Você já se perguntou como os dispositivos inteligentes podem descobrir uns aos outros, consulta de serviços, e compartilhar informações? Com o crescimento explosivo da tecnologia IoT, este fenômeno pode ser visto em todos os lugares, e vários dispositivos pessoais inteligentes também surgiram. Pode ser interessante saber como seu rastreador de fitness pode compartilhar informações com seu smartphone sobre sua corrida matinal. Qual é a tecnologia oculta por trás dessas conexões? Muito confuso? Certo? neste guia, abriremos as cortinas e mergulharemos no protocolo sem fio de curto alcance – Bluetooth de baixa energia.
Bluetooth de baixa energia: as definições e além
Antes de explorar como o Bluetooth Low Energy funciona, veremos as definições de e evolução do Bluetooth Low Energy.
O que é Bluetooth de baixa energia
Bluetooth de baixa energia – também conhecido como Bluetooth Inteligente, Bluetooth LE, ou BLE – é uma tecnologia de rede de área pessoal sem fio, destinado a novas aplicações na área da saúde, ginástica, faróis, e indústrias de entretenimento doméstico. A BLE atua no 2.4 GHz ISM espectro e é projetado para permitir conexões entre dispositivos dentro de um intervalo relativamente curto. Em comparação com outras redes de baixa potência, a principal força do BLE está em sua compatibilidade multiplataforma.
Hoje, O BLE é amplamente utilizado em diferentes aplicações, mas é mais adequado para dispositivos que requerem recursos de rede e são muito limitados no consumo de energia. Devido ao seu baixo custo, bateria de longa duração, e facilidade de implantação, O BLE atraiu a atenção de fabricantes de eletrônicos e máquinas conectadas à Internet. Atualmente, O BLE está sendo impulsionado pelo rápido crescimento da Internet das Coisas de hoje. É cada vez mais aplicável a tudo relacionado à Internet das Coisas, que hoje vive uma forte explosão de crescimento.
A evolução da tecnologia BLE
Quando se trata da evolução da tecnologia BLE, poderíamos poupar algum tempo para voltar ao desenvolvimento do Bluetooth. No 1999, nasceu uma tecnologia padrão de curto alcance para comunicação sem fio entre dispositivos fixos e móveis via ondas de rádio: Bluetooth. Constantemente progredindo ao longo do tempo, ele se espalha muito rapidamente e foi integrado em muitos dispositivos diários. Apenas dez anos depois, O BLE foi introduzido com o lançamento da versão 4.0 da Especificação Núcleo. Tem as mesmas características do seu irmão mais velho, mas difere pelo baixíssimo consumo de energia.
Na verdade, o BLE que conhecemos hoje foi originalmente um projeto chamado 'Wibree' projetado pela Nokia antes de ser adotado pelo SIG (Grupo Especial de Internet Bluetooth). Embora haja muita sobreposição entre BLE e Bluetooth Classic, vale a pena notar que o BLE não é uma versão refinada do Bluetooth original – Bluetooth Classic, mas sim uma nova tecnologia que aproveita a marca Bluetooth para se concentrar em aplicações IoT onde a transmissão de dados em curto alcance pode usar a menor quantidade de energia.
Vantagens e Desvantagens do Bluetooth Low Energy
Toda moeda tem seus dois lados, e o BLE também. Ao prestar atenção aos benefícios do Bluetooth LE, as limitações também não podem ser ignoradas. O fato é que pode ser importante conhecer os prós e os contras para que você possa determinar se o BLE é apropriado para um aplicativo específico e caso de uso.
Benefícios do BLE
- Baixo consumo de energia: A vantagem proeminente do BLE reside no seu baixo consumo de energia. Minimizando o tempo de operação desnecessário no rádio e garantindo uma pequena quantidade de transmissão de dados em um curto alcance, O BLE atinge um consumo de energia ultrabaixo.
- Forte crédito de estabilidade econômica: BLE vem de um consórcio de gigantes da indústria (IBM, Microsoft, Intel…), o que lhe confere uma melhor adoção e forte suporte econômico e estabilidade.
- Menor custo de módulos e chipsets: Em comparação com outros protocolos e tecnologias sem fio semelhantes, BLE aplica módulos e chipsets mais baratos.
Compatibilidade com vários telefones: O BLE já está integrado em todos os smartphones, tornando mais fácil e conveniente de usar.
Limitações do BLE
- Baixa taxa de transferência de dados: A taxa de transferência de dados dos dispositivos BLE é 100-250 Kbps, limitado pelo PHY (a camada de rádio física) taxa de dados.
- Curto alcance: Originalmente projetado para transmitir pequenas quantidades de dados periodicamente em um curto intervalo, O BLE tem, sem dúvida, um alcance operacional limitado.
- Requisito de gateway para uma conexão com a Internet: Para ativar a conectividade com a Internet apenas entre dispositivos BLE, quando um dispositivo BLE envia dados, outro dispositivo com uma conexão IP é necessário para receber os dados, que por sua vez é retransmitido para outro dispositivo IP (ou a Internet).
O que são Beacons Bluetooth
Balizas BLE, como o nome sugere, são beacons de dispositivos BLE que alimentam a transmissão de sinais de transmissão. Dispositivos BLE agem como pequenos transmissores de rádio, localizados estrategicamente em vários locais, transmitindo sinais Bluetooth Low Energy dentro de um determinado alcance. Tipicamente, este intervalo depende das capacidades do hardware. Na média, dispositivos beacon podem transmitir sinais BLE até 80 metros, e os sinais transmitidos são capazes de desencadear ações específicas relacionadas a esse local.
Os beacons BLE permitem rastrear a localização e o movimento de dispositivos BLE. Quando um dispositivo BLE entra em uma determinada área e interage com outros aplicativos BLE compatíveis ou sistemas operacionais dentro do alcance, ações baseadas em localização também podem ser acionadas. Além disso, Os beacons BLE enviam informações para o dispositivo receptor como um dispositivo de transmissão de maneira bem-sucedida, muitas vezes exigindo a instalação de software específico no dispositivo para interagir com o beacon BLE.
Como funciona a tecnologia Bluetooth Low Energy
BLE usa o mesmo 2.4 Espectro GHz ISM como Bluetooth para operação, que varia de 2402 MHz para 2480 MHz. além disso, O BLE o divide em 40 1 Canais de MHz, e 3 deles são usados exclusivamente para enviar pacotes de publicidade, enquanto os canais restantes são usados para transmissão de dados. No geral, a comunicação BLE inicia com o 3 canais de anúncios cruciais e, em seguida, descarrega para os canais de dados secundários restantes.
Existem dois tipos diferentes de conexões BLE: comunicação e transmissão orientadas à conexão. Para o primeiro tipo de conexão, o dispositivo BLE pode atuar como um dispositivo central ou um dispositivo periférico. O dispositivo central desempenha o papel de escanear os dispositivos conectáveis e iniciar as solicitações de conexão e troca de dados. O periférico, por outro lado, pode receber comandos e solicitações do dispositivo central. A comunicação entre os dois é feita em 4 degraus: propaganda, iniciação, conexão, e troca.
O segundo tipo de comunicação BLE é chamado Broadcasting ou Bluecasting. O que o distingue da primeira conexão é que é sem conexão e unidirecional. Aqui, o dispositivo habilitado para BLE envia dados unidirecionais para qualquer dispositivo que esteja observando e seja capaz de receber os dados de transmissão. Deve-se notar que este método não fornece segurança para os dados transmitidos e, portanto, não é adequado para compartilhar informações confidenciais. É mais adequado para aplicativos como compartilhamento de arquivos de dados públicos no escritório.
Todos os smartphones suportam Bluetooth Low Energy
Hoje, como o BLE foi aplicado a uma série de diferentes dispositivos e interfaces, é seguro dizer que quase todos os smartphones são compatíveis com BLE. O capítulo da história registra o primeiro smartphone habilitado para BLE, iPhone 4s da Apple. Imediatamente após o BLE receber o selo da Apple, outros fornecedores de smartphones começaram a aparecer. Isso representou uma oportunidade única para os fornecedores de periféricos criarem dispositivos inovadores que podem se comunicar com telefones celulares via BLE. Hoje temos fones de ouvido sem fio, assinatura digital, smartwatches, rastreadores de fitness, e dispositivos de hardware como beacons que podem se comunicar perfeitamente com smartphones.
| Dispositivo | Modelos com suporte BLE |
| Telefones e tablets Android | Todos os telefones Android com Android 4.3 e mais alto |
| Iphone | Iphone 4 e mais alto |
| iPad | iPad 3ª geração e superior iPad mini e superior |
| iPod touch | iPod touch 5ª geração e superior |
Existe uma diferença entre Bluetooth Low Energy e Bluetooth
Existem duas tecnologias principais com a especificação principal do Bluetooth: Bluetooth e Bluetooth de baixa energia. Ambos são projetados para ajudar os usuários a obter comunicação sem fio entre dispositivos inteligentes, seja para uso pessoal ou comercial. Contudo, é essencial notar que as duas soluções diferem muito em termos de especificação técnica, aplicativo, e recursos adicionais.
| Bluetooth Classic | Bluetooth de baixa energia | |
| Consumo de energia | 1 C | 0.01 - 0.50 C |
| Faixa | até 100m | Menos de 100m |
| Taxa de transferência de dados | 1-3 mbit/s | 125 kbit/s – 2 mbit/s |
| Capaz de Voz | sim | não |
| Casos de Uso | Transmissão de dados, streaming de áudio sem fio para alto-falantes, fones de ouvido, áudio para carro, e mais. | Novas aplicações na área da saúde, construção, Educação, indústrias de entretenimento doméstico, etc. |
| Recursos de posicionamento | Nenhum | Presença: Direção Publicitária: RSSI, HADM(Chegando) Distância: Descoberta de direção (AoA / AoD) |
Como o BLE mudou a Internet das Coisas
Com sua eficiência energética inerente e disponibilidade de smartphone, A tecnologia Bluetooth Low Energy é o principal protocolo sem fio de curto alcance para IoT. Ao reduzir o consumo de energia, O BLE permite que os dispositivos IoT diminuam significativamente e estendam sua duração. Além disso, o compartilhamento de dados entre dispositivos IoT pode ser acessível devido à menor carga nos tanques de energia. Graças ao BLE, Dispositivos IoT que funcionam com baterias de célula tipo moeda podem operar por semanas, meses, ou mesmo anos, sem esgotar suas baterias.
É mais do que evidente que muitas das aplicações mais populares de IoT não seriam possíveis sem a tecnologia BLE. Ao mesmo tempo, o rápido crescimento da IoT fez com que muitas indústrias se modificassem para se adaptar a ela. A Bluetooth SIG também aplicou a tecnologia BLE em sua versão Bluetooth 4.0 para que possa ser relevante para IoT. Em tudo, O BLE teve mais facilidade em ganhar confiança entre desenvolvedores e engenheiros de IoT, e as implementações provam que o BLE está transformando drasticamente a IoT de uma maneira inimaginável.
Todos esses fatores se combinam para tornar o BLE a principal escolha para muitos consumidores em aplicativos de IoT, e a sua posição está ainda mais consolidada no mercado. Vale a pena notar que o Bluetooth SIG ainda não parou de minerar BLE, em outras palavras, O Bluetooth Low Energy continua sendo constantemente desenvolvido e refinado para atender as mais atuais demandas do mercado, então definitivamente deve ficar no seu radar.
Hardware MOKOBlue compatível com BLE
O BLE é idealmente adaptado para aplicações que requerem uma operação longa ou constante, mas têm rajadas curtas de transmissão sem fio. MOKOBlue, uma empresa que se concentra em aplicativos de IoT, vai lhe trazer o mais eficiente em termos de energia e acessível soluções Bluetooth de tecnologia BLE avançada. Suportando uma ampla gama de beacons e hardware BLE, MOKOBlue atende a satisfazer todas as suas diversas necessidades.
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