Что такое Bluetooth в ESP32
Bluetooth — это радиотехнология, которая передает данные в диапазоне 2,4 ГГц. Для передачи этих пакетов данных имеется 79 выделенных каналов с шириной полосы пропускания 1 МГц каждый. Bluetooth в ESP32 позволяет подключать несколько устройств, таких как мобильные телефоны, ПК, датчики и многое другое.
Типы Bluetooth в ESP32
Когда дело доходит до типов Bluetooth, мы должны помнить о энергопотреблении Bluetooth, потому что это основная причина разделения технологии Bluetooth. ESP32 — это плата микроконтроллера с низким энергопотреблением на основе IoT, где мы должны поддерживать максимально низкое энергопотребление.
С запуском технологии Bluetooth до сих пор существует множество улучшений и воссозданий внутри этой технологии. В зависимости от потребляемой мощности Bluetooth мы можем разделить его на два типы:
Классический Bluetooth в ESP32
Bluetooth Classic — это базовый или первый вариант технологии Bluetooth, который существует последние 20 лет. Это технология беспроводной локальной сети, которая работает в диапазоне 2,4 ГГц, и классический Bluetooth можно разделить на два типа в зависимости от скорости передачи данных:
- Базовая ставка (BR) : это стандартная радиомодуляция со скоростью передачи данных 1 МБ/с. Он используется для передачи аудио, а иногда и видео.
- Повышенная скорость передачи данных (EDR) : Он был введен для увеличения скорости передачи данных с 1 МБ/с до 3 МБ/с, что позволяет ему работать с кодеками высокого класса.
И Bluetooth Classic, и BLE работают в диапазоне частот 2400–2483,5 МГц в диапазоне частот ISM 2,4 ГГц. Однако классическая связь Bluetooth происходит по любому из 79 каналов, с другой стороны, BLE имеет только 40 назначенных каналов.
Высокая скорость передачи данных Bluetooth classic помогает передавать высококачественный звук, что невозможно в BLE. Поддерживая двухточечную связь, Bluetooth classic стал стандартом для потоковой передачи аудио, наушников и автомобильных развлекательных систем.
Ниже приведены некоторые основные области применения Bluetooth Classic:
- Передача файлов между устройствами
- Громкая связь
- Беспроводные динамики
- Беспроводные гарнитуры
- Беспроводные клавиатуры и принтеры
Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) в ESP32
BLE (Bluetooth Low Energy) или Bluetooth 4.0 — это обновленная версия базовой технологии Bluetooth, появившаяся на рынке в 2011 году. Из названия СТАЛ мы можем сделать вывод, что это низкоэнергетическая версия технологии Bluetooth. BLE потребляет очень мало энергии и идеально подходит для таких плат, как ESP32.
В отличие от Bluetooth Classic, он не остается включенным все время, а переходит в спящий режим и включается только при установлении соединения, что очень помогает в экономии большого количества энергии. Благодаря низкому энергопотреблению ESP32 может обмениваться небольшими объемами данных с датчиков без дополнительной мощности. Так как он может работать в течение длительного времени, потребляя очень мало энергии.
Вот список приложений BLE:
- Мониторинг артериального давления
- Фитнес-устройства
- Датчики мониторинга
- Геозона реклама
- Датчики домашней безопасности
- Приложения на основе Интернета вещей
Краткое сравнение Bluetooth Classic и Bluetooth Low Energy
Ключевым отличием здесь является то, что Bluetooth потребляет большое количество энергии и передает данные высокого качества, в то время как Bluetooth Low Energy не требует обмена большими данными и может работать от батарей годами. Давайте обсудим сравнение по различным параметрам.
Потребляемая мощность
Bluetooth с низким энергопотреблением имеет основную особенность низкого энергопотребления, поскольку позволяет устройствам работать более года, используя только одну батарейку типа «таблетка». Это происходит потому, что устройства BLE все время остаются в спящем режиме, они просыпаются только тогда, когда необходимо передать данные. Максимальный потребляемый ток составляет всего 15 мА.
БЛЭ – Победитель
Диапазон устройства
Когда дело доходит до радиуса действия Bluetooth, победителем является Bluetooth Classic, поскольку его соперник потребляет очень меньше энергии, что позволяет ему работать в течение более длительного периода времени на одной соте, но эта функция уменьшает радиус действия устройств Bluetooth. Так что, если кому-то нужен более длинный диапазон, он должен рассмотреть классический Bluetooth.
Классический Bluetooth – Победитель
пропускная способность
Фактическая скорость передачи данных для Bluetooth Low Energy составляет около 100–250 Кбит/с по сравнению с классическим Bluetooth, который составляет примерно 2 Мбит/с. Поэтому передача высококачественных аудио-видеоданных не может быть передана с использованием BLE. Классический Bluetooth — это то, что нужно. Однако для передачи небольших объемов данных с меньшей мощностью и задержкой лучше всего подходит BLE.
Классический Bluetooth – Победитель
Расходы
Устройства BLE по сравнению с устройствами с Bluetooth Classic намного дешевле. Это возможно, потому что BLE предназначен для приложений с низким энергопотреблением и, следовательно, имеет меньшую скорость и скорость передачи данных. С другой стороны, Bluetooth Classic имеет сложные протоколы, которые требуют больших батарей для передачи данных и, следовательно, являются относительно дорогими.
БЛЭ – Победитель
Количество ведомых устройств, подключенных к ведущему устройству
Устройства BLE поддерживают большее количество ведомых устройств по сравнению с другими версиями. Все зависит от реализации BLE и наличия объема памяти внутри устройств.
БЛЭ – Победитель
Скорость установки соединения
BLE прост в настройке, прочен и надежен. Поскольку большинство из нас носит классические умные браслеты Bluetooth. Бесшовное соединение между смарт-браслетом и смартфоном возможно только благодаря BLE. Все эти смарт-устройства дольше остаются подключенными к другим устройствам только благодаря BLE.
Кроме того, большинство функций Bluetooth с низким энергопотреблением взяты из классической технологии Bluetooth, например адаптивная частота. BLE, как и классический Bluetooth, использует ту же технологию не только для сопряжения устройств, но также обеспечивает расширенную аутентификацию безопасности и шифрование данных. Все эти функции делают BLE более надежным, чем классический Bluetooth.
Из этого сравнения мы можем сделать вывод, что BLE превосходит классический Bluetooth по большинству параметров. Однако, в конце концов, все зависит от использования и предпочтений пользователя, использовать ли BLE или классический Bluetooth.
БЛЭ – Победитель
Здесь мы привели краткое сравнение Bluetooth Classic и BLE:
| Особенность | Bluetooth классический | Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) |
|---|---|---|
| Скорость передачи данных | 1 Мбит/с для B 2-3 Мбит/с для EDR | До 1 Мбит/с |
| Потребляемая мощность | Высокая (до 1 Вт) | Низкий (0,01–0,5 Вт) |
| Потоковое аудио | Оригинальный аудио протокол, используемый в большинстве устройств | Новый аудиопротокол LE заменит классический протокол из-за низкого энергопотребления и простоты использования. |
| Диапазон | Ограниченная дальность 10 м – 50 м | Большой радиус действия представлен в Bluetooth 5.0 до 1 км в пределах прямой видимости |
| Ширина полосы радиочастот | Диапазон ISM 2,4 ГГц (2400–2483,5 МГц) | Диапазон ISM 2,4 ГГц (2400–2483,5 МГц) |
| Количество каналов | 79 РЧ-каналов по 1 МГц каждый | 40 радиочастотных каналов по 2 МГц каждый |
| Техника модуляции | GFSK для базовой скорости передачи данных 8-DPSK или π/4-DQPSK для повышенной скорости передачи данных | ГФСК |
| Топология | Одноранговый (1:1) | Одноранговая (1:1) Топология «звезда» (много:1) Широковещательная (1:много) Сетчатая (много:много) |
Вывод
ESP32 имеет двойную технологию Bluetooth, имеющую как классическую версию, так и версию Bluetooth с низким энергопотреблением. Bluetooth Classic — это базовый вариант Bluetooth, который потребляет больше энергии, в то время как Bluetooth Low Energy предназначен для приложений с низким энергопотреблением, таких как обмен данными с датчиками через регулярные промежутки времени. В этой статье проводится краткое сравнение обеих технологий Bluetooth ESP32.