Содержание
Способов трансляции данных «по воздуху» создано и используется довольно много. Популярностью обзавелся протокол BLE, который внедрен в электронику различного типа и успешно используется и по сей день. Что из себя представляет данный протокол и в каких сферах применим — рассмотрено в этой статье. Содержание
Зачем разработали BLE
После изучения и успешного применения передачи информации без проводов, появилась потребность передавать данные, используя устройства с автономными источниками питания. Проблема состоит в том, что с этим устройством должно работать еще одно, которое постоянно передает данные либо слушает эфир. Если у приемника и передатчика имеется батарейное питание, то наблюдаются проблемы со связью при разрыве постоянной передачи связи для экономии энергии, которые решили с новым протоколом передачи данных BlueTooth Low Energy (BLE).
BLE – это режим низкого энергопотребления, способствующий экономии заряда аккумулятора у сопряженных устройств.
Протокол стал частью Bluetooth 4.0. Операционная система Android поддерживает BLE с версии 4.3. В качестве пары, работающей с BLE, берется телефон с современной ОС, совместно с батарейной малой техникой (например, гарнитура). Но не исключены и взаимодействия иных гаджетов.
Чтобы принимать и передавать данные в необходимом объеме беспроводным способом, в стандарт Bluetooth LE включена скорость передачи информации, равная 1 Мбит/сек. Постоянный обмен данными затрачивает энергию, тем самым расходуя ее запасы. Поэтому протокол подразумевает разрыв постоянного эфира для экономии. Поэтому в протоколе не только важна скорость, а и то, что гаджеты умеют синхронизироваться друг с другом тогда, когда это необходимо. Около 99% всего времени гаджеты спят и экономят энергию. Потом просыпаются на короткий период для обмена данными и снова засыпают. Но чтобы пребывать в данном режиме, устройства сперва между собой необходимо синхронизировать. Этот режим и называется advertising.
В каких сферах применяется
Протокол BLE используется по сценарию: редко передавать данные и обрабатывать долгое время. В частности, возможно использование двухрежимных гаджетов BLE в смартфонах, планшетных ПК, ноутбуках. Однорежимные могут использоваться во множестве сфер деятельности. Под эти сферы попадают устройства из разделов здоровья, автоматизации, анализа, управления. Множество задач могут решаться, когда в радиусе двухуровневого модуля определяются иные одноуровневые BLE-приборы. К этим приборам относятся приборы-сигнализаторы, что уведомляют владельца об удалении от сумки, барсетки, кошелька, переносной тары и иных персональных вещей, оснащенных BLE-модулем. Отличное применение данным брелкам с BLE находят в качестве маячков для ребенка, чтобы не потерять его в достаточно людных местах. Устойчивая работа и низкое энергопотребление протокола BLE позволяют рассматривать его в качестве замены NFC, а именно RFID-меток. Но вариант совмещенной работы BLE + NFC выглядит более привлекательно. BLE дает большой радиус, сопряженный с устойчивой работой, второй отвечает за логическое сопряжение пары, плюс обеспечивает надежную защиту за счет малого радиуса действия. Не обходят стороной данную спецификацию в системах умных домов. Работа приборов через блютуз с низким энергопотреблением позволяет открывать удаленно двери, ворота и приводить в действие прочие механизмы с большого расстояния, подолгу не меняя аккумулятор в беспроводном и компактном органе управления. Кроме того, внедрение в смартфон, который всегда под рукой, BLE-модуля позволит на приличном удалении через сопряженные каналы управлять любыми приборами и аксессуарами умного дома. Или подключаться к сенсорной панели для удаленного управления с другой комнаты.
Поддерживаемые устройства
Протокол BLE содержится в модулях со встроенным программным обеспечением. Модулями оснащаются конечные устройства. В качестве модулей можно выделить:
- BT111 – создан для приложений, где нужна работа со стандартными протоколами Bluetooth и BLE.
- BLE112 – однорежимный BLE-модуль для сенсорных систем и прочих аксессуаров с батарейным питанием.
- USB BLED112 – аналогичный однорежимный BLE-модуль со всеми свойствами BLE112, но выполнен в форм факторе USB-флешки.
К BLE-устройствам можно отнести:
- Спортивные аксессуары по типу шагомеров, пульсометров, ритмометров, которые имеют форму часов для руки или браслета.
- Различные сенсоры для определения движения, температуры, влажности.
- Системы чтения и отображения информации с автономным источником питания.
- Бытовая медтехника по типу измерителей глюкозы, тонометров, температурных измерителей.
- Гаджеты для удаленного вызова, по типу радио-няня.
- Приборы бытовой электроники, по типу беспроводной периферии (клавиатуры, мышки), панелей и пультов.
- Устройства для автоматизации в жилом доме по типу шлюзов между соединенной к Smart House сенсорной сетью и смартфонами с Блютуз.
- Устройства безопасности, по типу тревожных кнопок, бесконтактных ключей и прочее.
Определение поддержки
Чтобы определить, работает ли ваш аксессуар с протоколом-BLE, следует изучить информацию об устройстве на сайте производителя или в инструкции по эксплуатации. Для устройств, работающих на Android, можно проверить поддержку с помощью приложений:
- BLE Checker.
- LightBlue.
- Bluetooth LE Scanner.
Множество таких «определителей» находится в Play Market и доступны для использования бесплатно. Модели телефонов, выпущенные до 2015 года включительно, могут не поддерживать данную опцию.
Вопросы безопасности BLE
Защита канала передачи данных между парой устройств в протоколе BLE обусловлена двумя режимами LE Секьюрити мод 1 и LE Секьюрити мод 2. Первый режим работает на Data Link layer (DLL), второй на AT&T. На DLL в протоколе Bluetooth LE присутствует шифрование и аутентификация с помощью технологии построения аутентификационного кода сообщения из блочного алгоритма шифрования (CCM) и шифра AES-128. При работе CCM и AES-128, добавляется к ним Protocol Data Unit и дополнительное сообщение для идентификации целостности, размером 4-байта, после которого PDU и сообщение шифруются. В некоторых случаях аутентификацию можно провести поверх нешифрованного соединения на канальном уровне. Но в таком случае на AT&T -уровне к PDU плюсуется двенадцати байтная сигнатура. Режимы безопасности включают в себя несколько уровней, используемых в зависимости от типа соединения.
Соединение пары происходит в три так называемых этапа:
- Первый – на канальном уровне два модуля обмениваются информацией о доступных возможностях ввода-вывода, а после принимают решение, по какому из обнаруженных произойдет взаимодействие.
- Второй – создание ключа для третьего этапа, который называется «временный ключ краткосрочного значения». Он послужит для надежной передачи данных о временном ключе. Ключ может быть передан тремя способами: с использованием альтернативного канала NFC, с введением шестизначного кода, вводимого пользователем, или без проверки аутентификации, если первый и второй способ организовать невозможно.
- Третий – конечные точки соединения обмениваются тремя 128 битными ключами и, если нарушений не замечено, пара успешно синхронизируется.
Различия протоколов Bluetooth
Так как Блютуз с низким энергопотреблением вошел в спецификацию Bluetooth 4.0, то технические сравнения проведены с классической версией.
Характеристика | Классический Блютуз | Bluetooth Low Energy |
Частота радиосигнала | 2.4 ГГц | 2.4 ГГц |
Дальность действия | 100 метров | Более 100 метров |
Скорость передачи | 1-3 Мб/сек | 1 Мб/сек |
Количество ведомых устройств | 7 | Опция зависит от реализации |
Безопасность | 128-битный шифр | 128-бит AES + Counter Mode |
Задержка | 100 мс | 6 мс |
Общее время передачи информации (минимум) | 100 мс | 3 мс |
Максимальный ток | До 30 мА | До 15 мА |
Мощность | 1 Вт | 0,01-0,05 Вт |
Также нельзя не отметить большое сходство протоколов BLE с BR / EDR – первым созданным Блютуз-протоколом:
- Работа в едином диапазоне ISM 4 ГГц.
- Модуляция GFSK.
- Скачкообразное перестроение частоты.
- Схожая схема канала с демодуляцией аналогового сигнала и преобразованием в цифровой.
Различия между BR / EDR и BLE-модулями в том, что первый делит полосу пропускания на 79 каналов с разносом в 1 МГц, а второй работает с передатчиком и приемником для разделения полосы на 40 каналов, с разбросом в 2 МГц.
Заключение
Bluetooth Low Energy – это протокол, специально разработанный для устройств с ограниченным источником автономной энергии, нуждающихся в отправке информации на протяжении нескольких дней или недель без подзарядки. Двухрежимными модулями BLE оснащаются смартфоны, планшетные ПК, ноутбуки. Однорежимные модули BLE используются в мелкой электронике и аксессуарах, типа измерителей пульса или бесконтактных ключей.
TWS (true wireless stereo) – технология, которая позволяет двум отдельным Bluetooth-аудиоустройствам работать в режиме стереогарнитуры. Для этого два отдельных Bluetooth-аудиоустройства сопрягаются друг с другом, при этом одно из них становится главным, а другое вспомогательным. Затем главное устройство подключается к источнику аудиосигнала (передача данных осуществляется через Bluetooth-профиль A2DP). Главное устройство, в свою очередь, разделяет сигнал на правый и левый каналы и передает на вспомогательной устройство соответствующий канал.
Пример:
В паре наушников Elari NanoPods главным является правый наушник. И если, смартфон находится в левом кармане, сигнал в правый (главный) наушник идет не напрямую, а только как отраженный или через одежду и тело человека. Поэтому на открытом пространстве в условиях практически полного отсутствия отраженного сигнала звук может прерываться (особенно в левом наушнике). При этом в правом (главном) наушнике батарея садится быстрее, поскольку он отвечает не только за прием сигнала от смартфона, но и за отправку сигнала на вспомогательный наушник.
Таким образом, для бесперебойной работы TWS Bluetooth-гарнитуры источник сигнала должен быть расположен как можно ближе к главному наушнику, в идеале – без физических преград.
Что такое сопряжение устройств через Bluetooth какая от него польза и как это сделать на телефоне? Сопряжение устройств это когда два устройства запоминают друг друга через Bluetooth, это может быть и сопряжение двух телефонов или же телефона и другого устройства поддерживающего блютус соединения.
Сделав один раз сопряжение устройств между двумя телефонами дает возможность этим устройствам подключаться друг другу через Bluetooth даже в том случае если в телефоне настройках блютуз по умолчанию стоит статус «скрыт» но сама функция Bluetooth должна быть активна. Как вы уже поняли, если в настройках блютуз вашего телефона стоит статус скрыт, то другие телефоны не смогут найти ваш телефон через Bluetooth, а сопряженный телефон сразу найдет ваш телефон и попросит разрешение подключиться. Сделав сопряжение устройств, телефон сохраняет информацию о телефоне или ином устройстве и вы всегда сможете подключиться к нему без проблем и передавать разные файлы, а при необходимости можно удалить сопряженные устройства.
Чтоб сделать сопряжение устройств двух телефонов вам нужно зайти в настройки Bluetooth и активировать его то есть включить на обоих телефонах блютус. Далее выбрать пункт типа «виден постоянно» в обоих телефонах и на одном из них выбрать пункт «сопряжение устройства». Когда в поиске будет найден телефон или иное устройство, приступаете к сопряжению выбрав найденное устройство. Обычно при сопряжении устройств требуется ввести одинаковый код на обеих телефонах например цифру 5, первым вводите код на том телефоне с которого искали сопряжаемое устройство, а потом на найденном устройстве подтверждаете набрав тот же код. Теперь вы сможете подключиться через Bluetooth к сопряженному телефону даже, если тот находится в статусе » скрыт «.
Что делать, если другой телефон через Bluetooth не может найти мой телефон, хотя блютус включен смотрите по этой ссылке.
> Android Помощь> Компьютерная помощь> Вопросы Ответы> Главная сайта
- Надеюсь информация о сопряжении устройств по блютузу оказалась полезной.
- Если Вы знаете больше об этой функции, то просим поделиться инфой ниже в отзывах.
- Возможно оставленная именно Вами информация окажется самой полезной.
- Сапасибо за отзывчивость и полезную информацию!!!
Отзывы сопряжение устройств через Bluetooth.
Добавить отзыв или поделиться полезной информацией по теме страницы.
ОБНОВИТЬ СТРАНИЦУ С ОТЗЫВАМИ Автор:вячеслав 27-11-2018 21 час. 46 мин.Сообщение:как подключить наушники к телефону по блютузу если телефон требует код сопряжения Автор:сергей 13-11-2018 05 час. 39 мин.Сообщение:не найду где вводить код? А просто сопряжение не проходит! Пишет: «Неправильно набран код» Автор:Александр 17-10-2017 23 час. 50 мин.Сообщение:Непонятно куда вводить этот код при сопряжении телефонов по Блютуз.Куда конкретно? Автор:вадим 10-06-2017 17 час. 59 мин.Сообщение:Как подключить наушники к телефону по блютузу если телефон требует код сопряжения ? Автор:Valery 21-02-2017 11 час. 19 мин.Сообщение:Здравствуйте. У меня телефо lenovo K 900 не сопрягается с gamepad ARM-968E по блютуз. Подскажите, пожайлуста,в чем причина. Заранее благодарен за ответ Автор:Олег 25-01-2017 20 час. 34 мин.Сообщение:Здравствуйте,помогите мне решить вопрос.У меня на саббуфере Dialog AP-230 ,делаю сопряжение по блютузу через телефон, музыка стала играть очень тихо.А вот другие функции отлично работают. — Автор:Мавлуда 13-11-2016 07 час. 12 мин.Сообщение:Что значит сопряжённая SIM-карта? Автор:Павел 15-03-2015 20 час. 54 мин.Сообщение:Здравствуйте, у меня вопрос по теме: тлф SONY LT26I,аудио в машине KENWOOD DDX4023BT. При попытки сопряжения: обе системы друг друга видят, пороли совпадают но соединятся не хотят. Что делать? Автор:Михайлов 05-03-2014 22 час. 57 мин.Сообщение:Иногда бывает что с одного телефона не получается делать сопряжение с другим телефоном, пробуйте поменять их местами теперь со вторым телефоном делайте сопряжение с первым с которого не получилось подключиться. Huawei P40 Pro смартфон с самой лучшей камерой 2020 2021. В рейтинге камер телефонов новинка набрала рекордные 128 бала заняв первое место.Бесплатно телефон по акции. Бесплатные телефоны, смартфоны сенсорные и кнопочные как брендовых производителей Samsung, iPhone так и малоизвестных.Используемые источники:
- https://future2day.ru/protokol-bluetooth-low-energy/
- https://help.elari.net/ru-ru/support/solutions/articles/44001404921-%d0%9a%d0%b0%d0%ba-%d1%8d%d1%82%d0%be-%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%82%d0%b0%d0%b5%d1%82-%d0%9f%d1%80%d0%b8%d0%bd%d1%86%d0%b8%d0%bf-%d1%80%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%82%d1%8b-%d1%82%d0%b5%d1%85%d0%bd%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d0%b8-tws-true-wireless-stereo-
- https://www.telefoniy.ru/vopros-otvet/bluetooth_interfacing_device.php