【技术分享】蓝牙5.0标准带来的新亮点解读

日期:2020-01-16 作者:润欣科技创研社 返回列表

蓝牙5.0是由蓝牙技术联盟在2016年提出的蓝牙技术标准,蓝牙5.0针对低功耗设备速度有相应提升和优化,蓝牙5.0结合wifi对室内位置进行辅助定位,提高传输速度,增加有效工作距离。


在物联网通信领域,存在众多的无线通信协议,例如WiFi Bluetooth Zigbee等,其中低功耗蓝牙BLE(Bluetooth Low Energy)技术已经成为物联网领域领先的通信标准之一,不过对比其他标准,蓝牙并没有绝对的优势。蓝牙5.0带给BLE的新特性则针对物联网行业做了优化,这些新的技术点将会使得BLE在物联网领域得到更加广泛的应用。


下面我们解读一下Bluetooth 5.0 针对物联网领域带来的新特性。

 

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在速度上有很大的提高


物联网的应用场合是比较特殊的,在大多数的应用场景下面,并不需要太多的吞吐量,但是从可靠性的角度来说,对可靠性的要求则是由更高的需求,这样来看似乎BT 4.2的上一代的标准也是可以使用的,并没有说5.0 的标准会带来突破性的变革,但是我们知道可穿戴式的设备部同于传统的采用市电等对功耗要求不高的应用,穿戴设备的续航能力是一个重要的用户体验,而且穿戴式设备特别是手环和手表类的应用,由于其体积比较小。通常布板的面积是有限的,结构空间也是受到很大的限制,那么从这个角度上面来看呢,通常放在里面的电池是比较小的,其容量通常在即使毫安到几百毫安之间,而我们知道这类产品除了基本的基带功耗之外,更重要的则是蓝牙发射功率,我们知道,蓝牙在广播状态下,通过减少广播数据包的频率可以降低功耗,而在连接状态下,如果我们可以减少发送数据的窗口时间,那么也会很大程度上面降低总体的功耗。功耗的降低也就意味着续航时间的增加,这么一来呢,产品的竞争能力也就上去了。

 

另外对于手环类产品,其在线升级功能,因为BT的通信速率的限制是需要耗费较多时间的工作,BT 5.0的标准下面,其通信速率提高一倍后,也就意味着下载的时间缩短一半,那么这对于用户体验的提升也是一个很大的利好。


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通信的距离提高到原来的四倍


和通信速率的提升类似,通信距离的提升同样也是一个巨大的利好。我们知道在传统的穿戴设备领域,由于蓝牙的功耗低,成本低,而且其天然的作为手机外设的通信方式的优势使得它成为穿戴设备的实施标准。但是无线通信领域里面除了蓝牙之外还有WIFI Zigbee等工业标准,BLE5.0的标准的引入使得BLE应用在智能家居领域成为可能,为什么呢? 在传统的智能家居类设备领域,zigbee是事实上的工业标准,因为其通讯距离远,和智能家居的应用场景更加的吻合,除了zigbee之外,wifi也是很有竞争的优势,因为无论是wifi还是zigbee其传输的距离都是超越蓝牙的。由于BT 5.0的引入,其通信的距离提高到四倍以上,可以想象,除了之前的传统的蓝牙类的应用,例如蓝牙耳机其用户体验将会得到很大的提升,现在市面上的TWS耳机,经常在复杂的无线电环境下面断线,而采用5.0标准以后,相信这种用户体验将会得到大的改善,频繁断线的问题得到解决,抗干扰的能力大大增强,而另外的方面,一些原来使用zigbee和wifi作为互联方式的产品形态就可以采用蓝牙互联的方式来实现,因为通信距离已经可以达到智能家居的场景需求了。

 

通信容量的增加为新应用方式铺路

 

另一个令人振奋的消息就是5.0的标准中将数据的广播阶段的容量扩展到现在8倍,这意味着什么呢? 在原来的标准里面,广播数据通常承载产品本身的描述信息,比较少承载通信数据,那么现在扩容的结果,就使得我们可以通过广播的方式来传输数据。我们知道,传统的蓝牙应用通常是经过广播、连接、收发数据然后再断开的一个过程,那么现在呢,我们在引入了5.0的标准之后,就有机会实现无连接的通信方式,换一种说法,我们可以把数据直接放在广播包中传输,这种传输能力的提升,对于信标类的应用,对于GIS地理信息类的应用是非常好的一个应用场景。另外MESH网络通信就是基于这种无连接的通信方式的,可以预见,这种星型拓扑结构的连接方式将会极大的改善mesh通信。

 

MESH 组网


其实呢在刚才介绍广播扩容的时候也已经提到了MESH的应用,事实上早在2015年就已经公布了mesh组网技术,5.0的标准中并没有特别将组网技术做单独的更新,但是这里需要强调的是,广播态的扩容,通信距离的提升,以及通信速率的提高都是为mesh组网技术提供了强有力的后台支撑,在实际的应用场景中,mesh有着很广阔的现实需求,比如很多的智能家居类的产品需要即插即用,无缝融合到现有的网络中,那么如果采用mesh这种无连接的拓扑结构的话,就会使得这种应用成为可能。总之在组网方面由于支撑条件的优化,使得其应用将会更加的广泛。


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