Bluetooth vai wifi - kas ir labākais jūsu jaunajam bezvadu produktam?

Veidojot jaunu produktu, jūsu rīcībā ir daudzi bezvadu standarti. Katrai izvēlei ir savs priekšrocību un trūkumu kopums. Tas tiešām ir atkarīgs no jūsu mērķa. Šajā rakstā mēs aplūkosim trīs populārākos maza darbības diapazona bezvadu standartus, tostarp: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) un WiFi Direct.

Ātruma nepieciešamība

Ja visprecīzākā prasība jūsu produktam ir ātrdarbīga datu pārraide, visticamāk, WiFi Direct būs labākā izvēle. Visi ir dzirdējuši par WiFi, taču tikai nedaudzi zina par WiFi Direct. Lai gan tas mainās. Standarta WiFi ir nepieciešams piekļuves punkts. Tātad, ja vēlaties pārsūtīt datus no vienas ierīces uz otru, tam jāiet caur piekļuves punktu. WiFi Direct ir WiFi ātruma priekšrocības bez piekļuves punkta. Datus var pārsūtīt tieši no vienas ierīces uz otru tāpat kā ar Bluetooth.

Ātruma salīdzinājums
Bezvadu standarts	Ātrums
Bluetooth zema enerģijas patēriņš	1 Mb / s
Bluetooth Classic	2-3 Mb / s
Wifi-Direct	100–250 Mb / s

WiFi Direct maksimālais datu pārraides ātrums ir aptuveni 10x lielāks par ātrumu, kas iegūstams, izmantojot Bluetooth Classic. Tā, piemēram, ja jūsu produktam ir nepieciešams straumēt video, īpaši augstas izšķirtspējas video, jums būs nepieciešams ātrākais iespējamais bezvadu savienojums. Nekādā gadījumā Bluetooth nebūs pietiekami ātrs, tāpēc jums gandrīz noteikti jāpiedāvā WiFi Direct savienojamība.

Ātruma spektra otrā galā ir Bluetooth Low-Energy (saukts arī par Bluetooth Smart), kas ir apmēram 2-3x lēnāks nekā Bluetooth Classic vai 20-30x lēnāks nekā WiFi Direct. To parasti izmanto, lai pārsūtītu nelielu periodisku datu daudzumu, piemēram, sensoru rādījumus (temperatūra, paātrinājums utt.) Vai varbūt GPS koordinātas.

Ja jums pastāvīgi jāpārraida dati, piemēram, straumējot audio, parasti jāizmanto Bluetooth Classic. Bluetooth Classic ir optimizēts straumēšanas lietojumprogrammām, salīdzinot ar BLE, kas ir optimizēts īsiem, retiem datu pārrāvumiem.

Tomēr audio straumēšanai ir iespējams izmantot BLE, bet ne tādā pašā kvalitātē kā ar Bluetooth Classic. Piemēram, Bluetooth kaudzes nodrošinātājs Searan LLC var sniegt jums pielāgotu Bluetooth LE kaudzīti, kas ļauj straumēt audio.

Pārraides diapazons

WiFi Direct maksimālais diapazons ir aptuveni 200 pēdas, salīdzinot ar tikai aptuveni 50 pēdām, kas parasti paredzētas Bluetooth (klasiskajam un zema enerģijas patēriņam). Palielināts WiFi Direct diapazons ir iespējams, jo ir lielāka pārraides jauda, ​​ko izmanto WiFi Direct.

Kompromiss ir akumulatora darbības laiks, un šī palielinātā pārraides jauda iztukšo mazu akumulatoru daudz ātrāk nekā kāds no Bluetooth standartiem.

Diapazona salīdzinājums
Bluetooth zema enerģijas patēriņš	Parasti 50 pēdas, bet ar diapazona paplašinātāju - līdz 1500 pēdām
Bluetooth Classic	50 pēdas parasti, bet līdz 3000 pēdām ar diapazona paplašinātāju
Wifi-Direct	200 pēdas

Bet pagaidiet minūti… lietas ne vienmēr ir tik vienkāršas. Ir daži izņēmumi. Pirmkārt, faktiski ir dažādas Bluetooth raidītāju klases. Lielākajā daļā Bluetooth produktu tiek izmantots 2. klases raidītājs, kura darbības rādiuss ir aptuveni 50 pēdas, kā norādīts iepriekš. Bet ir iespējams izmantot 1. klases raidītāju, kura darbības rādiuss ir tuvāk aptuveni 300 pēdām. Bet, tāpat kā ar WiFi Direct, arī lielāka pārraides jauda tiek samazināta par akumulatora darbības laiku.

Izmantojot diapazona paplašinātāja shēmu (kas galvenokārt sastāv no ļoti jutīga uztvērēja), jūs varat vēl vairāk palielināt diapazonu, izmantojot Bluetooth. Piemēram, Bluetooth moduļu piegādātājs Bluegiga piedāvā tālsatiksmes BLE moduli (BLE121LR) ar diapazonu līdz aptuveni 1500 pēdām. Viņi piedāvā arī Bluetooth Classic tāldarbības moduli (WT41) ar diapazonu līdz 3000 pēdām!

Ir vēl viens izņēmums. Dažās lietojumprogrammās Bluetooth (pat Zema enerģijas patēriņa versija) patiesībā ir iespējams pārraidīt lielākā diapazonā nekā WiFi Direct, vienlaikus patērējot ļoti maz enerģijas. Tas ir iespējams, pateicoties lieliskai funkcijai, ko sauc par tīkla tīklu.

Parasti, lai datus nosūtītu no ierīces A uz ierīci C, jums ir jāveido tieša saikne starp A un C. Bet, izmantojot tīkla tīklu, jūs varat tā vietā nosūtīt datus no ierīces A uz ierīci C, izmantojot ierīci B. Tātad, ja ierīce B notiek pusceļā starp A un C, tad A un C var būt divreiz tālāk viens no otra, nekā parasti atļauts. Tas ir tāpēc, ka ierīce B darbojas kā relejs vai daudzējādā ziņā signāla pastiprinātājs. Šo ideju var paplašināt, ļaujot izveidot lielu savstarpēji savienotu, mazjaudas ierīču tīklu, kas izplatīts lielā attālumā. Faktiski, izmantojot acu, var būt savstarpēji savienotas līdz 65 000 ierīcēm.

Vadošais Bluetooth mikroshēmu veidotājs, ko sauc par CSR, 2014. gadā sāka iekļaut tīkla tīklus ar savām Bluetooth zema enerģijas patēriņa mikroshēmām. Pagaidām viņi ir vienīgie mikroshēmu veidotāji, kas piedāvā acis ar BLE. Tomēr es šaubos, ka tas tā būs daudz ilgāk.

Ir iespēja izstrādāt pielāgotu Bluetooth kaudzīti, lai ļautu tīklot ar citām mikroshēmām vai ar Bluetooth Classic. Es zinu, ka Bluetooth kaudzes nodrošinātājam Searan ir iespēja pievienot acu tīklu savam Bluetooth kaudzei.

Jauda / akumulatora darbības laiks / akumulatora izmērs

Lielāks ātrums un garāks tiešās pārraides diapazons korelē ar lielāku enerģijas patēriņu un līdz ar to arī īsāku akumulatora darbības laiku. Tātad, ja jūsu produktam ir svarīga akumulatora darbības laiks vai akumulatora izmērs, enerģijas patēriņš kļūst kritisks.

Bluetooth Low-Energy (BLE) ir skaidrs ieguvējs attiecībā uz zemu enerģijas patēriņu. Tas galvenokārt tika izstrādāts lietisko interneta lietojumprogrammām, kurām daudzkārt jādarbojas ar mazu, viena pulksteņa akumulatoru. BLE ierīce var darboties gadu vai divus ar vienu pulksteņa akumulatoru. Tas ir iespējams galvenokārt tāpēc, ka šāda veida produkti ir paredzēti pārraidei tikai reizēm. Piemēram, BLE ierīce drīkst pārsūtīt datus tikai 1 sekundi vienu reizi minūtē. Tas nozīmē, ka ierīce ir dīkstāvē 59/60 = 98,3% laika.

Saderība

Ja savam produktam ir kritiska saderība ar vecākiem viedtālruņiem, tad Bluetooth Classic var būt labākā izvēle. Visi viedtālruņi atbalsta Bluetooth Classic, bet tikai mēreni jaunāki tālruņi atbalsta BLE un WiFi Direct.

Diapazona salīdzinājums
Bluetooth zema enerģijas patēriņš	Visas versijas	Visas versijas
Bluetooth Classic	Versija 4.3 vai jaunāka	4S vai jaunāka versija
Wifi-Direct	Versija 4.0 vai jaunāka	5S vai jaunāka versija

Labākais no divām pasaulēm: Bluetooth divu režīmu

Dažām lietojumprogrammām reizēm vislabākā izvēle ir Bluetooth Classic, savukārt citreiz labāka iespēja ir Bluetooth Low-Energy. Piemēram, iespējams, ka akumulatora darbības laika saglabāšanai dodat priekšroku Bluetooth Low-Energy, taču vēlaties arī atļaut savietojamību ar vecākiem viedtālruņiem.

Labākais risinājums var būt Bluetooth divkāršais režīms. Sazinoties ar jaunākiem tālruņiem, jūs varat izmantot akumulatora taupīšanas BLE režīmu, bet, kad ir jāizveido saite uz vecākiem tālruņiem, varat izvēlēties klasisko režīmu. Lielākā daļa Bluetooth mikroshēmu ražotāju un moduļu nodrošinātāju piedāvā divrežīmu Bluetooth risinājumus.

Drošība

Visi trīs bezvadu standarti piedāvā augstu drošības līmeni. Tomēr WiFi izmanto 256 bitu šifrēšanu, salīdzinot ar Bluetooth (Classic un LE), tikai 128 bitu šifrēšanu. Vairumā gadījumu Bluetooth drošības līmenis ir pietiekams, bet, ja jūsu produktam drošība ir kritiska, tad WiFi Direct var būt labāka izvēle.

Kopsavilkums

Kā tas vienmēr notiek ar inženierzinātnēm, starp dažādiem risinājumiem pastāv kompromisi. Neviens risinājums nav vislabākais visās lietojumprogrammās. Jums jāizlemj, kuri kritēriji ir vissvarīgākie jūsu produktam. Tas var būt vienkārši vai sarežģīti. Ja ātrums ir viss, kas jums rūp, tad jūsu izvēle ir vienkārša. Vai arī, ja akumulatora darbības laiks ir jūsu galvenā problēma, tad jūsu izvēle ir diezgan vienkārša. Bet, ja jums vienlīdz rūp gan ātrums, gan enerģijas patēriņš, tad jūsu izvēle kļūst sarežģītāka.

Izlemšana, kuras specifikācijas ir viskritiskākās jūsu produktam, vienmēr ir izaicinošs produkta attīstības aspekts. Laipni lūdzam produktu attīstības pasaulē, kur nekas nav tik vienkārši. Ja tas būtu viegli, katrs uzņēmums būtu tikpat veiksmīgs kā Apple.

par autoru

Džons Teels ir uzņēmuma Predictable Designs prezidents, kas palīdz uzņēmējiem, jaunajiem uzņēmumiem, veidotājiem, izgudrotājiem un mazajiem uzņēmumiem laist tirgū jaunus elektroniskos produktus. Džons agrāk bija vecākais dizaina inženieris Texas Instruments, kur viņš radīja elektroniskos dizainus, kurus tagad izmanto miljoniem produktu (ieskaitot dažus no Apple). Viņš ir arī veiksmīgs uzņēmējs, kurš izstrādāja pats savu produktu, lika to ražot Āzijā un pārdeva simtiem mazumtirdzniecības vietu vairākās valstīs. Lejupielādējiet viņa bezmaksas apkrāptu lapu: 15 soļi, lai izstrādātu savu jauno elektronisko produktu.