Aflnýting Bluetooth Low Energy (BLE) stafar ekki af einu töfrabragði, heldur blöndu af snjöllum hönnunarvalkostum sem eru í grundvallaratriðum frábrugðin Classic Bluetooth.
Hér er sundurliðun á því hvers vegna BLE er svo kraftmikill-hagkvæmur, allt frá mikilvægustu hugtökum til smáatriði.
Kjarnareglan: "Talaðu hratt, sofðu hratt"
Ímyndaðu þér tvær manneskjur í samskiptum:
Klassískt Bluetoother eins og að hafa asamfellt samtal. Þið þurfið bæði að vera virkir að hlusta og tala til að viðhalda flæðinu, sem eyðir mikilli orku.
BLEer eins ogskiptast á skjótum,-forskipuðum textaskilaboðum. Þú kveikir á símanum þínum, sendir/móttekið skilaboðin á sekúndubroti og slekkur svo strax á símanum aftur til að spara rafhlöðuna.
Þessi „svefn-fyrst“ hugmyndafræði er kjarninn í skilvirkni BLE.
Helstu tæknilegar aðferðir fyrir lága orku
1. Lítil vinnuferill
Þetta er mikilvægasti þátturinn.Vinnulotavísar til hlutfalls tímans sem útvarpið er virkt (sendur eða tekur á móti) og tímans sem það er sofandi.
BLE er hannað til að hafamjög lág vinnulota. Útvarpið er venjulega í djúpsvefn og eyðir litlu magni af orku (oft á bilinu frámíkróamparar eða jafnvel nanóamparar).
Það „vaknar“ aðeins í mjög stuttum, sjaldgæfum hlaupum til að senda eða leita að gögnum. Tengingartilvik getur verið allt að nokkur hundruð míkrósekúndur.
2. Einfaldur bókunarstafla
„Heilinn“ á bakvið útvarpið þarf ekki að vinna eins mikið.
BLE notar mikiðeinfaldari og grennri samskiptaregluren Classic Bluetooth. Það var hannað frá grunni fyrir óreglulega, litla gagnaflutninga.
Þetta þýðir að örgjörvinn getur verið einfaldari, keyrt á lægri klukkuhraða og klárað verkefni sín (eins og pökkunargögn) mun hraðar, sem gerir honum kleift að fara aftur að sofa fyrr.
3. Uppsetning hraðtengingar
BLE dregur verulega úr þeim tíma sem þarf til að koma á tengingu og flytja gögn.
BLE tæki getur auglýst viðveru sína, myndað tengingu, sent gögn og aftengt sig innbara nokkrar millisekúndur.
Klassískt Bluetooth getur tekiðsekúndurað framkvæma sama ferli, þar sem bæði talstöðvarnar eru virkar og eyða umtalsverðu afli.
4. Háþróaður auglýsingar (útsending) hamur
Þetta er frábær eiginleiki fyrir ofur-lágt-afl skynjara. BLE tæki þarf ekki einu sinni að mynda tengingu til að senda gögn.
Það getur vaknað reglulega, sent út lítinn pakka af gögnum (eins og hitastig eða „ég er hér“ leiðarljós) og farið aftur að sofa.
Öll nálæg tæki (eins og snjallsími) geta hlustað á þessar útsendingar án þess að mynda-aflmikla tengingu. Þetta er fullkomið fyrir einhliða-gögn.
5. Sveigjanlegar tengibreytur
Þegar tenging hefur verið komið á er hún mjög fínstillt fyrir orku.
Færibreytur eins ogTengibil(tíminn á milli vöku-) ogÞrælaleynd(hversu margar vakningar-tæki getur sleppt ef það hefur engin gögn) er hægt að stilla.
Púlsmælir gæti notað hratt bil (td 20ms).
Snjalllás sem aðeins þarf að opna einu sinni á dag getur notað mjög hægt bil (td 1 sekúndu eða lengur) og sofið í 99,9% tímans.
6. Takmarkað gagnaflutningur
Þetta eru viðskiptin-. BLE er fínstillt fyrirlitla pakka af gögnum.
Það er fullkomið til að senda skipanir eins og „kveikja/slökkva“ eða skynjaralestur eins og „72 gráður F, 50% raki“.
Það erekkihannað fyrir samfellda,-straumspilun með mikilli bandbreidd eins og hljóð (sem er það sem Classic Bluetooth og BLE Audio/LE Audio eru fyrir). Með því að styðja þetta ekki í kjarnahönnun sinni forðast BLE háan orkukostnað sem tengist því.
Hagnýtt dæmi: BLE hitaskynjari
Djúpur svefn:Skynjarinn sefur í 10 sekúndur og eyðir nánast engri orku.
Stutt vakning-:Innri tímamælir þess vekur hann.
Mæla og undirbúa:Það tekur hitamælingu og pakkar því í pínulítinn gagnapakka.
Senda:Það knýr útvarpið sitt í ~1 millisekúndu til að senda út þennan pakka.
Aftur að sofa:Útvarpið og örgjörvinn slökktu samstundis og fóru aftur í djúpan svefn í 10 sekúndur í viðbót.
Í þessari lotu er tækið virkt í minna en 0,01% af tímanum.
Samanburður í hnotskurn: BLE vs Classic Bluetooth
| Eiginleiki | Bluetooth Low Energy (BLE) | Klassískt Bluetooth (td fyrir hljóð) |
|---|---|---|
| Aðalmarkmið | Sendu lítil, hlé gögn með lágmarks krafti. | Stöðugur gagnastraumur (hljóð, skráaflutningur). |
| Orkunotkun | Mjög lágt(Mánuður til ár á myntfrumu rafhlöðu) | Tiltölulega hátt(Klukkutímar til dagar á endurhlaðanlegri rafhlöðu) |
| Vinnuferill | Mjög lágt (<1%) | Mjög hár (má vera 100% við virka notkun) |
| Hámarksstraumur | ~10-20 mA | ~20-40 mA (eða meira) |
| Tengingarhraði | Mjög hratt (Millisekúndur) | Hægt (getur tekið sekúndur) |
| Gagnaflutningur | Lágt (áhersla á stutt skilaboð) | Hátt (hannað fyrir stóra gagnastrauma) |
Niðurstaða
BLE nær ótrúlegri orkunýtni sinni með því að veralatur að hönnun. Það setur svefninn umfram allt annað, með því að nota blöndu af hröðu útvarpi, einföldum heila og snjöllum samskiptamynstri til að vinna verk sitt á sem skemmstum tíma áður en farið er aftur í aðalástand sitt: djúpan, orkusparandi svefn.
