Πώς να κατανοήσετε τις εκδόσεις Bluetooth. Bluetooth v4.2: τι πραγματικά νέο υπάρχει και πώς λειτουργεί

Μπείτε και θυμηθείτε πώς ξεκίνησαν όλα.

Πώς αισθάνεστε προσωπικά για τα καλώδια; Ας περιγράψουμε μια πολύ ασυνήθιστη και ακόμη και κάπως αστεία κατάσταση.

Το Apple Watch συνδέεται με ένα smartphone μέσω της θύρας Lightning (δεν λειτουργεί χωρίς αυτήν). ο αθλητής δεν έχει επιλογή στο τι να ακούσει μουσική - μόνο καλώδια, μόνο σκληροπυρηνικά. όλος ο «έξυπνος» εξοπλισμός στο σπίτι λειτουργεί μόνο όταν το smartphone είναι συνδεδεμένο «μέσω καλωδίου»...

Δεν είναι μια πολύ φωτεινή προοπτική, σωστά;

Ο εφιάλτης του Gadgetman

Και όλα αυτά θα μπορούσαν να είναι η σημερινή πραγματικότητα εάν πριν από 20 χρόνια οι μεγάλες εταιρείες δεν είχαν σκεφτεί να δημιουργήσουν μια ενοποιημένη τεχνολογία ασύρματης μετάδοσης δεδομένων με μικρή εμβέλεια - Bluetooth.

Ήρθε η ώρα να ενωθούμε

Ένας αριθμός κατασκευαστών όπως η Ericsson, η Nokia, η Intel, η Toshiba και δεκάδες άλλοι σκέφτονται να δημιουργήσουν ένα ενιαίο πρότυπο για ασύρματη μεταφορά δεδομένων. Έχοντας ενώσει τις δυνάμεις τους και συγκεντρώνοντας όλο το μηχανολογικό δυναμικό σε έναν ενιαίο όμιλο, στις 20 Μαΐου 1998, οι παραπάνω εταιρείες εντάχθηκαν επίσημα στο λεγόμενο SIG - Special Interest Group.

Ο σκοπός αυτής της «ομάδας κοινού ενδιαφέροντος» ήταν η εισαγωγή της ασύρματης τεχνολογίας δεδομένων Bluetooth. Και το πιο σημαντικό, η νέα τεχνολογία έπρεπε να ενοποιηθεί, δίνοντας τέλος στη σύγχυση και τη συμβατότητα των συσκευών όταν είναι απαραίτητη η ασύρματη σύζευξη.

Dell, Xircom, Motorola, Compaq, Qualcomm - όλες αυτές οι μάρκες θα αποτελέσουν σύντομα μέρος της SIG.

Και σήμερα τα μέλη της SIG περιλαμβάνουν περισσότερες από 30.000 εταιρείες από όλο τον κόσμο. Το Bluetooth θεωρείται εδώ και καιρό δεδομένο και ο αριθμός των συσκευών στις οποίες είναι ενσωματωμένο αυτό το πρωτόκολλο ασύρματης επικοινωνίας είναι αμέτρητο.

Εν τω μεταξύ, ο εκτιμώμενος αριθμός συσκευών που υποστηρίζουν συνδεσιμότητα Bluetooth είναι περίπου 8,2 δισεκατομμύρια συσκευές.

Πρώτα πήγε: Bluetooth 1.0–1.2

Το 1998, πολλοί επιχειρηματίες το ονειρεύτηκαν

Πρωτότοκος ασύρματο πρωτόκολλοέγινε Bluetooth 1.0, που ανακοινώθηκε το 1998. Η πρώτη έκδοση προφανώς δεν μπορούσε να κάνει χωρίς ελλείψεις και λάθη.

Αναμεταξύ βασικά ζητήματα- πολύ ασταθές σήμα και συνεχής διακοπή σύνδεσης. Επιπλέον, οι κατασκευαστές άρχισαν να σημειώνουν την έλλειψη σωστής συμβατότητας των συσκευών. Για παράδειγμα, δύο διαφορετικές εταιρείες, που κυκλοφόρησε δύο συσκευές συμβατές μεταξύ τους, δεν μπορούσε να είναι σίγουρος ότι ο χρήστης θα μπορούσε να τις συνδέσει μέσω Bluetooth.

Έσπευσαν αμέσως να σώσουν την κατάσταση και ένα χρόνο αργότερα παρουσίασαν το ενημερωμένο Bluetooth 1.0B. Έγινε καλύτερα, αλλά ήταν ακόμα μακριά από το ιδανικό. Το Bluetooth 1.0(B) απαιτούσε την υποχρεωτική μετάδοση της διεύθυνσης της συσκευής, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπήρχε λόγος να μιλάμε για οποιαδήποτε ανωνυμία. Αυτό έγινε το κύριο μειονέκτημα του πρωτοκόλλου στο αρχικό του στάδιο. Το 2000 έγινε η παρουσίαση του ενημερωμένου Bluetooth 1.1. Τώρα οι χρήστες μπορούσαν να προσδιορίσουν την ισχύ του σήματος μιας ασύρματης σύνδεσης και να μεταδώσουν δεδομένα μέσω μη κρυπτογραφημένων καναλιών.

Θρυλικό ακουστικό Bluetooth 1.2 από τη Motorola

Η πρώτη παγκόσμια ενημέρωση ήταν το Bluetooth 1.2, το οποίο έλαβε πολλές βελτιώσεις ταυτόχρονα: από την αύξηση του ρυθμού μεταφοράς δεδομένων (έως 1 Mbit/s) και τη βελτίωση της ασυλίας θορύβου έως την υποστήριξη του προφίλ A2DP, το οποίο για πρώτη φορά κατέστησε δυνατή την μετάδοση στερεοφωνικού ήχου.

Ώρα να μεγαλώσετε: Bluetooth 2.0 – 2.1 (EDR)

Το όνειρο ενός ερασιτέχνη προγραμματιστή - μονάδα Bluetooth 2.0 για το Arduino

Το 2004, οι κατασκευαστές περίμεναν το Bluetooth 2.0. Μεταξύ των καινοτομιών σε αυτήν την έκδοση:

• Αυξημένη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Σύμφωνα με την τεκμηρίωση, το Bluetooth 2.0 είχε απόδοση 3 Mbps, αλλά η πρακτική είναι κάτι ανελέητο. Το μέγιστο που μπορούσε να αποσπαστεί από το Bluetooth 2.0 ήταν 2,1 Mb/s.
• Η εμφάνιση της τεχνολογίας EDR, η οποία υποδεικνύει μια πιο προηγμένη έκδοση του πρωτοκόλλου, επηρεάζοντας άμεσα την ταχύτητα.
• Πρόσθετο εύρος ζώνης για σύγχρονη σύνδεση πολλαπλών συσκευών.
• Μικρή μείωση στην κατανάλωση ενέργειας.

Η επόμενη ενημέρωση χρονολογείται από το 2007. Εδώ και τρία χρόνια, οι μηχανικοί εργάζονται για τη δυνατότητα μείωσης της λαιμαργίας του πρωτοκόλλου σε σχέση με την μπαταρία φορητές συσκευέςκαι μαζί με το Bluetooth 2.1 ανακοίνωσαν τη νέα τεχνολογία Sniff Subrating. Η ενεργειακή απόδοση του νέου «bluetooth» έχει αυξηθεί έως και 10 φορές και η σύζευξη συσκευών έχει γίνει πολύ πιο εύκολη.

Την ίδια χρονιά κυκλοφόρησε η τεχνολογία NFC (Near Field Communication), η οποία είναι υπεύθυνη για τη σωστή προστασία της σύνδεσης.

Σχεδόν Wi-Fi: Bluetooth 3.0 + HS

Αυτά είναι τα έξυπνα ρολόγια Link Dream του 2009

Εγκρίθηκε στις 21 Απριλίου 2009 νέο πρότυπο Bluetooth 3.0. Αυτή τη φορά, οι μηχανικοί έθεσαν στόχο να αυξήσουν σημαντικά τις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων. Θεωρητικά, το αποτέλεσμα ήταν 24 Mbit/s.

Το Bluetooth 3.0 περιλάμβανε δύο εκδόσεις του ραδιοφωνικού συστήματος: τυπική 2.0 (έως 3 MB/s) και συμβατή με 802.11 υψηλής ταχύτητας (έως 24 MB/s).

Ανάλογα με το μέγεθος του μεταφερόμενου αρχείου, αλλάζει και η έκδοση του ραδιοφωνικού συστήματος. Παρά τη χρήση του προτύπου 802.11, το Bluetooth 3.0 δεν είναι συμβατό με καμία προδιαγραφή Wi-Fi.

Dieter: Bluetooth 4.0 – 4.2

Το iPhone 4s έγινε το πρώτο smartphone που υποστήριξε Bluetooth 4.0

Η τρίτη έκδοση του Bluetooth διήρκεσε μόνο ένα χρόνο. Ορισμένοι κατασκευαστές δεν είχαν χρόνο να «κολλήσουν» πλήρως στο νέο πρότυπο, όταν στις 30 Ιουνίου 2010, η SIG ενέκρινε το Bluetooth 4.0 - μια νέα λέξη στη ζωή της ασύρματης τεχνολογίας.

Η κύρια έμφαση της τεχνολογίας είναι η εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Οι προγραμματιστές βασίστηκαν στην ενσωμάτωση του Bluetooth 4.0 σε μικροσκοπικά gadget, αισθητήρες, αισθητήρες και άλλες συσκευές που δεν μπορούν να φιλοξενήσουν μια μεγάλη μπαταρία.

Ως αποτέλεσμα, το Bluetooth 4.0 λειτούργησε με εντελώς διαφορετική αρχή. Αντί να είναι συνεχώς ενεργό, ενεργοποιείται μόνο τη στιγμή της αποστολής ή λήψης δεδομένων, εξοικονομώντας σημαντικά την ισχύ της μπαταρίας της συσκευής.

Για παράδειγμα, ένας μικροσκοπικός αισθητήρας μπορεί να λειτουργήσει για αρκετά χρόνια σε μια μπαταρία CR2032:

Η εμβέλεια έχει αυξηθεί στα 100 μέτρα, ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων, για λόγους ενεργειακής απόδοσης, έχει μειωθεί στο 1 Mbit/s.

Τα επόμενα τέσσερα χρόνια, το Bluetooth 4.0 έλαβε δύο ακόμη ενημερώσεις: 4.1 με έμφαση στη συμβατότητα με δίκτυα LTE και 4.2 με αυξημένη ταχύτητα διεκπεραίωσης(2,5 φορές) και βελτιωμένη ασφάλεια.

Bluetooth 5.0

Η ιστορία της ανάπτυξης του πρωτοκόλλου συνεχίζει να δημιουργείται μπροστά στα μάτια μας. Στις 17 Ιουνίου 2016, η SIG ανακοίνωσε μια νέα προδιαγραφή.

Θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να εκτιμήσετε την ενημερωμένη τεχνολογία. Οι πρώτες συσκευές με Bluetooth 5.0 δεν θα εμφανιστούν μέχρι το τέλος του τρέχοντος έτους ή στις αρχές του επόμενου έτους, αλλά σήμερα οι προγραμματιστές έχουν υποσχεθεί:

• 4 φορές αυξημένη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων σε σύγκριση με την έκδοση 4.2
• διπλασιάσει το εύρος του σήματος
• μειωμένη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τις μονάδες Wi-Fi

Αλλά το πιο ενδιαφέρον είναι ότι το Bluetooth 5.0 έλαβε το πρόθεμα "Smart", που σημαίνει "νοημοσύνη" gadget για κινητάθα γίνει ακόμα πιο προχωρημένος. Ένα λαμπρό μέλλον μόλις αρχίζει!

Ασύρματα ακουστικά Bluetooth- αυτή είναι η κατηγορία ακριβώς εκείνων των συσκευών που παραμένουν η κινητήρια δύναμη της τεχνολογικής ανάπτυξης για 18 χρόνια. Τα ακουστικά έχουν εξελιχθεί από χαμηλής ποιότητας ήχο κροτάλισμα με ελάχιστη διάρκεια μπαταρίας σε κομψά αξεσουάρ μόδας που είναι απλά μια ευχάριστη συζήτηση.

Δεν έχει προβλεφθεί σχεδόν καμία τεχνολογία να πεθαίνει πιο συχνά από το Bluetooth. Ταυτόχρονα, είναι αδύνατο να μην αναγνωρίσουμε την ιδέα της ασύρματης επικοινωνίας ως αρκετά επιτυχημένη: η έκδοση Bluetooth 1.0 εμφανίστηκε στην αγορά πριν από περισσότερα από 15 χρόνια και το Bluetooth δεν έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ σε τόσες πολλές συσκευές όπως είναι τώρα. Όλα χάρη στην έκδοση Bluetooth 4.0, που τώρα, όμως, φαίνεται αρκετά αργό.

Αναβάθμιση σε 4.1

Ένα δισεκατομμύριο συσκευές Bluetooth πωλούνται κάθε χρόνο. Αλλά υπάρχουν ακόμα λίγα gadget με Bluetooth 4.1. Προς το παρόν, έχει ανακοινωθεί το έξυπνο βραχιόλι Huawei TalkBand B1. Πολλά σύγχρονα chipset, όπως αυτά του smartphone OnePlus, θα αναβαθμιστούν επίσης σε 4.1.

Αντικαθιστά Bluetooth χαμηλής ενέργειας(ή Bluetooth Smart) - έκδοση εξοικονόμησης μπαταρίας. Σε αυτήν την περίπτωση, το εύρος δράσης περιορίζεται στα 10 m και ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι 1 Mbit/s, αλλά δεν καταναλώνεται περισσότερο από 10 mA κατά τη μετάδοση.

Και τώρα έρχεται το επόμενο στάδιο: η Ομάδα Ειδικού Ενδιαφέροντος Bluetooth, η οποία περιλαμβάνει περισσότερες από 8.000 εταιρείες, προετοιμάζει τις προδιαγραφές για το . Φυσικά, δεν πρέπει να περιμένουμε επαναστατικές αλλαγές, αλλά χρήστες κινητές συσκευέςΑναμένονται κάποιες σημαντικές καινοτομίες. Η CHIP αποφάσισε να διευκρινίσει ορισμένα τεχνικά ζητήματα.

Οι περισσότερες από τις καινοτομίες στο Bluetooth 4.1 σχετίζονται με την προστασία παρεμβολών. Τώρα το Bluetooth είναι τυπικό εξάρτημα smartphone και tablet? Οι μονάδες LTE θα αρχίσουν σύντομα να εισάγονται σε αυτές τις συσκευές.

Δυστυχώς, το Bluetooth χρησιμοποιεί τη ζώνη συχνοτήτων 2,45 GHz χωρίς άδεια (μαζί με τα 2,6 GHz), καθώς και τη ζώνη LTE στη Ρωσία και σε άλλες χώρες. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αμοιβαία παρεμβολή (βλ. διάγραμμα). Το πρόβλημα είναι ότι ο χρήστης δεν έχει καμία επιρροή στο σήμα LTE.

Οι προγραμματιστές Bluetooth έπρεπε να κάνουν ορισμένα πράγματα για να αποφύγουν παρεμβολές. Και αυτό ακριβώς έγινε στη νέα έκδοση.

Για την ελαχιστοποίηση των παρεμβολών, το Bluetooth 4.1 θα έχει ενσωματωμένο φίλτρο ζώνης LTE. Εάν ένας πομπός LTE παρεμβαίνει στα δεδομένα που μεταδίδονται μέσω Bluetooth, το Bluetooth 4.1 θα ανταποκριθεί αμέσως

Η μονάδα LTE που στέλνει και λαμβάνει δεδομένα παρεμβαίνει στη λειτουργία Bluetooth. Στην έκδοση 4.0, οι απώλειες έφτασαν το 75% των πακέτων. Η έκδοση 4.1 του Bluetooth δεν είναι τόσο ευαίσθητη σε παρεμβολές από LTE. Ένα φίλτρο θορύβου προστατεύει τη μονάδα ραδιοφώνου. Σε δύσκολες περιπτώσεις, το κανάλι αλλάζει αυτόματα.

Το λεγόμενο προσαρμοστικό σύστημα μεταγωγής Bluetooth 4.1 θα αναζητήσει άλλο κανάλι όπου υπάρχουν λιγότερες παρεμβολές, μεταδίδοντας και λαμβάνοντας δεδομένα σε διαφορετική συχνότητα. Ενώ με το Bluetooth 4.0 LTE προκαλεί παρεμβολές στο 75% των περιπτώσεων, με το Bluetooth 4.1 αυτό το ποσοστό πέφτει στο 25%.

Λήψη και μετάδοση δεδομένων χωρίς παρεμβολές

Οι συσκευές με Bluetooth χαμηλής ενέργειας είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς τώρα. Ειδικά για αυτήν τη λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας, η έκδοση 4.1 έχει νέος τρόποςμεταφορά δεδομένων, η οποία παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Οι χρήστες Bluetooth έχουν μάθει με τον δύσκολο τρόπο για το πρόβλημα των αποσυνδεδεμένων συνδέσεων. Συχνά συνέβαινε ότι εάν ο χρήστης πήγαινε σε άλλο δωμάτιο, η σύνδεση διακόπηκε. Μετά από αυτό, έπρεπε να διαμορφώσω τη σύνδεση με μη αυτόματο τρόπο.

Λιγότερες αποσυνδέσεις με νέο Bluetooth

Εάν δύο συσκευές Bluetooth μετακινηθούν εκτός εμβέλειας, η σύνδεση θα χαθεί. Με Bluetooth 4.0 για αυτόματη σύνδεσηΟι συσκευές πρέπει να επιστρέψουν στην περιοχή πρόσβασης εντός 30 δευτερολέπτων. Στην έκδοση 4.1 αυτός ο χρόνος αυξάνεται σε τρία λεπτά.

Με το Bluetooth 4.1, οι κατασκευαστές μπορούν να ορίσουν σταθερά διαστήματα, έτσι ώστε ο χρήστης να μην χρειάζεται να ρυθμίζει μια νέα σύνδεση κάθε φορά μετά την αποσύνδεση. Το Bluetooth 4.1 μπορεί να λειτουργήσει με διακοπτόμενη σύνδεση για έως και τρία λεπτά - προηγουμένως ο αριθμός αυτός δεν ήταν μεγαλύτερος από 30 δευτερόλεπτα.

Το γεγονός ότι δεν χρειάζεται να είστε συνδεδεμένοι σε υπολογιστή για να χρησιμοποιήσετε το Bluetooth αποδεικνύεται από μια καινοτομία που έχει σχεδιαστεί ειδικά για γυαλιά 3D που λειτουργούν σε συνδυασμό με τηλεόραση. Συνήθως, αυτό απαιτούσε σύνδεση σε πολλές συσκευές ταυτόχρονα, επομένως η εικόνα στις τηλεοράσεις συχνά καθυστερούσε. Όλα πρέπει να λειτουργούν καλύτερα τώρα.

Η ανεπαφική Slave Broadcast σε Bluetooth 4.1 είναι η δεύτερη νέο χαρακτηριστικό, το οποίο θα ωφελήσει τους λάτρεις των ταινιών 3D. Η σύνδεση Bluetooth είναι μόνο προς μία κατεύθυνση, η τηλεόραση στέλνει δεδομένα σε σταθερά διαστήματα, τα γυαλιά 3D λαμβάνουν δεδομένα αλλά δεν στέλνουν συνδέσεις απόκρισης στην τηλεόραση.

Ευέλικτες συνδέσεις με Bluetooth 4.1

Αρχιτεκτονική Συνδέσεις Bluetooth 4.1 λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή Master-Slave. Η μία συσκευή λειτουργεί ως κύριος και η δεύτερη ως σκλάβος. Όλες οι συσκευές μπορούν να λειτουργήσουν τόσο ως κύριοι όσο και ως σκλάβοι.

Έτσι, τα δεδομένα από ένα βραχιόλι γυμναστικής ή μια οθόνη καρδιακών παλμών μπορούν πλέον να μεταφερθούν απευθείας σε ένα smartphone, το οποίο στη συνέχεια θα τα αναλύσει. Προηγουμένως, η άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ ενός βραχιολιού γυμναστικής και ενός smartphone ήταν αδύνατη.

Δύο πλεονεκτήματα Ενημερώσεις Bluetooth: Πρώτον, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για τη συμβατότητα. Το Bluetooth 4.0 και το Bluetooth 4.1 είναι απολύτως συμβατά. Νέο τσιπΤο Bluetooth 4.1 δεν χρειάζεται επίσης. Το Bluetooth 4.1 θα είναι διαθέσιμο μέσω ενημέρωσης υλικολογισμικού Bluetooth 4.0.

Οι ειδικοί προβλέπουν επίσης ότι το Bluetooth 4.1 θα υποστηρίζει IPv6. Τώρα αυτό δεν ισχύει. Επειδή η μια νέα έκδοσηΤο Bluetooth υποστηρίζει πλήρως το IPv6, σε όλες τις συσκευές Bluetooth θα εκχωρηθεί μια διεύθυνση IP και θα είναι προσβάσιμη μέσω Διαδικτύου. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι η επανάσταση του Bluetooth έχει ήδη ξεκινήσει.

Bluetooth σε σύγκριση

Το Bluetooth υπάρχει εδώ και 15 χρόνια, με νέες εκδόσεις να κυκλοφορούν κάθε δύο χρόνια. Η έκδοση 4.0 εισήγαγε ένα προφίλ χαμηλής κατανάλωσης. Δεδομένου ότι οι προκάτοχοί του δεν το έχουν, τα πρωτόκολλα 4.0 και 4.1 δεν είναι συμβατά προς τα πίσω. Στο 4.1 σχεδιάζεται να λειτουργήσει χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο IPv6.

		Bluetooth 4.0	Bluetooth 3.0	Bluetooth 2.x	Bluetooth 1.x
Βασική ταχύτητα	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s	1 Mbit/s
Ενισχυμένος ρυθμός δεδομένων (EDR)	3 Mbit/s	3 Mbit/s	3 Mbit/s	3 Mbit/s	Οχι
Υψηλή ταχύτητα	54 Mbit/s	54 Mbit/s	54 Mbit/s	Οχι	Οχι
Εύρος (μέγιστη/ελάχιστη ισχύς)	100 m/10 m	100 m/10 m	100 m/αρ	100 m/αρ	100 m/αρ
Λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι	Οχι
Διπλό προφίλ (ταυτόχρονος ρόλος ως Slave και Master)	Ναί	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι
Υποστήριξη IPv6	ετοιμάζομαι	Οχι	Οχι	Οχι	Οχι
Σύζευξη NFC	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί	Οχι
Κρυπτογράφηση AES 128-bit	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι	Οχι

Φωτογραφίες στο άρθρο:κατασκευαστικές εταιρείες

Bluetooth 5.0 έγινε πραγματικότητα. Σε σύγκριση με το Bluetooth 4.0, η νέα έκδοση έχει διπλάσια χωρητικότητα, τετραπλάσια εμβέλειακαι μια σειρά από άλλες βελτιώσεις. Ας δούμε τα πλεονεκτήματα του Bluetooth 5.0 έναντι των προκατόχων του, συμπεριλαμβανομένου ενός παραδείγματος Επεξεργαστής CC2640R2Fαπό Texas Instruments.

Η δημοτικότητα της έκδοσης του πρωτοκόλλου Bluetooth 4, καθώς και ορισμένοι από τους περιορισμούς της, έγιναν οι λόγοι για τη δημιουργία της επόμενης προδιαγραφής Bluetooth 5 Οι προγραμματιστές έθεσαν στους εαυτούς τους διάφορους στόχους: επέκταση της εμβέλειας, ανάπτυξη εύρος ζώνηςκατά την αποστολή πακέτων εκπομπής, τη βελτίωση της ατρωσίας από το θόρυβο και ούτω καθεξής.

Τώρα που άρχισαν να εμφανίζονται οι πρώτες συσκευές με Bluetooth 5, οι χρήστες και οι προγραμματιστές έχουν δικαίως απορίες: ποιες από τις προηγούμενες υποσχέσεις έγιναν πραγματικότητα; Πόσο έχει αυξηθεί η εμβέλεια και η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων; Πώς επηρέασε αυτό τα επίπεδα κατανάλωσης; Πώς έχει αλλάξει η προσέγγιση για τη δημιουργία πακέτων εκπομπής; Ποιες βελτιώσεις έχουν γίνει για τη βελτίωση της ατρωσίας από τον θόρυβο; Και, φυσικά, το κύριο ερώτημα είναι - υπάρχει συμβατότητα προς τα πίσω μεταξύ Bluetooth 5 και Bluetooth 4; Ας απαντήσουμε σε αυτές και μερικές άλλες ερωτήσεις και ας εξετάσουμε τα κύρια πλεονεκτήματα του Bluetooth 5.0 έναντι των προκατόχων του, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης του παραδείγματος ενός πραγματικού επεξεργαστή με υποστήριξη Bluetooth 5.0 που παράγεται από την εταιρεία Texas Instruments.

Ας ξεκινήσουμε την ανασκόπηση του Bluetooth 5.0 απαντώντας στην πιο συχνή ερώτηση σχετικά με τη συμβατότητα με το Bluetooth 4.x

Είναι το Bluetooth 5.0 προς τα πίσω συμβατό με το Bluetooth 4.x;

Ναι είναι. Το Bluetooth 5 υιοθετεί τις περισσότερες από τις δυνατότητες και τις επεκτάσεις του Bluetooth 4.1 και 4.2. Για παράδειγμα, οι συσκευές Bluetooth 5 διατηρούν όλες τις βελτιώσεις ασφάλειας δεδομένων του Bluetooth 4.2 και υποστηρίζουν την επέκταση LE Data Length. Αξίζει να υπενθυμίσουμε ότι χάρη στην επέκταση μήκους δεδομένων LE, ξεκινώντας με το Bluetooth 4.2, το μέγεθος του πακέτου δεδομένων (μονάδα δεδομένων πακέτου, PDU) κατά τη διάρκεια μιας εγκατεστημένης σύνδεσης μπορεί να αυξηθεί από 27 σε 251 byte, γεγονός που σας επιτρέπει να αυξήσετε το ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων κατά 2,5 φορές.

Λόγω του μεγάλου αριθμού διαφορών μεταξύ των εκδόσεων πρωτοκόλλου, διατηρείται ο παραδοσιακός μηχανισμός για τη διαπραγμάτευση παραμέτρων μεταξύ συσκευών κατά τη δημιουργία συνδέσεων. Αυτό σημαίνει ότι πριν αρχίσουν να ανταλλάσσουν δεδομένα, οι συσκευές «γνωρίζονται μεταξύ τους» και καθορίζουν μέγιστη συχνότηταμεταφορά δεδομένων, μήκος μηνύματος και ούτω καθεξής. Σε αυτήν την περίπτωση, οι παράμετροι Bluetooth 4.0 χρησιμοποιούνται από προεπιλογή. Η μετάβαση στις παραμέτρους Bluetooth 5 πραγματοποιείται μόνο εάν, κατά τη διαδικασία σύζευξης, αποδειχθεί ότι και οι δύο συσκευές υποστηρίζουν μια νεότερη έκδοση του πρωτοκόλλου.

Μιλώντας για τα εργαλεία που είναι ήδη διαθέσιμα στους προγραμματιστές, αξίζει να σημειωθεί νέο επεξεργαστή CC2640R2F και δωρεάν BLE5-Stack από την Texas Instruments. Προς χαρά των προγραμματιστών, το BLE5-Stack βασίζεται σε προηγούμενη έκδοσηΤο BLE-Stack και οι αλλαγές στη χρήση του επηρέασαν μόνο το νέο Λειτουργίες Bluetooth 5.0.

Πώς έχει αυξηθεί η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων στο Bluetooth 5;

Το Bluetooth 5 χρησιμοποιεί ασύρματη σύνδεση με φυσικούς ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων έως και 2 Mbps, που είναι δύο φορές ταχύτερος από το Bluetooth 4.x. Αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι η αποτελεσματική ισοτιμία ανταλλαγής δεδομένων εξαρτάται όχι μόνο από τη φυσική απόδοση του καναλιού μετάδοσης, αλλά και από την αναλογία της υπηρεσίας και των χρήσιμων πληροφοριών στο πακέτο, καθώς και από το σχετικό κόστος «γενικών εξόδων», για παράδειγμα , απώλεια χρόνου μεταξύ πακέτων (Πίνακας 1).

Τραπέζι 1. Ταχύτητα επικοινωνίας για διαφορετικές εκδόσειςBluetooth

Στις εκδόσεις Bluetooth 4.0 και 4.1, το φυσικό εύρος ζώνης του καναλιού ήταν 1 Mbit/s, το οποίο, με μήκος πακέτου δεδομένων PDU 27 byte, επέτρεψε την επίτευξη ισοτιμιών ανταλλαγής έως και 305 kbit/s. Το Bluetooth 4.2 παρουσίασε το LE Data Length Extension. Χάρη σε αυτό, μετά τη δημιουργία σύνδεσης μεταξύ συσκευών, κατέστη δυνατή η αύξηση του μήκους του πακέτου στα 251 byte, γεγονός που οδήγησε σε αύξηση της ταχύτητας ανταλλαγής δεδομένων κατά 2,5 φορές - έως και 780 kbit/s.

Η έκδοση Bluetooth 5 διατηρεί την υποστήριξη για την επέκταση μήκους δεδομένων LE, η οποία, μαζί με την αύξηση της φυσικής απόδοσης στα 2 Mbit/s, επιτρέπει την επίτευξη ταχύτητων ανταλλαγής δεδομένων έως και 1,4 Mbit/s.

Όπως δείχνει η πρακτική, αυτή η επιτάχυνση της μεταφοράς δεδομένων δεν είναι το όριο. Για παράδειγμα, ο ασύρματος μικροελεγκτής CC2640R2F μπορεί να λειτουργεί με ταχύτητες έως και 5 Mbps.

Αξίζει να αναφερθεί η κοινή εσφαλμένη αντίληψη ότι η αύξηση της απόδοσης στα 2 Mbit/s επιτεύχθηκε με τη μείωση της εμβέλειας. Φυσικά, φυσικά το τσιπ πομποδέκτη (PHY) όταν λειτουργεί σε συχνότητα 2 Mbit/s έχει 5 dBm λιγότερη ευαισθησία από ότι όταν λειτουργεί σε συχνότητα 1 Mbit/s. Ωστόσο, εκτός από την ευαισθησία, υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που συμβάλλουν στην αύξηση του εύρους, για παράδειγμα, η μετάβαση στην κωδικοποίηση δεδομένων. Για αυτόν τον λόγο, αν και όλα τα άλλα είναι ίσα, το Bluetooth 5 αποδεικνύεται πιο αξιόπιστο και έχει μεγαλύτερη εμβέλεια σε σύγκριση με το Bluetooth 4.0. Αυτό συζητείται λεπτομερώς σε μία από τις ακόλουθες ενότητες του άρθρου.

Πώς να ενεργοποιήσετε τη λειτουργία μεταφοράς δεδομένων υψηλής ταχύτητας στο Bluetooth 5;

Όταν δημιουργείτε μια σύνδεση μεταξύ δύο συσκευών Bluetooth, το ρυθμίσεις bluetooth 4.0. Αυτό σημαίνει ότι στο πρώτο στάδιο οι συσκευές ανταλλάσσουν δεδομένα με ταχύτητα 1 Mbit/s. Μόλις δημιουργηθεί η σύνδεση, η κύρια μονάδα με δυνατότητα Bluetooth 5.0 μπορεί να ξεκινήσει τη Διαδικασία ενημέρωσης PHY, στόχος της οποίας είναι η δημιουργία μέγιστης ταχύτητας 2 Mbps. Αυτή η λειτουργία θα είναι επιτυχής μόνο εάν η υποτελής υποστηρίζει επίσης Bluetooth 5.0. Διαφορετικά, η ταχύτητα παραμένει στο 1 Mbit/s.

Για προγραμματιστές που έχουν χρησιμοποιήσει προηγουμένως το Texas Instruments BLE-Stack, τα καλά νέα είναι ότι το νέο BLE5-Stack παρέχει μια ενιαία λειτουργία, HCI_LE_SetDefaultPhyCmd(), για την εκτέλεση αυτής της διαδικασίας. Έτσι, κατά τη μετάβαση στο Bluetooth 5.0, οι χρήστες προϊόντων TI δεν θα έχουν προβλήματα με την αρχική προετοιμασία. Επίσης χρήσιμο για τους προγραμματιστές θα είναι ένα παράδειγμα που δημοσιεύτηκε στην πύλη GitHub, το οποίο σας επιτρέπει να αξιολογήσετε τη λειτουργία δύο μικροελεγκτών CC2640R2F που λειτουργούν ως μέρος των CC2640R2 LaunchPads σε λειτουργίες υψηλής ταχύτητας και μεγάλης εμβέλειας.

Πώς έχει αυξηθεί η εμβέλεια του Bluetooth 5;

Η προδιαγραφή Bluetooth 5.0 αναφέρει ότι το εύρος είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερο από το Bluetooth 4.0. Αυτό είναι ένα αρκετά λεπτό ζήτημα που αξίζει να σταθούμε λεπτομερέστερα.

Πρώτον, η έννοια του «τέσσερις φορές» είναι σχετική και δεν συνδέεται με ένα συγκεκριμένο εύρος σε μέτρα ή χιλιόμετρα. Το γεγονός είναι ότι το εύρος εκπομπής ραδιοφώνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από διάφορους παράγοντες: την κατάσταση του περιβάλλοντος, το επίπεδο παρεμβολής, τον αριθμό των συσκευών που εκπέμπουν ταυτόχρονα και ούτω καθεξής. Ως αποτέλεσμα, κανένας κατασκευαστής, καθώς και ο ίδιος ο προγραμματιστής του προτύπου Bluetooth SIG, δεν παρέχει συγκεκριμένες τιμές. Η αύξηση της εμβέλειας μετριέται σε σύγκριση με το Bluetooth 4.0.

Για περαιτέρω ανάλυση, είναι απαραίτητο να γίνουν ορισμένοι μαθηματικοί υπολογισμοί και να εκτιμηθεί ο προϋπολογισμός ισχύος του ραδιοφωνικού καναλιού. Όταν χρησιμοποιείτε λογαριθμικές τιμές, ο προϋπολογισμός του ραδιοφωνικού καναλιού (dB) είναι ίσος με τη διαφορά μεταξύ της ισχύος πομπού (dBm) και της ευαισθησίας του δέκτη (dBm):

Προϋπολογισμός ραδιοφωνικού καναλιού = ισχύςΤ Χ(dBm) – ευαισθησίαR X(dBm)

Για το Bluetooth 4.0, η τυπική ευαισθησία του δέκτη είναι -93 dBm. Αν υποθέσουμε ότι η ισχύς του πομπού είναι 0 dBm, τότε ο προϋπολογισμός είναι 93 dB.

Ο τετραπλασιασμός του εύρους θα απαιτούσε αύξηση του προϋπολογισμού κατά 12 dB, με αποτέλεσμα μια τιμή 105 dB. Πώς υποτίθεται ότι θα επιτευχθεί αυτή η τιμή; Υπάρχουν δύο τρόποι:

• αύξηση της ισχύος πομπού?
• αύξηση της ευαισθησίας των δεκτών.

Εάν ακολουθήσετε την πρώτη διαδρομή και αυξήσετε την ισχύ του πομπού, αυτό θα προκαλέσει αναπόφευκτα αύξηση της κατανάλωσης. Για παράδειγμα, για CC2640R2F, μετάβαση σε ισχύς εξόδουΤα 5 dBm οδηγούν σε αύξηση της κατανάλωσης ρεύματος στα 9 mA (Εικόνα 1). Στα 10 dBm το ρεύμα θα αυξηθεί στα 20 mA. Αυτή η προσέγγιση δεν είναι ελκυστική για τις περισσότερες ασύρματες συσκευές που τροφοδοτούνται με μπαταρία και δεν είναι πάντα κατάλληλη για το IoT, που είναι ο τομέας στον οποίο στόχευε κυρίως το Bluetooth 5.0. Για το λόγο αυτό, η δεύτερη λύση φαίνεται προτιμότερη.

Για να αυξηθεί η ευαισθησία του δέκτη, προτείνονται δύο μέθοδοι:

• μείωση της ταχύτητας μετάδοσης·
• χρήση κωδικοποιημένης κωδικοποίησης δεδομένων PHY.

Η μείωση του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων κατά οκτώ αυξάνει θεωρητικά την ευαισθησία του δέκτη κατά 9 dB. Έτσι, η επιθυμητή τιμή είναι μόνο 3 dB μικρή.

Τα απαιτούμενα 3 dB μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας πρόσθετη κωδικοποίηση κωδικοποιημένης PHY. Προηγουμένως, στις εκδόσεις Bluetooth 4.x, η κωδικοποίηση bit ήταν σαφής 1:1. Αυτό σημαίνει ότι η ροή δεδομένων στάλθηκε απευθείας στον διαφορικό αποδιαμορφωτή. Στο Bluetooth 5.0, όταν χρησιμοποιείτε το Coded PHY, υπάρχουν δύο πρόσθετη μορφήμετάδοση:

• με κωδικοποίηση 1:2, στην οποία κάθε bit δεδομένων συσχετίζεται με δύο bit στη ροή δεδομένων ραδιοφώνου. Για παράδειγμα, ένα λογικό "1" αντιπροσωπεύεται ως ακολουθία του "10". Σε αυτή την περίπτωση, η φυσική ταχύτητα παραμένει ίση με 1 Mbit/s και πραγματική ταχύτηταη μεταφορά δεδομένων πέφτει στα 500 kbit/s.
• Με κωδικοποίηση 1:4. Για παράδειγμα, ένα λογικό "1" αντιπροσωπεύεται από την ακολουθία "1100". Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων μειώνεται στα 125 kbit/s.

Η περιγραφόμενη προσέγγιση ονομάζεται Forward Error Correction (FEC) και επιτρέπει τον εντοπισμό και τη διόρθωση σφαλμάτων στην πλευρά λήψης, αντί να ζητείται αναμετάδοσηπακέτα, όπως συνέβαινε στο Bluetooth 4.0.

Στα χαρτιά όλα φαίνονται καλά. Μένει μόνο να μάθουμε πώς αυτοί οι θεωρητικοί υπολογισμοί αντιστοιχούν στην πραγματικότητα. Για παράδειγμα, ας πάρουμε τον ίδιο μικροελεγκτή CC2640R2F. Χάρη σε διάφορες βελτιώσεις και νέες λειτουργίες διαμόρφωσης Bluetooth 5.0, ο πομποδέκτης αυτού του επεξεργαστή έχει ευαισθησία -97 dBm στο 1 Mbps και -103 dBm όταν χρησιμοποιεί Coded PHY και 125 kbps. Έτσι, στην τελευταία περίπτωση, λείπουν μόνο 2 dBm από το επίπεδο των 105 dB.

Για να αξιολογήσουν την εμβέλεια του CC2640R2F, μηχανικοί από την Texas Instruments πραγματοποίησαν ένα πείραμα πεδίου στο Όσλο. Ταυτόχρονα, από την άποψη του επιπέδου θορύβου, το περιβάλλον σε αυτό το πείραμα δεν μπορεί να ονομαστεί «φιλικό», καθώς το επιχειρηματικό τμήμα της πόλης ήταν σε κοντινή απόσταση.

Για να αποκτήσετε έναν προϋπολογισμό ισχύος μεγαλύτερο από 105 dB, αποφασίστηκε να αυξηθεί η ισχύς του πομπού στα 5 dBm. Αυτό μας επέτρεψε να επιτύχουμε μια εντυπωσιακή τελική τιμή 108 dBm (Εικόνα 2). Κατά την εκτέλεση του πειράματος, η εμβέλεια ήταν 1,6 km, που είναι ένα πολύ εντυπωσιακό αποτέλεσμα, ειδικά αν ληφθεί υπόψη το ελάχιστο επίπεδο κατανάλωσης ραδιοπομπών.

Πώς έχει αλλάξει η προσέγγιση στα μηνύματα μετάδοσης Bluetooth 5;

Προηγουμένως, το Bluetooth 4.x χρησιμοποιούσε τρία αποκλειστικά κανάλια δεδομένων για τη δημιουργία συνδέσεων μεταξύ συσκευών (37, 38, 39). Με τη βοήθειά τους, οι συσκευές βρήκαν η μία την άλλη και αντάλλαξαν πληροφορίες υπηρεσιών. Ήταν επίσης δυνατή η μετάδοση πακέτων δεδομένων εκπομπής μέσω αυτών. Αυτή η προσέγγιση έχει μειονεκτήματα:

• στο μεγάλες ποσότητεςενεργούς πομπούς, αυτά τα κανάλια μπορούν απλά να υπερφορτωθούν.
• Ολα περισσότερες συσκευέςχρησιμοποιεί μηνύματα εκπομπής χωρίς να δημιουργεί σύνδεση από σημείο σε σημείο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το Internet of Things IoT.
• το νέο σύστημα κωδικοποίησης κωδικοποιημένου PHY θα απαιτήσει οκτώ φορές περισσότερο χρόνο για να δημιουργήσει μια σύνδεση, η οποία θα φορτώσει επιπλέον τα κανάλια εκπομπής.

Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων στο Bluetooth 5.0, αποφασίστηκε η μετάβαση σε ένα σχήμα στο οποίο τα δεδομένα μεταδίδονται και στα 37 κανάλια δεδομένων και τα κανάλια υπηρεσίας 37, 38, 39 χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεικτών. Ο δείκτης αναφέρεται στο κανάλι μέσω του οποίου θα μεταδοθεί το μήνυμα εκπομπής. Στην περίπτωση αυτή, τα δεδομένα μεταδίδονται μόνο μία φορά. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατό να ανακουφιστεί σημαντικά το φορτίο στα κανάλια εξυπηρέτησης και να εξαλειφθεί αυτή η συμφόρηση.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι τώρα το μήκος δεδομένων ενός πακέτου εκπομπής μπορεί να φτάσει τα 255 byte αντί για 6...37 bytes PDU στο Bluetooth 4.x. Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό για εφαρμογές IoT, καθώς επιτρέπει την ελαχιστοποίηση των γενικών εξόδων μετάδοσης και την εξάλειψη των συνδέσεων, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση.

Το Bluetooth 5 υποστηρίζει δίκτυα Mesh;

Λύσεις Texas Instruments για Bluetooth 5

Ένας από τους πρώτους μικροελεγκτές με Bluetooth 5.0 ήταν ο υψηλής απόδοσης επεξεργαστής CC2640R2F που κατασκευάστηκε από την Texas Instruments.

Το CC2640R2F είναι χτισμένο σε έναν σύγχρονο πυρήνα 32-bit ARM Cortex-M3 με συχνότητα λειτουργίας έως και 48 MHz. Η λειτουργία του ραδιοπομπού ελέγχεται από ένα δεύτερο 32-bit Πυρήνας ARM Cortex-M0 (Εικόνα 3). Επιπλέον, το CC2640R2F διαθέτει πλούσια ψηφιακά και αναλογικά περιφερειακά.

Το πλεονέκτημα του μικροελεγκτή CC2640R2F είναι επίσης το χαμηλό επίπεδο κατανάλωσης (Πίνακας 2). Αυτό ισχύει για όλους τους τρόπους λειτουργίας. Για παράδειγμα, στην ενεργή λειτουργία, κατά τη λήψη δεδομένων μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού, η κατανάλωση είναι 5,9 mA και κατά τη μετάδοση - 6,1 mA (0 dBm) ή 9,1 mA (5 dBm). Κατά τη μετάβαση σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας, το ρεύμα τροφοδοσίας πέφτει εντελώς στο 1 μΑ.

Συνδυασμός τριών σημαντικές ιδιότητεςΚαθώς η υποστήριξη Bluetooth 5.0, η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η υψηλή απόδοση κάνουν το CC2640R2F πολύ ενδιαφέρουσα λύσηγια το Διαδίκτυο των Πραγμάτων. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας αυτόν τον μικροελεγκτή, μπορείτε να δημιουργήσετε ολόκληρη τη γκάμα συσκευών IoT: αυτόνομους αισθητήρες που λειτουργούν για αρκετά χρόνια με μία μπαταρία, γέφυρες μεταξύ ενός πρόσθετου επεξεργαστή ελέγχου και ενός καναλιού Bluetooth 5.0, σύνθετες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή υπολογιστική ισχύ .

Πίνακας 2. Κατανάλωση ασύρματου μικροελεγκτήCC2640 R2 φάμε την υποστήριξηBluetooth 5

Τρόπος λειτουργίας	Παράμετρος	Τιμή (σε Vcc = 3 V)
Ενεργός Υπολογισμός	µA/MHz ARM® Cortex®-M3	61 μA/MHz
	Coremark/mA	48,5
	Coremark στα 48 MHz	142
Ανταλλαγή ραδιοφώνου	Ρεύμα αιχμής λήψης, mA	5,9
	Ρεύμα αιχμής κατά τη μετάδοση, mA	6,1
Λειτουργία ύπνου	Ελεγκτής αισθητήρα, μA/MHz	8,2
	Τρόπος Κατάσταση ύπνουμε ενεργοποιημένο το RTC και διατήρηση μνήμης, mA	1

Για να ξεκινήσετε γρήγορα με το CC2640R2F, η Texas Instruments ετοίμασε ένα παραδοσιακό κιτ ανάπτυξης (Εικόνα 4). Χρησιμοποιώντας μερικές τέτοιες συσκευές, μπορείτε να αξιολογήσετε την ταχύτητα και την εμβέλεια της μετάδοσης ραδιοφώνου μέσω Bluetooth 5.0. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έτοιμα παραδείγματα ή να δημιουργήσετε τη δική σας εφαρμογή με βάση το δωρεάν πρωτόκολλο BLE 5 stack 1.0 (www.ti.com/ble).

συμπέρασμα

Η νέα έκδοση του πρωτοκόλλου Bluetooth 5.0 εστιάζει στη μέγιστη συμμόρφωση με τις ανάγκες του Internet of Things (IoT). Σε σύγκριση με το Bluetooth 4.0, έχει μια σειρά από ποιοτικές βελτιώσεις:

• Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων διπλασιάστηκε και έφτασε τα 2 Mbit/s.
• Το εύρος μετάδοσης έχει τετραπλασιαστεί λόγω της κωδικοποίησης δεδομένων κωδικοποιημένης PHY και Διόρθωσης Προώθησης Σφάλματος (FEC).
• διακίνηση μετάδοση μηνυμάτωναυξήθηκε 8 φορές.

Επιπλέον, το Bluetooth 5.0 παρέχει συμβατό προς τα πίσωμε συσκευές Bluetooth 4.x και υποστηρίζει επίσης τις περισσότερες επεκτάσεις πρωτοκόλλου αργότερα.

Μπορείτε να αξιολογήσετε τις δυνατότητες του Bluetooth 5.0 τώρα χρησιμοποιώντας εργαλεία που παράγονται από την Texas Instruments. Η εταιρεία παράγει έναν μικροελεγκτή υψηλής απόδοσης και χαμηλής κατανάλωσης CC2640R2F, παρέχει δωρεάν BLE 5 stack 1.0 και πολλά έτοιμα παραδείγματα για το κιτ εντοπισμού σφαλμάτων LAUNCHXL-CC2640R2.

Βιβλιογραφία

1. Bluetooth Core Specification 5.0 FAQ. 2016. Bluetooth SIG.

1. Bluetooth 4.2.
2. Ενσωματωμένο μικρόφωνο.
3. MP3/WAV/WMA/FLAC player από κάρτα SD ή μονάδα flash USB
4. Ραδιόφωνο FM
5. Υπόσχονται USB DAC
6. Τηλεχειριστήριο. Κουμπιά ελέγχου.
7. Τροφοδοσία από 5 V.

Λεπτομέρειες στην κριτική.

Αυτή η ενότητα έχει πολλές επιλογές διαμόρφωσης. Επέλεξα το "πλουσιότερο" - με "στέγαση" και κεραία.

Λειτουργικός

Unboxing και φωτογραφίες
Ήρθε σε μια συννεφιασμένη τσάντα από "αρχαίες κινεζικές αποθήκες"


Μέσα:








Ο πίνακας ελέγχου είναι στάνταρ. Τοποθέτησε την μπαταρία:




Μικροκύκλωμα (δεν υπάρχουν άλλα μικροκυκλώματα σε αυτήν την ενότητα):

Συναρμολογημένο:

Διαχείριση και συμπεριφορά
Μπορείτε να το ελέγξετε χρησιμοποιώντας κουμπιά στη συσκευή και στο τηλεχειριστήριο. Οι γωνίες του τηλεχειριστηρίου υπερύθρων είναι μικρές. Ο έλεγχος της έντασης του ήχου στο τηλεχειριστήριο δεν έχει κανένα αποτέλεσμα ένταση bluetoothστη συνδεδεμένη συσκευή. Το δικό σας έλεγχο έντασης.

Ενεργοποίηση/απενεργοποίηση της συσκευής:

Αξιομνημόνευτος:
-Το επίπεδο έντασης απομνημονεύεται μετά την ενεργοποίηση του ρεύματος.
- Κύμα του ραδιοφωνικού σταθμού που παίζει.

Δεν θυμάται:
-Τρόπος λειτουργίας - Η λειτουργία Bluetooth είναι πάντα ενεργοποιημένη μετά την ενεργοποίηση.
-Οι ενσωματωμένες ρυθμίσεις του ισοσταθμιστή δεν απομνημονεύονται.

Εάν απενεργοποιήσετε τη συσκευή από το τηλεχειριστήριο (χωρίς να απενεργοποιήσετε το ρεύμα), θυμάται
- Τρόπος λειτουργίας

Κατανάλωση έως 0,1A (κατά την αναπαραγωγή από μονάδα flash).

Ο δέκτης σήματος υπερύθρων δεν βρίσκεται πολύ καλά - οι μεγάλες μονάδες flash καλύπτουν εν μέρει τον φωτοανιχνευτή.


Στην έξοδο για «κόψιμο» DC τάσηδύο ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές 220 uF 6,3 V.


Επίπεδο τάσης εξόδου DC όταν δεν υπάρχει σήμα:

Δέκτης FM
Ένας τυπικός δέκτης FM για τέτοιες συσκευές. Η ποιότητα της υποδοχής είναι μέτρια. Στην πόλη το ψάρεμα είναι αποδεκτό. Έξω από την πόλη είναι κακό. Εξωτερική τηλεσκοπική κεραία. Οι ραδιοφωνικοί σταθμοί είναι σαφώς διαχωρισμένοι μεταξύ τους.

Τα κουμπιά "back/forward track" αναζητούν έναν ραδιοφωνικό σταθμό του οποίου η ισχύς θα είναι επαρκής για να ληφθεί από το δέκτη. Δεν υπάρχει απομνημόνευση ραδιοφωνικών σταθμών.
Ο ισοσταθμιστής δεν επηρεάζει το δέκτη.

Το μήκος της τυπικής κεραίας είναι 50 cm Μπορείτε να επεκτείνετε μόνο την κεραία πάνω/κάτω.

Μονάδα Bluetooth
Έτσι φαίνεται πριν από τη σύνδεση: BaiXing


Η τυπική εμβέλεια είναι περίπου 10 m Η σύνδεση είναι σταθερή.
Ο ισοσταθμιστής με προεπιλογές στο bluetooth λειτουργεί.

Το πρωτόκολλο ανταλλαγής είναι στάνταρ για τέτοιες συσκευές - A2DP SBC.

Ορθογώνιο 1 kHz:


Ημιτονικό 1 kHz:

Οι μετρήσεις είναι τυπικές για το SBC - εδώ το rolloff HF ξεκινά ήδη στα 10 kHz

Το μικρόφωνο ακούγεται αρκετά καλά σε απόσταση περίπου ενός μέτρου.

Συσκευή αναπαραγωγής MP3/WAV/WMA/FLAC
Εάν τοποθετήσετε μια μονάδα flash ή κάρτα μνήμης στη συσκευή, η συσκευή λέει "music" και ξεκινά την αναπαραγωγή του κομματιού. Μπορείτε να μεταβείτε σε άλλες λειτουργίες. Όταν ενεργοποιηθεί η τροφοδοσία, ξεκινά η αναπαραγωγή από τη μονάδα flash (προτεραιότητα λειτουργίας μουσικής). Εάν δεν απενεργοποιήσετε την τροφοδοσία, αλλά απενεργοποιήσετε τη συσκευή χρησιμοποιώντας το τηλεχειριστήριο, τότε το κομμάτι συνεχίζει να παίζει από το σημείο όπου ήταν απενεργοποιημένη η συσκευή.

Όπως αναφέρθηκε, παίζει WAV, WMA, MP3, FLAC (εκτός Kurshites.CUE). Όλα τα κομμάτια δοκιμής ήταν 44 kHz/16 bit. Για τη δοκιμή, προσπάθησα να παίξω ένα κομμάτι FLAC 96 kHz/24-bit, αλλά δεν μπορούσα να το χειριστώ (ή μάλλον, δεν αναγνώρισα την παρουσία αυτού του κομματιού με κανέναν τρόπο)

Αναπαραγωγή υποφακέλων: πρώτα αναπαράγεται ο ριζικός φάκελος και μετά αρχίζουν να παίζουν οι υποφάκελοι.

Τα κουμπιά ελέγχου λειτουργούν όπως θα έπρεπε. Ο ισοσταθμιστής λειτουργεί.

Κάρτα Flash 32 GB:
FAT32 - λειτουργεί
NTFS - δεν αναγνωρίζεται
exFAT - λειτουργεί

Κάρτα flash 64 GB:
NTFS - δεν αναγνωρίζεται
exFAT - λειτουργεί

Για Σύνδεση σκληρού δίσκου USBΟ δίσκος δεν έχει αρκετή ισχύ.

Κάρτες μνήμης και μονάδες flash μεγαλύτερο μέγεθοςδεν είναι διαθέσιμο αυτή τη στιγμή.

Η ποιότητα της αναπαραγωγής μουσικής είναι καλή.

Αρκετά γραφήματα από προηχογραφημένα αρχεία wav.

Ορθογώνιο 1 kHz:


Ημιτονικό 1 kHz:


Κάποιο είδος ημιτονοειδούς:

Η απόκριση συχνότητας στην περίπτωση μιας ενσωματωμένης συσκευής αναπαραγωγής είναι ομαλή από 20 Hz έως 20 kHz

USB DAC
Δηλώνεται η διαθεσιμότητα - στη σελίδα του προϊόντος διαβάζουμε:

Λειτουργία κάρτας ήχου προς χρήση:
1. Χρησιμοποιώντας το καλώδιο της κάρτας ήχου, συνδέστε την υποδοχή USB του υπολογιστή.
2. Αλλάξτε την πλακέτα Bluetooth στη λειτουργία κάρτας ήχου.
3. Εισαγάγετε την υποδοχή USB του υπολογιστή χωρίς πρόσθετο τροφοδοτικό.
4. Λειτουργία κάρτας ήχου βγάζει ήχο καλύτερο από τον υπολογιστή.

Στην πραγματικότητα δεν λειτουργεί. Δεν λειτουργεί καθόλου. Δείτε φωτογραφία Υποδοχή USB. Υπάρχει υποψία ότι μόνο το τροφοδοτικό από το βύσμα δεν είναι συγκολλημένο. Δεν μοιάζει με πολυστρωματική σανίδα.

Ποιότητα ήχου
Η συσκευή παίζει καλά. Είναι σαφές ότι αυτή η συσκευή δεν μπορεί να ανταγωνιστεί συσκευές με Apt-X και εξωτερικούς DAC. Παίζει όπως αναμενόταν, πολύ καλύτερα από συσκευές απορριμμάτων όπως αυτή:

Ο ασθενής παίζει λίγο χειρότερα στο αυτί κορυφαίες συσκευέςχωρίς Apt-X όπως τα ίδια ακουστικά Sony sbh20. Σε επίπεδο ενσωματωμένων μονάδων όπως:


Για τον ασθενή, ένα τσιπ παρέχει παρόμοια λειτουργικότητα, αντί για μια δέσμη τσιπ σε μια αρχαία μονάδα με οθόνη.

Δεν θα ενσωμάτωνα αυτήν τη συσκευή σε εξοπλισμό Hi-Fi.

συμπεράσματα
- Καλή ποιότητα ήχου
- Δεν υπάρχει είσοδος AUX
- Δεν υπάρχει δηλωμένο DAC (Ήλπιζα τόσο για την παρουσία αυτής της λειτουργίας)

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΖΩ
Λίγο καιρό μετά την κριτική από τον σύντροφο. easteggerέδειξε το τσιπ που χρησιμοποιείται σε αυτό και σε παρόμοιες μονάδες.

Αυτό είναι ένα τσιπ RDA5856TE ή ένας κινέζικος κλώνος του τσιπ.

Συμβατό με τις προδιαγραφές Bluetooth v4.2, υποστηρίζει BR/EDR
 Το ραδιόφωνο Bluetooth περιλαμβάνει ενσωματωμένο balun
 Υποστήριξη A2DP 1.2, HFP 1.5 και AVRCP1.5
 RISC MCU 104 MHz και πυρήνας DSP φωνητικού συν-επεξεργαστή (VoC) 104 MHz
 Εσωτερική MCU ROM και RAM, μνήμη VoC και σειριακή μνήμη flash εντός της συσκευασίας.
 Διάφορες σειριακές διεπαφές: USB OTG 2.0 HS, UART, I2C Master και SD Διασύνδεση κάρτας
 Υποστήριξη αναλογικού κλειδιού
 Έως 4 έξοδοι PWM
 Ανεξάρτητο τροφοδοτούμενο ρολόι πραγματικού χρόνου
 Ένα κανάλι ADC φωνής 16 bit και στερεοφωνικό DAC 16 bit
 Διασυνδέσεις ήχου: είσοδος αναλογικής στερεοφωνικής γραμμής
 Υποστήριξη αποκωδικοποιητή MP3/SBC/WMA/ACC
 Υποστήριξη αναπαραγωγής ήχου από κάρτα SD/USB
 Ενσωματωμένος δέκτης εκπομπής FM που μπορεί να συντονιστεί σε όλη τη ζώνη συχνοτήτων
 Διεπαφή κεντρικού υπολογιστή εντοπισμού σφαλμάτων που επιτρέπει τη μη παρεμβατική σε βάθος διερεύνηση τον εντοπισμό σφαλμάτων GDB
 Εσωτερικό OSC 32K για κατάσταση αναμονής, απενεργοποίησης και αδράνειας
 Ολοκληρωμένο LDO

Το προϊόν παρασχέθηκε για σύνταξη κριτικής από το κατάστημα. Η αναθεώρηση δημοσιεύτηκε σύμφωνα με την ρήτρα 18 των Κανόνων Ιστοσελίδας.

Σκοπεύω να αγοράσω +28 Προσθήκη στα αγαπημένα Μου άρεσε η κριτική +53 +80

Όλα τα σύγχρονα smartphone είναι εξοπλισμένα με Bluetooth τέταρτης γενιάς – ορισμένα έχουν έκδοση 4.0, άλλα 4.1 και άλλα 4.2. Εν τω μεταξύ, κυκλοφόρησε η πέμπτη έκδοση του «μπλε δοντιού». Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για τα πλεονεκτήματά του σε σχέση με το Bluetooth 4.2 και πώς αυτά τα πλεονεκτήματα θα εφαρμοστούν στην πράξη.

Δύο φορές πιο γρήγορα

Τα δεδομένα μέσω Bluetooth 5ης γενιάς θα μεταδίδονται πλέον με τη μέγιστη ταχύτητα6,25 MB/s - παλαιότερα 3,125 MB/s. Αυτό είναι ακόμα πολύ λιγότερο από τους ενσύρματους ανταγωνιστές:

• Apple Lightning – 60 MB/s
• USB 2.0 – 60 MB/s
• USB 3.0 – 625 MB/s
• USB 3.1 – 1210 MB/s

Αλλά γι' αυτό είναι ενσύρματα!

Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα συγχρονισμού των έξυπνων ρολογιών με ένα smartphone και στοιχεία Internet of Things μεταξύ τους και με τη βάση θα αυξηθεί.

Τέσσερις φορές πιο πέρα

Η εμβέλεια εσωτερικού χώρου έχει αυξηθείαπό 10 έως 40 μέτρα, στο δρόμο - από 50 έως 200 μέτρα.

Θα μπορείτε να τρέχετε στο γήπεδο χωρίς smartphone στην τσέπη σας. Αφήστε το στο σακίδιο σας, φορέστε ακουστικά Bluetooth και τρέξτε - δεν θα κρέμεται τίποτα στην τσέπη σας. Ίσως ήταν το τηλέφωνό σας που σας εμπόδισε να τρέξετε έναν μαραθώνιο! Είναι αλήθεια ότι δεν μπορείτε να τρέξετε 42 χιλιόμετρα 195 μέτρα με ασύρματα ακουστικά.

Ίσως ο Φάμπρεγας να μην περιλαμβάνεται στην ομάδα επειδή τα ακουστικά Bluetooth 4.2 του παρεμβαίνουν

Ένα αυξημένο εύρος δράσης είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την οργάνωση του Internet of Things. Εάν οι παλιές εκδόσεις του Bluetooth ήταν κατά κάποιο τρόπο αρκετές για διαμερίσματα, τότε σε ένα μεγάλο σπίτι έπρεπε να γίνουν συμβιβασμοί. Τώρα μπορείτε εύκολα να τοποθετήσετε κάποιο στοιχείο IoT στην αυλή, μακριά από τα υπόλοιπα.

Οκτώ φορές περισσότερα δεδομένα μέσω καναλιών εκπομπής

Απαιτούνται κανάλια μετάδοσης για να λειτουργεί το Internet of Things με συσκευές Bluetooth τρίτων χωρίς προ-σύνδεση. Σε αυτήν τη λειτουργία, μπορείτε τώρα να μεταδώσετε περισσότερες πληροφορίες:255 byte έναντι 31σε Bluetooth 4.2.

Θα εξηγήσω με ένα παράδειγμα γιατί χρειάζονται τα κανάλια εκπομπής. Ας φανταστούμε ένα σύγχρονο νοσοκομείο στο οποίο εφαρμόζεται το Internet of Things. Μπαίνει ένα άτομο και του στέλνονται αμέσως πληροφορίες μέσω Bluetooth για το σε ποιο γραφείο πρέπει να πάει. Δεν μπορεί να πάρει τίποτα άλλο επειδή δεν είναι πλήρως συνδεδεμένος στο νοσοκομείο του Διαδικτύου των Πραγμάτων.

Ο όγκος αυτών των πληροφοριών είναι 31 byte, επειδή χρησιμοποιείται Bluetooth 4.2. Και με την έκδοση 5, ένα άτομο θα λάβει επίσης το όνομα του γιατρού, τον κατά προσέγγιση χρόνο αναμονής και τον αριθμό τηλεφώνου του επικεφαλής γιατρού για παράπονα - το μέγεθος αυτών των δεδομένων είναι ήδη 255 byte.

Καταναλώνει 2,5 φορές λιγότερη ενέργεια

Φαίνεται ότι με αυξημένη ταχύτητα και εμβέλεια Ενέργειες BluetoothΤο 5 θα γίνει πιο λαίμαργο. Στην πραγματικότητα, όλα είναι ακριβώς το αντίθετο - το νέο πρότυπο είναι πολύ πιο οικονομικό στην κατανάλωση ενέργειας. Για smartphone με μπαταρίες 3.000 mAh, η κατανάλωση ενέργειας Bluetooth 4.2 δεν ήταν κρίσιμη. Σε περίπτωση που έξυπνο ρολόιη αύξηση της αυτονομίας μπορεί να είναι αισθητή, αν και, φυσικά, χρειάζεται να δοκιμαστεί στην πράξη.

Σύστημα σειριακής σύνδεσης

Η κλιμάκωση του Internet of Things θα γίνει ευκολότερη χάρη στο νέο σύστημα σειριακής σύνδεσης. Προηγουμένως, κάθε συσκευή συνδεόταν σε μια κοινή συσκευή βάσης, αλλά τώρα θα αρκεί να συνδεθεί σε ένα γειτονικό στοιχείο.

Ας θυμηθούμε τη φυσική!

Ίσως κάποια μέρα να δούμε ένα σύστημα IoT πόλης όχι μέσα σε ένα διαμέρισμα ή σπίτι, αλλά σε μια ολόκληρη περιοχή ή ακόμα και σε μια πόλη; Και θα βασίζεται στο ενεργειακά αποδοτικό και εύκολα επεκτάσιμο Bluetooth 5.

Γιατί αλλιώς είναι συνδεδεμένο το Bluetooth στο Internet of things; Το γεγονός είναι ότι τα στοιχεία του IoT είναι πολύ κατακερματισμένα: κάθε κατασκευαστής κάνει κάτι (ή τα πάντα) διαφορετικά. Το Bluetooth είναι ένα από τα πράγματα που τους ενώνει όλους. Χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλες τις συσκευές: τηλέφωνα, ρολόγια, φορητούς υπολογιστές, αυτοκίνητα και ούτω καθεξής.

Παρεμπιπτόντως, το νέο πρότυπο είναι συμβατό με παλαιότερα πρωτόκολλα.

Πότε να περιμένουμε;

Ναι, περιμέναμε ήδη. Όλη η απαραίτητη τεκμηρίωση για την ανάπτυξη συσκευών και λογισμικού με υποστήριξη Bluetooth 5 εμφανίστηκε στον επίσημο ιστότοπο στις αρχές του έτους και πρόσφατα κυκλοφόρησαν τα πρώτα smartphone με την πέμπτη έκδοση του "μπλε δοντιού".

Το Bluetooth 5 δεν είναι μια επανάσταση με κανένα τρόπο, αλλά μάλλον μια εξελικτική εξέλιξη της τεχνολογίας. Το νέο πρότυπο βελτίωσε μόνο την απόδοση του προηγούμενου, αλλά δεν δίδαξε το "μπλε δόντι" να κάνει κάτι νέο. Το Protocol 4.2 κάνει ό,τι μπορεί να κάνει το Bluetooth 5, μόνο αρκετές φορές χειρότερα.