Bluetooth nebo wifi - co je nejlepší pro váš nový bezdrátový produkt?

Při vytváření nového produktu máte k dispozici řadu bezdrátových standardů. Každá volba má svou vlastní sadu výhod a nevýhod. Opravdu to záleží na vašem cíli. V tomto článku se podíváme na tři nejoblíbenější bezdrátové standardy krátkého dosahu, včetně: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) a WiFi Direct.

Potřeba rychlosti

Pokud je vysokorychlostní přenos dat nejdůležitějším požadavkem pro váš produkt, bude pravděpodobně nejlepší volbou WiFi Direct. Každý už slyšel o WiFi, ale jen málokdo ví o WiFi Direct. I když se to mění. Standardní WiFi vyžaduje přístupový bod. Pokud tedy chcete přenášet data z jednoho zařízení do druhého, musí projít přístupovým bodem. WiFi Direct má rychlostní výhody WiFi bez potřeby přístupového bodu. Data lze přenášet přímo z jednoho zařízení do druhého, stejně jako u Bluetooth.

Porovnání rychlosti
Bezdrátový standard	Rychlost
Bluetooth s nízkou spotřebou energie	1 Mb / s
Bluetooth Classic	2–3 Mb / s
Wifi-Direct	100-250 Mbps

WiFi Direct má maximální rychlost přenosu dat přibližně 10krát vyšší než rychlost dosažitelná pomocí Bluetooth Classic. Pokud například váš produkt potřebuje streamovat video, zejména video ve vysokém rozlišení, budete potřebovat nejrychlejší možné bezdrátové připojení. Bluetooth v žádném případě nebude dostatečně rychlý, takže budete téměř jistě muset nabídnout připojení WiFi Direct.

Na druhém konci rychlostního spektra je Bluetooth Low-Energy (také nazývaný Bluetooth Smart), který je asi 2-3x pomalejší než Bluetooth Classic, nebo 20-30x pomalejší než WiFi Direct. Obvykle se používá k přenosu malého množství občasných dat, jako jsou údaje ze snímačů (teplota, zrychlení atd.) Nebo možná souřadnice GPS.

Pokud potřebujete neustále přenášet data, například při streamování zvuku, obvykle musíte použít Bluetooth Classic. Bluetooth Classic je optimalizován pro streamování aplikací, ve srovnání s BLE, který je optimalizován pro krátké, občasné záblesky dat.

Je však možné použít BLE pro streamování zvuku, ale ne ve stejné kvalitě jako u Bluetooth Classic. Například poskytovatel zásobníku Bluetooth, společnost Searan LLC, vám může poskytnout vlastní zásobník Bluetooth LE, který umožňuje streamování zvuku.

Dosah přenosu

WiFi Direct má maximální dosah přibližně 200 stop, ve srovnání s pouhými 50 stopami obvykle pro Bluetooth (Classic a Low-Energy). Zvýšený dosah WiFi Direct je možný z důvodu vyššího vysílacího výkonu používaného WiFi Direct.

Nevýhodou je životnost baterie a tento zvýšený vysílací výkon vybije malou baterii mnohem rychleji než kterýkoli ze standardů Bluetooth.

Porovnání rozsahu
Bluetooth s nízkou spotřebou energie	50 stop typicky, ale až 1500 stop s prodlužovačem dosahu
Bluetooth Classic	50 stop typicky, ale až 3000 stop s prodlužovačem dosahu
Wifi-Direct	200 stop

Ale počkejte… věci nejsou vždy tak jednoduché. Existují určité výjimky. Za prvé, ve skutečnosti existují různé třídy vysílačů Bluetooth. Většina produktů Bluetooth používá vysílač třídy 2 s dosahem přibližně 50 stop, jak bylo uvedeno výše. Je však možné použít vysílač třídy 1 s dosahem blíže k přibližně 300 stopám. Ale stejně jako u WiFi Direct, vyšší přenosový výkon přichází za cenu snížené životnosti baterie.

Použitím obvodu prodlužovače dosahu (který se skládá převážně z velmi citlivého přijímače) můžete dosah ještě zvýšit pomocí Bluetooth. Například poskytovatel modulu Bluetooth Bluegiga nabízí modul BLE s dlouhým dosahem (BLE121LR) s dosahem až přibližně 1500 stop. Nabízejí také modul Bluetooth Classic s dlouhým dosahem (WT41) s dosahem až 3000 stop!

Existuje ještě další výjimka. V některých aplikacích je ve skutečnosti možné, aby Bluetooth (dokonce i verze s nízkou spotřebou energie) přenášel přes větší dosah než WiFi Direct a přitom stále používal velmi málo energie. To je možné díky úžasné funkci zvané mesh networking.

Za normálních okolností pro odesílání dat ze zařízení A do zařízení C musíte vytvořit přímé spojení mezi A a C. Ale pomocí síťových sítí můžete místo toho odesílat data ze zařízení A do zařízení C prostřednictvím zařízení B. Takže pokud se zařízení B stane na půli cesty mezi A a C, pak A a C mohou být dvakrát tak daleko od sebe, jak je obvykle povoleno. Je to proto, že zařízení B funguje jako relé nebo v mnoha ohledech jako zesilovač signálu. Tuto myšlenku lze rozšířit a umožnit tak velkou síť vzájemně propojených zařízení s nízkou spotřebou energie rozložených na velkou vzdálenost. Ve skutečnosti lze pomocí sítě propojit až 65 000 zařízení.

Přední výrobce Bluetooth mikročipů s názvem CSR začal v roce 2014 zahrnovat síťové sítě se svými Bluetooth Low-Energy čipy. Zatím jsou jediným výrobcem čipů, který nabízí síť s BLE. Pochybuji však, že tomu tak bude mnohem déle.

Existuje možnost nechat si vytvořit vlastní sadu Bluetooth, která umožní síťové propojení s jinými čipy nebo pomocí Bluetooth Classic. Vím, že poskytovatel Bluetooth stacku Searan má schopnost přidat do svých Bluetooth stacků síťovou síť.

Napájení / životnost baterie / velikost baterie

Vyšší rychlost a delší dosah přímého přenosu korelují s vyšším využitím energie a tím kratší životností baterie. Pokud je tedy pro váš produkt důležitá výdrž baterie nebo velikost baterie, stává se spotřeba energie kritickou.

Bluetooth Low-Energy (BLE) je jasným vítězem, pokud jde o nízkou spotřebu energie. Byl primárně vyvinut pro aplikace internetu věcí, které mnohokrát vyžadují provoz z malé baterie s jedním hodinkami. Zařízení BLE může běžet rok nebo dva na jednu baterii hodinek. To je možné především proto, že tyto typy produktů jsou navrženy tak, aby vysílaly pouze příležitostně. Například zařízení BLE může přenášet data pouze po dobu 1 sekundy jednou za minutu. To znamená, že zařízení je nečinné 59/60 = 98,3% času.

Kompatibilita

Pokud je pro váš produkt zásadní kompatibilita se staršími smartphony, může být nejlepší volbou Bluetooth Classic. Všechny smartphony podporují Bluetooth Classic, ale pouze mírně novější telefony podporují BLE a WiFi Direct.

Porovnání rozsahu
Bluetooth s nízkou spotřebou energie	Všechny verze	Všechny verze
Bluetooth Classic	Verze 4.3 nebo novější	Verze 4S nebo novější
Wifi-Direct	Verze 4.0 nebo novější	Verze 5S nebo novější

To nejlepší ze dvou světů: Duální režim Bluetooth

Pro některé aplikace je někdy nejlepší volba Bluetooth Classic a jindy je lepší volba Bluetooth Low-Energy. Například možná upřednostňujete Bluetooth Low-Energy k prodloužení životnosti baterie, ale také chcete umožnit kompatibilitu se staršími chytrými telefony.

Nejlepším řešením může být Bluetooth Dual-Mode. Při komunikaci s novějšími telefony můžete použít režim BLE šetřící baterii, ale pokud potřebujete propojení se staršími telefony, můžete zvolit klasický režim. Většina výrobců a poskytovatelů modulů Bluetooth nabízí řešení Bluetooth ve dvou režimech.

Bezpečnostní

Všechny tři bezdrátové standardy nabízejí vysokou úroveň zabezpečení. WiFi však používá 256bitové šifrování oproti Bluetooth (Classic a LE) pouze 128bitové šifrování. Ve většině případů je úroveň zabezpečení Bluetooth dostatečná, ale pokud je pro váš produkt kritické zabezpečení, může být lepší volbou WiFi Direct.

souhrn

Jak to u strojírenství vždy bývá, mezi různými řešeními existují kompromisy. Žádné řešení není nejlepší ve všech aplikacích. Musíte se rozhodnout, která kritéria jsou pro váš produkt nejdůležitější. Může to být jednoduché nebo složité. Pokud vám záleží jen na rychlosti, pak je váš výběr snadný. Nebo pokud je vaším primárním zájmem životnost baterie, je váš výběr velmi jednoduchý. Pokud vám ale záleží na rychlosti i na spotřebě energie stejně, stane se vaše volba složitější.

Rozhodování, které specifikace jsou pro váš produkt nejdůležitější, je vždy náročným aspektem vývoje produktu. Vítejte ve světě vývoje produktů, kde nic není opravdu jednoduché. Pokud by to bylo snadné, každá společnost by byla stejně úspěšná jako Apple.

o autorovi

John Teel je prezident společnosti Predictable Designs, která pomáhá podnikatelům, startupům, tvůrcům, vynálezcům a malým společnostem uvádět na trh nové elektronické výrobky. John byl dříve hlavním konstruktérem společnosti Texas Instruments, kde vytvořil elektronické designy, které se nyní používají v milionech produktů (včetně některých od společnosti Apple). Je také úspěšným podnikatelem, který vyvinul svůj vlastní produkt, nechal jej vyrobit v Asii a prodával se ve stovkách maloobchodních prodejen ve více zemích. Stáhněte si jeho cheat zdarma: 15 kroků k vývoji vašeho nového elektronického produktu.