简化连接配置过程
低功耗蓝牙模块可提供无缝连接解决方案的应用,配置的过程也变得非常简单。
优势3:超快连接速度
蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔,这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外,因为BLE技术采用非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源),此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路。
优势4:超长连接距离,增强无线覆盖范围
目前蓝牙4.0/4.1/4.2低功耗蓝牙模块的连接距离在30米—100米之间,ble蓝牙5.0模块的连接距离会更远,可以达到300米左右。
优势5:完全向下兼容
低功耗蓝牙完全向下兼容的更新机制有利于蓝牙产品的更新换代,新的蓝牙版本和旧的蓝牙版本互相兼容。
优势6:低成本
目前低功耗蓝牙模块已经应用于物联网的各个领域,比如智能穿戴领域,蓝牙是可穿戴设备实现通信的第一步。无论是佩戴在你手腕上的设备,还是头戴式或入耳式设备,它们与你手机之间的连接,甚至与更广阔的世界建立连接的第一步都是起始于蓝牙。对于正在考虑开发新型产品的开发者而言,低功耗蓝牙模块将是物联网消费级互联的首选。
天工测控是国内专业的ble低功耗蓝牙模块厂商,已推出的ble低功耗蓝牙模块包括蓝牙4.0/4.2/5.0模块,蓝牙芯片使用的是Nordic的低功耗蓝牙芯片系列,包括nrf51802/51822/52832/52840等,更多蓝牙模块详情可访问天工测控官网或阿里店铺。
蓝牙技术联盟蓝牙4.0版本和4.1版本有什么区别?
4.1在4.0的基础上添加了IPv6和6LowPAN,搭载蓝牙芯片的设备可以取得在互联网上的唯一标记,与其他的联网设备进行通讯。
4.1提高了传输速率。
4.1实现了主从一体,比如你的智能手环作为主和防丢器连接的时候,智能手环同时也可以作为从和智能手机相连。
4.1再有一个很重要的方面是改进了蓝牙连接的安全性。
蓝牙(Bluetooth®):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。
除了支持IPv6,蓝牙4.2还为物联网做了哪些改进
目前蓝牙并非物联网通信技术首选技术,所以并不能说蓝牙4.2的到来,物联网还远这种误导性的话语。目前对物联网而言,无线技术是促进物联网快速普及的动力。而这些技术包括:ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、其他无线技术。
物联网无线技术LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0技术盘点
LoRa
LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。
LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。
Wi-Fi
Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
大多数Wi-Fi版本工作在2.4GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的802.11n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的802.11ac,速度甚至可以超过1.3Gb/s。
一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是802.11ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。
802.11ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 802.11ah的测试和认证计划。
针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是802.11af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee
ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。
虽然ZigBee一般工作在2.4GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在2.4GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。
ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
NB-IoT
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
蓝牙5.0
蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 5.0 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。
蓝牙物联网的发展前景如何
近两年来物联网从萌芽到彷徨,再到现在被大家广泛认可,不难看出物联网是大势所趋。物联网是通过无线模块和互联网连接推动的,所有”物”连入网络都必须配备无线模块。其中物联网WiFi连接起到了承上启下的作用,给设备制造商带来了希望,而为解决功耗问题,工程师们又开始将目光转移到功耗更低的BLE蓝牙技术,低功耗蓝牙模块成为物联网应用中非常普遍的无线模块。
物联网
从定义来看,蓝牙是一种新兴无线通讯技术是一个标准的无线通讯协议,基于低成本设备的收发器芯片,近距离传输、功耗低。被广泛应用于物联网智能家居系统、智能可穿戴设备;
从技术层面看,蓝牙,低功耗、低辐射,其传输距离短、范围小的劣势近期随着蓝牙5.0的发布有了大幅提升;
从产品应用看,蓝牙通讯主要用来连接一些外接电子设备,或者近距离数据传输;
从产品量级看,据不完全统计显示,在民用领域以WiFi和蓝牙为通行标准的各类设备占据了全球市场的主要份额,其中又以采用蓝牙的设备占比更大。
蓝牙5.0:
蓝牙5.0
蓝牙5.0于2016年6月正式宣布规范,对比蓝牙4.2,蓝牙5.0在低功耗技术(BLE)可提供2倍的传输速率、8倍的广播能力、4倍的覆盖范围,尤其蓝牙5.0还针对物联网进行了底层优化,力求以更低的功耗和更强的性能为物联网服务,因此,越来越多的物联网应用、智能家居方案开始将蓝牙模块纳入选型范围内。
在物联网大行其道的今天,谈到高性能低功耗无线模块产品,大家都会直接想到BLE蓝牙模块,其中最让物联网工程师满意的还是基于Nordic方案的BLE蓝牙模块,采用SMD封装,性能达到5.0最优的SKB501,原因无它,主要是集成度高,性能稳定,且支持二次开发,不管是想直接使用的小白工程师还是想开发更多功能的大拿工程师,它都特别适用。
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