淘寶官方店

wifi、藍牙和藍牙低功耗(ble)哪種網絡適合您的物聯網通信方案?

更新時間:2018-10-19
摘要:

物聯網產品最理想的技術必須滿足消費者開箱即用,理想情況下只需最少的設置。這給我們留下了三個選項:藍牙,Wi-Fi和藍牙低功耗(BLE)。

物聯網(IoT)設備越來越受歡迎和可用性 - 例如智能機器人,智能恒溫器和燈泡,互聯網連接的車庫門開啟器,GoPro相機等等。這些產品的共同點是,它們可以與移動設備,互聯網或兩者進行無線通信。隨著這些設備變得更加智能并且生成越來越多的數據,由移動設備控制或與移動設備通信的需要給開發者帶來了一些困難。

實現這些無線通信的最佳現有技術是什么?物聯網設備和應用程序的開發人員如何設計產品以方便用戶使用?由于無線通信技術尚未完全滿足物聯網的需求,遺憾的是,答案很復雜。

選項

讓我們忽略三種不適合大多數物聯網應用的無線通信技術:紅外(IR),蜂窩連接和近場通信(NFC)。

IR在翻蓋手機時代很受歡迎,但今天的智能手機幾乎都沒有這種選擇,主要是因為帶寬低,距離短,并且要求設備位于彼此的視線范圍內。由于需要提供SIM卡并支付訂閱費,因此無法使用移動電話。NFC是短距離(<20 cm),沒有多少智能手機支持它,并且帶寬也很低。

對于物聯網產品而言,最理想的技術必須滿足消費者開箱即用,理想情況下只需最少的設置。這給我們留下了三個選項:藍牙,Wi-Fi和藍牙低功耗(BLE)。

藍牙和WiFi是歷史性的選擇,并得到大多數智能手機的支持,但是在開發時考慮了相當具體的用例。WiFi被設想為消除LAN網絡上的電線。藍牙設計用于在計算設備(筆記本電腦,智能手機)和各種外圍設備(如鍵盤和耳機)之間創建個人局域網(PAN),通常距離比WiFi更短。

這些連接類型都不適合物聯網應用。WiFi網絡依賴于TCP-IP協議,這要求每個設備獲得自己的IP地址并在網絡上進行身份驗證。這不適用于物聯網設備,其中一些設備沒有用于輸入WiFi密碼的物理UI。WiFi網絡具有非常高的數據吞吐量,但物聯網設備并不總是需要這樣做。同時,藍牙需要配對每個設備,這可能會讓用戶感到困惑。藍牙支持相當高的數據傳輸速率,但也使用相當多的能量,這不適合需要長時間運行的小型電池供電設備。

近年來,第三種連接選項已經可用于現代設備 - 藍牙低功耗(BLE)。BLE非常適合必須在小型能源上長時間運行的設備,例如紐扣電池。今天使用BLE的設備包括從心率監測器到智能手表的智能。BLE特別適合每隔幾秒鐘接收一次小數據更新,例如當前心率。“配對”過程也大大簡化,因為BLE設備可以隨意做廣告,并且多個BLE設備可以連接到中央設備,例如智能手機。BLE支持可以追溯到iPhone 4S。

大文件傳輸的挑戰

但是BLE不是每個ioT設備或場景的答案。例如,智能手表與配對設備交換大量數據。擁有Apple Watch的任何人都會知道,有時您會無線推送超過200MB的更新。這是一種常見的誤解,即手表主要依靠BLE來實現這一目標。對于像這樣的高帶寬傳輸,手表使用WiFi和藍牙。

那么,如果您的目標是傳輸中等大小的文件,比如500KB圖像呢?

您可以使用WiFi,很多產品都可以。GoPro創建自己的WiFi熱點,亞馬遜Alexa讓您通過WiFi設置流程。但是您的智能手機無法同時連接到多個WiFi網絡,因此它將選擇家庭網絡或您的物聯網設備的熱點。即使您的物聯網設備可以充當WiFi接入點,除非該設備已連接到您的家庭WiFi網絡,否則您的用戶必須退出您的應用,進入設備設置,找到WiFi部分,并從列表中選擇您設備的網絡以臨時連接到它。然后他們將不得不回到應用程序。在使用“連接”移動設備(如相機和家庭自動化工具)時,您可能至少經歷過這種情況 - 這是次優的用戶體驗。

藍牙怎么樣?使用藍牙3.0高速,吞吐量高達24 Mbps,因此一旦配對,發送500KB將毫不費力。這聽起來不錯,特別是如果電池消耗不是很大的問題。但至少對于Apple設備,必須注冊Apple的MFi程序才能通過Bluetooth Classic進行串行通信。這可能成本過高,因為Apple收取許可和其他費用以換取此功能,并且從技術角度來看相當復雜。這在Android上不是問題,但大多數開發人員希望他們的設備與兩個主要平臺兼容。

BLE還是你最好的選擇。Apple iOS設備支持開箱即用的BLE,無需注冊MFI程序,許多Android設備也隨BLE一起提供。要發送大型數據文件,需要將有效負載拆分為20個字節的塊。在接收端,重新組合這些塊。您可以在每個連接間隔發送大約四個這樣的塊,這可能因設備而異。Android設備支持低至7.5毫秒的間隔。iPhone 6支持30 ms范圍內的連接間隔。所以從這里我們可以計算實際帶寬:

按此速率,500KB的圖像文件需要三分多鐘才能傳輸。由于BLE根本不是為高傳輸速度而設計的,所以并沒有真正的好方法,因此名稱中的LE(低能耗)。如果你可以使用BLE,那么這個傳輸率就是你必須要忍受的。巧妙地使用數據分區,序列化和壓縮可以幫助減少有效負載大小??梢韵胂笠环N情況,其中JPEG壓縮圖像被包裝為協議緩沖區消息,然后被分解成20個字節的塊并通過BLE發送。

但是,如果您的BLE傳輸速率對您的應用來說太慢,并且您仍然不想加入Apple的MFi計劃,您會怎么做?如果您的設備具有Wi-Fi功能,BLE可以充當Wi-Fi芯片組的控制接口。您的用戶可以啟動應用程序,該應用程序將使用BLE指導您的設備創建Wi-Fi接入點,或者根據通過BLE連接從應用程序收到的信息連接到用戶的家庭網絡。一旦兩個設備在同一網絡上,Wi-Fi就可用于傳輸大塊數據。

總而言之,它很復雜

如您所見,物聯網設備與智能手機之間無縫無線通信的答案依賴于使用多種不同的無線通信技術。

BLE是常見的最好選擇,因此請盡早添加BLE功能。穩恒的藍牙低功耗BLE模塊是個不錯的選擇,并且有很好的資料和服務支持。BLE非常適合需要在設備之間交換簡單數據位而無需配對或任何手動連接步驟的應用。如果您不需要發送大文件,實時視頻或具有其他帶寬密集型數據要求,您可以在此處停止 - 只需BLE即可。

如果您確實需要發送中等大小的文件,并且您的設備可以連接到家庭WiFi網絡,則可以使用BLE命令設備的Wi-Fi芯片組掃描并連接到所需的網絡,而無需用戶離開你的移動應用。這實現了簡化的用戶體驗 - 理想情況下,使用戶不必擔心無線魔法的實際發生方式。

手机淘宝怎样赚钱的 极速塞车怎么样赌稳赚 2019刮刮乐中奖视频 中孚实业股票行情 qq麻将手机版官方下载单机 财神捕鱼技术图解 双彩网手机版下 互联网100个创业项目 北京pk拾是骗局吗 香港波色单双 黑龙江22选5福彩