- Il bisogno di velocità
- Gamma di trasmissione
- Alimentazione / Durata della batteria / Dimensioni della batteria
- Compatibilità
- Il meglio di due mondi: doppia modalità Bluetooth
- Sicurezza
- Sommario
- Circa l'autore
Ci sono numerosi standard wireless a tua disposizione quando crei un nuovo prodotto. Ogni scelta ha la sua serie di vantaggi e svantaggi. Dipende davvero dal tuo obiettivo. In questo articolo esamineremo i tre standard wireless a corto raggio più popolari, tra cui: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) e WiFi Direct.
Il bisogno di velocità
Se la trasmissione di dati ad alta velocità è il requisito più critico per il tuo prodotto, molto probabilmente WiFi Direct sarà la scelta migliore. Tutti hanno sentito parlare di WiFi, ma pochi conoscono WiFi Direct. Anche se le cose stanno cambiando. Il Wi-Fi standard richiede un punto di accesso. Quindi, se vuoi trasferire i dati da un dispositivo a un altro, devi passare attraverso il punto di accesso. WiFi Direct ha i vantaggi di velocità del WiFi senza la necessità di un punto di accesso. I dati possono essere trasmessi direttamente da un dispositivo all'altro proprio come con il Bluetooth.
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Confronto di velocità |
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| Standard wireless | Velocità |
| Bluetooth a basso consumo energetico | 1 Mbps |
| Bluetooth Classic | 2-3 Mbps |
| Wi-Fi diretto | 100-250 Mbps |
WiFi Direct ha una velocità di trasferimento dati massima di circa 10 volte la velocità ottenibile con Bluetooth Classic. Quindi, ad esempio, se il tuo prodotto deve trasmettere video in streaming, in particolare video ad alta definizione, avrai bisogno della connessione wireless più veloce possibile. Non è possibile che il Bluetooth sia abbastanza veloce, quindi quasi sicuramente dovrai offrire la connettività WiFi Direct.
All'altra estremità dello spettro di velocità c'è Bluetooth Low-Energy (chiamato anche Bluetooth Smart) che è circa 2-3 volte più lento del Bluetooth Classic o 20-30 volte più lento del WiFi Direct. Viene generalmente utilizzato per la trasmissione di piccole quantità di dati intermittenti, come le letture del sensore (temperatura, accelerazione, ecc.) O forse coordinate GPS.
Quando è necessario trasmettere costantemente dati, ad esempio durante lo streaming audio, di solito è necessario utilizzare Bluetooth Classic. Bluetooth Classic è ottimizzato per le applicazioni di streaming, contro BLE che è ottimizzato per brevi e rari burst di dati.
Tuttavia, è possibile utilizzare BLE per lo streaming audio, ma non con la stessa qualità di Bluetooth Classic. Ad esempio, il fornitore di stack Bluetooth, Searan LLC può fornire uno stack Bluetooth LE personalizzato che consente lo streaming audio.
Gamma di trasmissione
WiFi Direct ha una portata massima di circa 200 piedi, rispetto a solo circa 50 piedi tipicamente per Bluetooth (Classic e Low-Energy). La maggiore portata di WiFi Direct è possibile grazie alla maggiore potenza di trasmissione utilizzata da WiFi Direct.
Il compromesso è la durata della batteria e questa maggiore potenza di trasmissione scaricherà una piccola batteria molto più velocemente di entrambi gli standard Bluetooth.
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Confronto di gamma |
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Bluetooth a basso consumo energetico |
Tipicamente 50 piedi, ma fino a 1.500 piedi con range extender |
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Bluetooth Classic |
Tipicamente 50 piedi, ma fino a 3.000 piedi con range extender |
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Wi-Fi diretto |
200ft |
Ma aspetta un attimo… le cose non sono sempre così semplici. Ci sono alcune eccezioni. Prima di tutto, esistono in realtà diverse classi di trasmettitori Bluetooth. La maggior parte dei prodotti Bluetooth utilizza un trasmettitore di classe 2 con una portata di circa 50 piedi come precedentemente affermato. Ma è possibile utilizzare un trasmettitore di classe 1 con una portata più vicina a circa 300 piedi. Ma, proprio come con WiFi Direct, la maggiore potenza di trasmissione ha il costo di una minore durata della batteria.
Utilizzando un circuito di estensione della portata (che consiste principalmente in un ricevitore molto sensibile) è possibile aumentare ulteriormente la portata con il Bluetooth. Ad esempio, il fornitore di moduli Bluetooth Bluegiga offre un modulo BLE a lungo raggio (BLE121LR) con una portata fino a circa 1.500 piedi. Offrono anche un modulo Bluetooth Classic a lungo raggio (WT41) con una portata fino a 3.000 piedi!
C'è ancora un'altra eccezione. In alcune applicazioni, è effettivamente possibile che il Bluetooth (anche la versione a basso consumo energetico) trasmetta su un raggio più ampio rispetto al WiFi Direct pur utilizzando pochissima energia. Ciò è possibile grazie a una fantastica funzionalità chiamata rete mesh.
Normalmente per inviare dati dal dispositivo A al dispositivo C è necessario formare un collegamento diretto tra A e C.Ma con la rete mesh puoi invece inviare dati dal dispositivo A al dispositivo C tramite il dispositivo B.Quindi se il dispositivo B si trova a metà strada tra A e C, quindi A e C possono essere due volte più distanti di quanto normalmente consentito. Questo perché il dispositivo B funge da relè o in molti modi un amplificatore di segnale. Questa idea può essere ampliata rendendo possibile un'ampia rete di dispositivi interconnessi a bassa potenza distribuiti su una grande distanza. Infatti, fino a 65.000 dispositivi possono essere interconnessi tramite mesh.
Un produttore leader di microchip Bluetooth chiamato CSR ha iniziato a includere la rete mesh con i suoi chip Bluetooth Low-Energy nel 2014. Finora sono gli unici produttori di chip a offrire mesh con BLE. Tuttavia, dubito che sarà così ancora per molto.
È possibile avere uno stack Bluetooth personalizzato sviluppato per consentire il networking mesh con altri chip o con Bluetooth Classic. So che il fornitore di stack Bluetooth Searan ha la capacità di aggiungere reti mesh ai propri stack Bluetooth.
Alimentazione / Durata della batteria / Dimensioni della batteria
Una maggiore velocità e un raggio di trasmissione diretto più lungo sono correlati a un maggiore consumo di energia e quindi a una minore durata della batteria. Quindi, se la durata della batteria o le dimensioni della batteria sono importanti per il tuo prodotto, il consumo energetico diventa fondamentale.
Bluetooth Low-Energy (BLE) è il chiaro vincitore per quanto riguarda il basso consumo energetico. È stato sviluppato principalmente per le applicazioni Internet of Things che molte volte devono funzionare con una piccola batteria per orologio singolo. Un dispositivo BLE può funzionare per un anno o due con una singola batteria dell'orologio. Ciò è possibile principalmente perché questi tipi di prodotti sono progettati per trasmettere solo occasionalmente. Ad esempio, un dispositivo BLE può trasmettere dati solo per 1 secondo una volta al minuto. Ciò significa che il dispositivo è inattivo per 59/60 = 98,3% del tempo.
Compatibilità
Se la compatibilità con gli smartphone meno recenti è fondamentale per il tuo prodotto, Bluetooth Classic potrebbe essere la scelta migliore. Tutti gli smartphone supportano Bluetooth Classic, ma solo i telefoni moderatamente più recenti supportano BLE e WiFi Direct.
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Confronto di gamma |
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Bluetooth a basso consumo energetico |
Tutte le versioni |
Tutte le versioni |
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Bluetooth Classic |
Versione 4.3 o successiva |
Versione 4S o successiva |
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Wi-Fi diretto |
Versione 4.0 o successiva |
Versione 5S o successiva |
Il meglio di due mondi: doppia modalità Bluetooth
Per alcune applicazioni, a volte Bluetooth Classic è la scelta migliore e altre volte Bluetooth Low-Energy è l'opzione migliore. Ad esempio, forse preferisci Bluetooth Low-Energy per preservare la durata della batteria, ma vuoi anche consentire la compatibilità con i vecchi smartphone.
La soluzione migliore potrebbe essere Bluetooth Dual-Mode. Quando si comunica con telefoni più recenti è possibile utilizzare la modalità BLE a risparmio energetico, ma quando è necessario collegarsi a telefoni più vecchi è possibile selezionare la modalità classica. La maggior parte dei produttori di chip Bluetooth e dei fornitori di moduli offre soluzioni Bluetooth dual-mode.
Sicurezza
Tutti e tre gli standard wireless offrono un elevato livello di sicurezza. Tuttavia, il WiFi utilizza la crittografia a 256 bit rispetto al Bluetooth (Classic e LE) utilizza solo la crittografia a 128 bit. Nella maggior parte dei casi il livello di sicurezza del Bluetooth è sufficiente, ma se la sicurezza è fondamentale per il tuo prodotto, WiFi Direct potrebbe essere l'opzione migliore.
Sommario
Come sempre nel caso dell'ingegneria, esistono dei compromessi tra le varie soluzioni. Nessuna soluzione è la migliore in tutte le applicazioni. Devi decidere quali criteri sono più importanti per il tuo prodotto. Questo può essere semplice o complesso. Se la velocità è tutto ciò che ti interessa, la tua scelta è facile. Oppure, se la durata della batteria è la tua preoccupazione principale, la tua scelta è piuttosto semplice. Ma se ti interessa sia la velocità che il consumo energetico, la tua scelta diventa più complessa.
Decidere quali sono le specifiche più critiche per il tuo prodotto è sempre un aspetto impegnativo dello sviluppo del prodotto. Benvenuti nel mondo dello sviluppo del prodotto dove nulla è veramente semplice. Se fosse facile, ogni azienda avrebbe lo stesso successo di Apple.
Circa l'autore
