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Bluetooth Low Energy の包括的なガイド

5月 24, 2022

スマートデバイスがお互いをどのように発見できるのか疑問に思ったことはありませんか, サービスのクエリ, 情報を共有します? IoTテクノロジーの爆発的な成長に伴い, この現象はどこでも見られます, スマートな個人用デバイスも多数登場しています. フィットネストラッカーが朝のジョギングに関する情報をスマートフォンと共有する方法を知ることは興味深いかもしれません. それらの接続の背後にある隠された技術は何ですか? 非常に混乱? 右? このガイドでは, カーテンを引いて、短距離無線プロトコルを詳しく調べます – Bluetooth Low Energy.

Bluetooth Low Energy: 定義とその先

BluetoothLowEnergyがどのように機能するかを調べる前に, との定義を見ていきます Bluetooth Low Energyの進化.

BluetoothLowEnergyとは何ですか

Bluetooth Low Energy – Bluetoothスマートとも呼ばれます, Bluetooth LE, またはBLE – ワイヤレスパーソナルエリアネットワークテクノロジーです, ヘルスケアにおける新しいアプリケーションを目的としています, フィットネス, ビーコン, およびホームエンターテインメント業界. BLEはで動作します 2.4 GHz ISMスペクトルであり、比較的短い範囲内のデバイス間の接続を可能にするように設計されています. 他の低電力ネットワークとの比較, BLEのコアの強みは、マルチプラットフォームの互換性にあります.

今日, BLEはさまざまなアプリケーションで広く利用されていますが、ネットワーキング機能を必要とし、消費電力が非常に制限されているデバイスに最適です。. 低コストのため, 長いバッテリー寿命, 展開のしやすさ, BLEは、電子機器やインターネットに接続された機械メーカーの注目を集めています. 現在, BLEは、今日の急成長しているモノのインターネットによって推進されています. モノのインターネットに関連するすべてのものにますます適用可能です, 今日、成長の激しい爆発を経験しています.

BLEテクノロジーの進化

BLEテクノロジーの進化に関しては, Bluetooth の開発まで遡って時間を割くことができました。. の 1999, 電波を介した固定機器と移動機器間の無線通信のための短距離標準技術が誕生しました: ブルートゥース. 時間の経過とともに常に進行, それは非常に急速に広がり、多くの日常のデバイスに統合されています. わずか10年後, BLEはバージョンのリリースで導入されました 4.0 コア仕様の. 兄貴と同じ特徴がありますが、エネルギー消費量が非常に少ない点が異なります.

実際には, 今日私たちが知っている BLE は、元々は Nokia によって設計された「Wibree」と呼ばれるプロジェクトでした。 SIG (Bluetoothスペシャルインターネットグループ). BLEとBluetoothClassicの間には多くの重複がありますが, BLE はオリジナルの Bluetooth の改良版ではないことに注意してください。 – Bluetoothクラシック, むしろ、Bluetooth ブランドを活用して、短距離でのデータ送信の消費エネルギーを最小限に抑えることができる IoT アプリケーションに焦点を当てた新しいテクノロジーです。.

BluetoothLowEnergyの長所と短所

すべてのコインには2つの側面があります, BLEもそうです. BluetoothLEの利点に注意を払うとき, 制限も無視できません. BLEが特定のアプリケーションとユースケースに適しているかどうかを判断できるように、長所と短所を知ることが重要になる可能性があるのは事実です。.

BLEのメリット

低消費電力: BLEの主な利点は、消費電力が少ないことです。. 無線での不必要な動作時間を最小限に抑え、短距離で少量のデータ送信を確保することにより、, BLEは超低消費電力を実現.
経済安定の強い信用: BLEは業界の巨人のコンソーシアムから来ています (IBM, マイクロソフト, インテル…), それはそれに良い採用と強力な経済的支援と安定性を与えます.
モジュールとチップセットの低コスト: 他の同様のワイヤレスプロトコルおよびテクノロジーとの比較, BLEはより安価なモジュールとチップセットを適用します.
マルチフォンの互換性: BLEはすでにすべてのスマートフォンに統合されています, 使いやすく便利に.

BLEの制限

データスループットが低い: BLEデバイスのデータスループットは 100-250 Kbps, PHYによって制限される (物理的な無線層) データレート.
狭い範囲: 元々は、短距離で定期的に少量のデータを送信するように設計されました。, BLE の動作範囲は間違いなく限られています.
インターネット接続のゲートウェイ要件: BLEデバイス間のインターネット接続のみを有効にするには, BLEデバイスがデータを送信するとき, データを受信するには、IP接続を備えた別のデバイスが必要です, これは別のIPデバイスに中継されます (またはインターネット).

Bluetoothビーコンとは何ですか

BLEビーコン, 名前が示すように, ブロードキャスト信号の送信に電力を供給するBLEデバイスのビーコンです. BLEデバイスは小さな無線送信機のように機能します, 場所を超えて戦略的に配置, 特定の範囲内でBluetoothLowEnergy信号をブロードキャストする. 通常, この範囲はハードウェア機能によって異なります. 平均して, ビーコンデバイスは、最大BLE信号を送信できます 80 メートル, 送信された信号は、その場所に関連する特定のアクションをトリガーすることができます.

BLE ビーコンにより、BLE デバイスの位置と移動を追跡できます. BLEデバイスが特定の領域に入り、範囲内の他の互換性のあるBLEアプリケーションまたはオペレーティングシステムと相互作用する場合, ロケーションベースのアクションもトリガーできます. 加えて, BLEビーコンは、送信を成功させる方法で、ブロードキャストデバイスとして受信デバイスに情報を送信します。, 多くの場合、BLEビーコンと対話するためにデバイスに特定のソフトウェアをインストールする必要があります.

BluetoothLowEnergyテクノロジーはどのように機能しますか

BLEは同じものを使用します 2.4 Bluetooth として動作する GHz ISM スペクトル, から 2402 MHzから 2480 MHz. さらに, BLEはそれをに分割します 40 1 MHzチャネル, と 3 それらの内、広告パケットの送信にのみ使用されます, 残りのチャネルはデータ送信に使用されます. 一般に, BLE通信は 3 重要なアドバタイズメントチャネルを作成し、残りのセカンダリデータチャネルにオフロードします.

BLE接続には2つの異なるタイプがあります: コネクション型通信と放送. 最初のタイプの接続の場合, BLEデバイスは中央デバイスまたは周辺デバイスとして機能できます. 中央デバイスは、接続可能なデバイスをスキャンし、接続およびデータ交換要求を開始する役割を果たします. 周辺機器, 一方で, 中央デバイスからコマンドと要求を受信できます. 2つの間の通信はで行われます 4 ステップ: 広告, 開始, 繋がり, そして交換.

2番目のタイプのBLE通信は、ブロードキャストまたはブルーキャスティングと呼ばれます。. 最初の接続との違いは、コネクションレス型で単方向であるということです。. ここ, BLE対応デバイスは、ブロードキャストデータを監視して受信できるデバイスに一方向でデータを送信します. この方法は送信データのセキュリティを提供しないため、機密情報の共有には適していないことに注意してください。. オフィスでの公開データファイルのファイル共有などのアプリケーションに適しています.

すべてのスマートフォンはBluetoothLowEnergyをサポートしていますか

今日, BLEはさまざまなデバイスやインターフェースのホストに適用されているため, ほぼすべてのスマートフォンが BLE に対応していると言っても過言ではありません. 歴史の章では、最初の BLE 対応スマートフォンを記録します, AppleのiPhone4s. BLEがAppleスタンプを受け取った直後, 他のスマートフォンベンダーが流入し始めました. これは、周辺機器ベンダーにとって、BLE 経由で携帯電話と通信できる革新的なデバイスを開発するまたとない機会となりました。. 今日はワイヤレスヘッドホンがあります, デジタルサイネージ, スマートウォッチ, フィットネストラッカー, スマートフォンとシームレスに通信できるビーコンなどのハードウェアデバイス.

デバイス	BLEをサポートするモデル
Androidの携帯電話とタブレット	Androidを搭載したすべてのAndroid携帯 4.3 以上
iPhone	iPhone 4 以上
iPad	iPad第3世代以降iPadmini以降
iPodtouch	iPodtouch第5世代以降

BluetoothLowEnergyとBluetoothに違いはありますか

Bluetoothコア仕様には2つの主要なテクノロジーがあります: BluetoothおよびBluetoothLowEnergy. どちらも、ユーザーがスマートデバイス間のワイヤレス通信を実現できるように設計されています, 個人用か商用用か. でも, 2つのソリューションは、技術仕様の点で大きく異なることに注意する必要があります, 申し込み, および追加機能.

	Bluetoothクラシック	Bluetooth Low Energy
エネルギー消費	1 W	0.01 – 0.50 W
範囲	100メートルまで	100メートル未満
データ転送速度	1-3 mbit / s	125 kbit / s – 2 mbit / s
音声対応	はい	番号
ユースケース	データストリーミング, スピーカー用ワイヤレスオーディオストリーミング, ヘッドホン, カーオーディオ, もっと.	ヘルスケアにおける新しいアプリケーション, 工事, 教育, ホームエンターテインメント産業, NS.
ポジショニング機能	なし	面前: 広告の方向性: RSSI, HADM(到来) 距離: 方向探知 (AoA / AoD)

BLEがモノのインターネットをどのように変えたか

その固有のエネルギー効率とスマートフォンの可用性を備えています, Bluetooth Low Energyテクノロジーは、IoT向けの最高の短距離ワイヤレスプロトコルです。. エネルギー消費を減らすことによって, BLE により、IoT デバイスが大幅に縮小され、寿命が延長されます. 加えて, エネルギータンクの負担が少ないため、IoTデバイス間のデータ共有を手頃な価格で実現できます. BLEのおかげで, コイン型電池で動作するIoTデバイスは数週間動作できます, 月, または何年も, 電池を消耗することなく.

IoTの最も人気のあるアプリケーションの多くは、BLEテクノロジーなしでは実現できなかったことは明らかです。. 同時に, IoTの急速な成長により、多くの業界がそれに適応するために自らを変更するようになりました. Bluetooth SIGは、BluetoothバージョンにもBLEテクノロジーを適用しています。 4.0 IoTに関連するように. 全部で, BLEは、IoT開発者とエンジニアの間で信頼を得るのに簡単な時間でした, 実装は、BLEが想像を絶する方法でIoTを劇的に変革していることを証明しています.

これらすべての要素が組み合わさって、BLEはIoTアプリケーションの多くの消費者にとって最高の選択肢になります, そしてその地位は市場でさらに統合されます. BluetoothSIGがBLEのマイニングをまだ停止していないことは注目に値します, 言い換えると, Bluetooth Low Energyは、市場の最新の需要を満たすために、継続的に開発および改良されています。, だからそれは間違いなくあなたのレーダーにとどまるはずです.

BLE 対応 MOKOBlue ハードウェア

BLEは、長時間または一定の動作を必要とするが、ワイヤレス伝送のバーストが短いアプリケーションに最適です。. MOKOBlue, IoTアプリケーションに注力している会社, 最もエネルギー効率が高く、手頃な価格の電力を提供します Bluetoothソリューション高度なBLE技術の. 幅広いBLEビーコンとハードウェアをサポート, MOKOBlueはお客様の多様なニーズにお応えします.