Bluetooth tai wifi - mikä sopii parhaiten uudelle langattomalle tuotteellesi?

Käytettävissäsi on useita langattomia standardeja uuden tuotteen luomisessa. Jokaisella valinnalla on omat etunsa ja haittansa. Se riippuu todella tavoitteestasi. Tässä artikkelissa tarkastellaan kolmea suosituinta lyhyen kantaman langatonta standardia, mukaan lukien: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) ja WiFi Direct.

Nopeuden tarve

Jos nopea tiedonsiirto on kriittisin vaatimus tuotteellesi, todennäköisesti WiFi Direct on paras valinta. Kaikki ovat kuulleet WiFi: stä, mutta harvat tietävät WiFi Directistä. Vaikka se muuttuu. Tavallinen WiFi vaatii tukiaseman. Joten jos haluat siirtää tietoja laitteesta toiseen, sen on kuljettava tukiaseman kautta. WiFi Direct -palvelussa on WiFi-yhteyden nopeuden edut ilman tukiasemaa. Tiedot voidaan siirtää suoraan laitteesta toiseen aivan kuten Bluetoothin kautta.

Nopeuden vertailu
Langaton standardi	Nopeus
Bluetooth vähän virtaa	1 Mbps
Bluetooth Classic	2-3 Mbps
Wifi-suora	100-250 Mbps

WiFi Directin suurin tiedonsiirtonopeus on noin 10 kertaa Bluetooth Classicin avulla saavutettava nopeus. Joten jos esimerkiksi tuotteesi on suoratoistettava videota, etenkin teräväpiirtovideota, tarvitset nopeimman mahdollisen langattoman yhteyden. Bluetooth ei ole mitenkään tarpeeksi nopea, joten sinun on melkein varmasti tarjottava WiFi Direct -yhteys.

Nopeusspektrin toisessa päässä on Bluetooth Low-Energy (kutsutaan myös nimellä Bluetooth Smart), joka on noin 2-3x hitaampi kuin Bluetooth Classic tai 20-30x hitaampi kuin WiFi Direct. Sitä käytetään tyypillisesti lähettämään pieniä määriä ajoittaista dataa, kuten anturilukemia (lämpötila, kiihtyvyys jne.) Tai ehkä GPS-koordinaatteja.

Kun sinun on lähetettävä jatkuvasti tietoja, kuten äänen suoratoisto, sinun on yleensä käytettävä Bluetooth Classicia. Bluetooth Classic on optimoitu suoratoistosovelluksiin verrattuna BLE, joka on optimoitu lyhyille, harvinaisille tietopurskeille.

BLE: tä on kuitenkin mahdollista käyttää äänen suoratoistoon, mutta ei samalla laadulla kuin Bluetooth Classicilla. Esimerkiksi Bluetooth-pinon tarjoaja, Searan LLC, voi tarjota sinulle mukautetun Bluetooth LE -pino, joka mahdollistaa äänen suoratoiston.

Lähetysalue

WiFi Direct -laitteen enimmäiskantama on noin 200 jalkaa, kun taas Bluetoothille (klassinen ja vähän virtaa käyttävä) vain noin 50 jalkaa. Laajennettu WiFi Direct -alue on mahdollista, koska WiFi Direct käyttää suurempaa lähetystehoa.

Vaihto on akun käyttöikä, ja tämä lisääntynyt lähetysteho kuluttaa pienen akun paljon nopeammin kuin kumpikaan Bluetooth-standardi.

Alueiden vertailu
Bluetooth vähän virtaa	50 jalkaa tyypillisesti, mutta jopa 1500 jalkaa etäisyyslaajennuksella
Bluetooth Classic	50 jalkaa tyypillisesti, mutta enintään 3000 jalkaa etäisyyslaajentimella
Wifi-suora	200 jalkaa

Mutta odota hetki… asiat eivät aina ole niin yksinkertaisia. On joitain poikkeuksia. Ensinnäkin, Bluetooth-lähettimillä on tosiasiallisesti erilaisia luokkia. Suurin osa Bluetooth-tuotteista käyttää luokan 2 lähetintä, jonka kantama on noin 50 jalkaa, kuten aiemmin todettiin. Mutta on mahdollista käyttää luokan 1 lähetintä, jonka kantama on lähempänä noin 300 jalkaa. Mutta kuten WiFi Directissä, korkeampi lähetysteho maksaa lyhentyneen akun.

Käyttämällä etäisyyslaajennuspiiriä (joka koostuu enimmäkseen erittäin herkästä vastaanottimesta), voit lisätä kantamaa Bluetoothilla entisestään. Esimerkiksi Bluetooth-moduulien toimittaja Bluegiga tarjoaa pitkän kantaman BLE-moduulin (BLE121LR), jonka kantama on noin 1500 jalkaa. Ne tarjoavat myös Bluetooth Classic pitkän kantaman moduulin (WT41), jonka kantama on jopa 3000 jalkaa!

On vielä yksi poikkeus. Joissakin sovelluksissa on todellakin mahdollista, että Bluetooth (jopa vähän energiaa käyttävä versio) lähettää suurempaa kantamaa kuin WiFi Direct, mutta silti käyttää hyvin vähän virtaa. Tämä on mahdollista mahtavan ominaisuuden, jota kutsutaan verkkoverkoksi, ansiosta.

Normaalisti tietojen lähettämiseksi laitteesta A laitteeseen C on muodostettava suora yhteys A: n ja C: n välille. Mutta verkkoverkon avulla voit sen sijaan lähettää tietoja laitteesta A laitteeseen C laitteen B kautta. Joten jos laite B sattuu olemaan puolivälissä A: n välillä ja C, sitten A ja C voivat olla kaksi kertaa niin kaukana toisistaan kuin normaalisti sallitaan. Tämä johtuu siitä, että laite B toimii releenä tai monella tapaa signaalinvahvistimena. Tätä ajatusta voidaan laajentaa mahdollistamalla suuri yhteen kytkettyjen, pienitehoisten laitteiden verkko, joka on levitetty suurelle etäisyydelle. Itse asiassa jopa 65 000 laitetta voidaan yhdistää verkkoon.

Johtava CSR-niminen Bluetooth-mikrosirujen valmistaja aloitti verkkoverkkojen muodostamisen Bluetooth Low-Energy -piireillään vuonna 2014. Toistaiseksi he ovat ainoa sirunvalmistaja, joka tarjoaa BLE-verkkoja. Epäilen kuitenkin, että näin on paljon pidempään.

On mahdollisuus kehittää mukautettu Bluetooth-pino, jotta verkko voidaan muodostaa muiden sirujen tai Bluetooth Classicin kanssa. Tiedän, että Bluetooth-pinon tarjoaja Searanilla on kyky lisätä verkkoverkkoa Bluetooth-pinoihinsa.

Virta / akun kesto / akun koko

Suurempi nopeus ja pidempi suora lähetysalue korreloivat suuremman virrankulutuksen ja siten lyhyemmän akun käyttöiän kanssa. Joten jos akun käyttöikä tai akun koko ovat tärkeitä tuotteellesi, virrankulutus tulee kriittiseksi.

Bluetooth Low-Energy (BLE) on selkeä voittaja matalan virrankulutuksen suhteen. Se on kehitetty ensisijaisesti esineiden internet-sovelluksiin, jotka on usein käytettävä pienellä, yhden kellon paristolla. BLE-laite voi toimia yhden tai kahden vuoden ajan yhdellä kellon paristolla. Tämä on mahdollista lähinnä siksi, että tämäntyyppiset tuotteet on suunniteltu lähettämään vain satunnaisesti. Esimerkiksi BLE-laite voi lähettää dataa vain yhden sekunnin kerran minuutissa. Tämä tarkoittaa, että laite on käyttämättömänä 59/60 = 98,3% ajasta.

Yhteensopivuus

Jos yhteensopivuus vanhempien älypuhelinten kanssa on kriittistä tuotteellesi, Bluetooth Classic voi olla paras valinta. Kaikki älypuhelimet tukevat Bluetooth Classicia, mutta vain kohtalaisen uudemmat puhelimet tukevat BLE- ja WiFi Direct -palveluja.

Alueiden vertailu
Bluetooth vähän virtaa	Kaikki versiot	Kaikki versiot
Bluetooth Classic	Versio 4.3 tai uudempi	Versio 4S tai uudempi
Wifi-suora	Versio 4.0 tai uudempi	Versio 5S tai uudempi

Kahden maailman parhaat puolet: Bluetooth-kaksoistila

Joissakin sovelluksissa toisinaan paras vaihtoehto on Bluetooth Classic, ja toisinaan parempi vaihtoehto on Bluetooth Low-Energy. Esimerkiksi, ehkä haluat mieluummin Bluetooth Low-Energy -toiminnon akun säästämiseksi, mutta haluat myös sallia yhteensopivuuden vanhempien älypuhelinten kanssa.

Paras ratkaisu voi olla Bluetooth Dual-Mode. Kun olet yhteydessä uudempiin puhelimiin, voit käyttää akkua säästävää BLE-tilaa, mutta kun sinun on linkitettävä vanhempiin puhelimiin, voit valita klassisen tilan. Suurin osa Bluetooth-sirujen valmistajista ja moduulien tarjoajista tarjoaa kaksitilan Bluetooth-ratkaisuja.

Turvallisuus

Kaikki kolme langatonta standardia tarjoavat korkean turvallisuustason. WiFi kuitenkin käyttää 256-bittistä salausta, kun taas Bluetooth (klassinen ja LE) käyttää vain 128-bittistä salausta. Useimmissa tapauksissa Bluetoothin suojaustaso on riittävä, mutta jos suojaus on kriittistä tuotteellesi, WiFi Direct voi olla parempi vaihtoehto.

Yhteenveto

Kuten aina tekniikan kohdalla, eri ratkaisujen välillä on kompromisseja. Mikään ratkaisu ei ole paras kaikissa sovelluksissa. Sinun on päätettävä, mitkä kriteerit ovat tärkeimmät tuotteellesi. Tämä voi olla yksinkertaista tai monimutkaista. Jos välität vain nopeudesta, valinta on helppoa. Tai jos akun käyttöikä on ensisijainen huolenaihe, valinta on melko yksinkertainen. Mutta jos välität sekä nopeudesta että virrankulutuksesta yhtä paljon, valinnastasi tulee monimutkaisempi.

Tuotteellesi kriittisimpien ominaisuuksien määrittäminen on aina haastava osa tuotekehitystä. Tervetuloa tuotekehityksen maailmaan, jossa mikään ei ole todella yksinkertaista. Jos se olisi helppoa, jokainen yritys olisi yhtä menestyvä kuin Apple.

kirjailijasta

John Teel on Predictable Designs -yrityksen puheenjohtaja, joka auttaa yrittäjiä, startup-yrityksiä, valmistajia, keksijöitä ja pieniä yrityksiä tuomaan markkinoille uusia elektronisia tuotteita. John oli aiemmin Texas Instrumentsin vanhempi suunnitteluinsinööri, jossa hän loi elektronisia malleja, joita käytetään nyt miljoonissa tuotteissa (mukaan lukien jotkut Applelta). Hän on myös menestyvä yrittäjä, joka kehitti oman tuotteensa, antoi sen valmistaa Aasiassa ja myi satoissa vähittäiskaupoissa useissa maissa. Lataa hänen ilmainen huijauslehti: 15 vaihetta uuden elektronisen tuotteen kehittämiseen.