Bluetooth sau wifi - care este cel mai bun pentru noul dvs. produs wireless?

Există numeroase standarde wireless la dispoziția dvs. atunci când creați un produs nou. Fiecare alegere are propriul set de avantaje și dezavantaje. Depinde într-adevăr de obiectivul tău. În acest articol vom analiza cele mai populare trei standarde wireless cu rază scurtă de acțiune, inclusiv: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) și WiFi Direct.

Nevoia de viteză

Dacă transmisia de date de mare viteză este cea mai importantă cerință pentru produsul dvs., cel mai probabil WiFi Direct va fi cea mai bună alegere. Toată lumea a auzit de WiFi, dar puțini știu de WiFi Direct. Deși asta se schimbă. WiFi-ul standard necesită un punct de acces. Deci, dacă doriți să transferați date de la un dispozitiv la altul, acesta trebuie să treacă prin punctul de acces. WiFi Direct are avantajele de viteză ale WiFi-ului fără a fi nevoie de un punct de acces. Datele pot fi transmise direct de la un dispozitiv la altul la fel ca prin Bluetooth.

Compararea vitezei
Wireless Standard	Viteză
Bluetooth cu consum redus de energie	1 Mbps
Bluetooth Classic	2-3 Mbps
Wi-Fi Direct	100-250 Mbps

WiFi Direct are o viteză maximă de transfer de date de aproximativ 10x viteza obținută cu Bluetooth Classic. De exemplu, dacă produsul dvs. trebuie să transmită în flux video, în special videoclipuri de înaltă definiție, veți avea nevoie de cea mai rapidă conexiune wireless posibilă. Nu există nicio modalitate în care Bluetooth va fi suficient de rapid, așa că aproape sigur va trebui să oferiți conectivitate WiFi Direct.

La celălalt capăt al spectrului de viteză se află Bluetooth Low Energy (numit și Bluetooth Smart), care este cu aproximativ 2-3 ori mai lent decât Bluetooth Classic sau cu 20-30x mai lent decât WiFi Direct. Este de obicei utilizat pentru transmiterea unor cantități mici de date intermitente, cum ar fi citirile senzorilor (temperatura, accelerația etc.) sau poate coordonatele GPS.

Când trebuie să transmiteți în mod constant date, cum ar fi atunci când transmiteți în flux audio, de obicei va trebui să utilizați Bluetooth Classic. Bluetooth Classic este optimizat pentru aplicații de streaming, comparativ cu BLE, care este optimizat pentru rafale de date scurte și rare.

Cu toate acestea, este posibil să utilizați BLE pentru streaming audio, dar nu la aceeași calitate ca la Bluetooth Classic. De exemplu, furnizorul de stive Bluetooth, Searan LLC vă poate oferi un stivă Bluetooth LE personalizată, care permite streaming audio.

Gama de transmisie

WiFi Direct are o rază de acțiune maximă de aproximativ 200 de picioare, comparativ cu doar aproximativ 50 de picioare de obicei pentru Bluetooth (clasic și cu consum redus de energie). Gama sporită de WiFi Direct este posibilă datorită puterii de transmisie mai mari utilizate de WiFi Direct.

Compensarea este durata de viață a bateriei și această putere de transmisie crescută va consuma o baterie mică mult mai rapid decât oricare dintre standardele Bluetooth.

Compararea intervalului
Bluetooth cu consum redus de energie	50 ft în mod obișnuit, dar până la 1.500 ft cu range extender
Bluetooth Classic	50 ft de obicei, dar până la 3.000 ft cu range extender
Wi-Fi Direct	200ft

Dar așteaptă un minut… lucrurile nu sunt întotdeauna atât de simple. Există câteva excepții. În primul rând, există de fapt diferite clase de transmițătoare Bluetooth. Majoritatea produselor Bluetooth utilizează un transmițător de clasa 2 cu o rază de acțiune de aproximativ 50 de picioare, după cum sa menționat anterior. Dar este posibil să utilizați un transmițător de clasa 1 cu o rază de acțiune mai apropiată de aproximativ 300 de picioare. Dar, la fel ca și cu WiFi Direct, puterea de transmisie mai mare costă o durată de viață redusă a bateriei.

Utilizând un circuit de extindere a distanței (care constă în cea mai mare parte dintr-un receptor foarte sensibil) puteți crește autonomia cu Bluetooth chiar mai mult. De exemplu, furnizorul de module Bluetooth Bluegiga oferă un modul BLE cu rază lungă de acțiune (BLE121LR) cu o autonomie de până la aproximativ 1.500 de picioare. De asemenea, oferă un modul Bluetooth Classic cu rază lungă de acțiune (WT41) cu o autonomie de până la 3.000 de picioare!

Există încă o altă excepție. În unele aplicații, este de fapt posibil ca Bluetooth (chiar și versiunea cu consum redus de energie) să transmită pe o gamă mai mare decât WiFi Direct, în timp ce utilizează încă foarte puțină energie. Acest lucru este posibil datorită unei funcții minunate numită rețea mesh.

În mod normal, pentru a trimite date de la dispozitivul A la dispozitivul C, trebuie să formați o legătură directă între A și C. Dar, cu rețeaua mesh, puteți trimite date de la dispozitivul A la dispozitivul C prin dispozitivul B. Deci, dacă dispozitivul B se află la jumătatea distanței dintre A și C, apoi A și C pot fi de două ori mai îndepărtate decât este permis în mod normal. Acest lucru se datorează faptului că dispozitivul B acționează ca un releu sau, în multe feluri, ca un amplificator de semnal. Această idee poate fi extinsă făcând posibilă o rețea mare de dispozitive interconectate, cu putere redusă, răspândită pe o distanță mare. De fapt, până la 65.000 de dispozitive pot fi interconectate folosind mesh.

Un producător lider de microcipuri Bluetooth numit CSR a început să includă rețeaua mesh cu cipurile Bluetooth Low-Energy în 2014. Până în prezent, acestea sunt singurul producător de cipuri care oferă mesh cu BLE. Cu toate acestea, mă îndoiesc că va fi cazul mult mai mult.

Există opțiunea de a avea un teanc Bluetooth personalizat dezvoltat pentru a permite rețeaua mesh cu alte cipuri sau cu Bluetooth Classic. Știu că furnizorul de stive Bluetooth Searan are capacitatea de a adăuga rețea mesh la stivele Bluetooth.

Alimentare / Durată de viață a bateriei / Dimensiunea bateriei

Viteza mai mare și intervalul de transmisie direct mai lung se corelează cu o utilizare mai mare a energiei și, prin urmare, o durată de viață mai scurtă a bateriei. Deci, dacă durata de viață a bateriei sau dimensiunea bateriei sunt importante pentru produsul dvs., consumul de energie devine esențial.

Bluetooth Low-Energy (BLE) este câștigătorul clar în ceea ce privește consumul redus de energie. A fost dezvoltat în principal pentru aplicațiile Internet of Things, care de multe ori trebuie să ruleze de la o baterie mică, cu un singur ceas. Un dispozitiv BLE poate funcționa timp de un an sau doi pe o singură baterie de ceas. Acest lucru este posibil în primul rând deoarece aceste tipuri de produse sunt concepute pentru a transmite doar ocazional. De exemplu, un dispozitiv BLE poate transmite date doar 1 secundă o dată pe minut. Aceasta înseamnă că dispozitivul este inactiv timp de 59/60 = 98,3% din timp.

Compatibilitate

Dacă compatibilitatea cu smartphone-urile mai vechi este esențială pentru produsul dvs., atunci Bluetooth Classic poate fi cea mai bună alegere. Toate smartphone-urile acceptă Bluetooth Classic, dar numai telefoanele moderat mai noi acceptă BLE și WiFi Direct.

Compararea intervalului
Bluetooth cu consum redus de energie	Toate versiunile	Toate versiunile
Bluetooth Classic	Versiunea 4.3 sau o versiune ulterioară	Versiunea 4S sau o versiune ulterioară
Wi-Fi Direct	Versiunea 4.0 sau o versiune ulterioară	Versiunea 5S sau o versiune ulterioară

Cel mai bun din două lumi: Bluetooth Dual-Mode

Pentru unele aplicații, uneori Bluetooth Classic este cea mai bună alegere, iar alteori Bluetooth Low-Energy este cea mai bună opțiune. De exemplu, poate preferați Bluetooth Low-Energy pentru a economisi durata de viață a bateriei, dar doriți, de asemenea, să permiteți compatibilitatea cu telefoanele inteligente mai vechi.

Cea mai bună soluție poate fi Bluetooth Dual-Mode. Când comunicați cu telefoane mai noi, puteți utiliza modul BLE de economisire a bateriei, dar atunci când trebuie să vă conectați la telefoane mai vechi, puteți alege modul Classic. Majoritatea producătorilor de cipuri și furnizori de module Bluetooth oferă soluții Bluetooth în mod dual.

Securitate

Toate cele trei standarde wireless oferă un nivel ridicat de securitate. Cu toate acestea, WiFi utilizează criptarea pe 256 biți versus Bluetooth (clasic și LE) utilizează doar criptarea pe 128 biți. În majoritatea cazurilor, nivelul de securitate Bluetooth este suficient, dar dacă securitatea este esențială pentru produsul dvs., WiFi Direct poate fi opțiunea mai bună.

rezumat

Așa cum se întâmplă întotdeauna cu ingineria, există compromisuri între diferitele soluții. Nicio soluție nu este cea mai bună în toate aplicațiile. Trebuie să decideți care sunt criteriile cele mai importante pentru produsul dvs. Acest lucru poate fi simplu sau complex. Dacă viteza este tot ceea ce îți pasă, atunci alegerea ta este ușoară. Sau dacă durata de viață a bateriei este preocuparea dvs. principală, alegerea dvs. este destul de simplă. Dar dacă îți pasă atât de viteză cât și de consumul de energie în mod egal, alegerea ta devine mai complexă.

A decide ce specificații sunt cele mai critice pentru produsul dvs. este întotdeauna un aspect provocator al dezvoltării produsului. Bine ați venit în lumea dezvoltării produselor, unde nimic nu este cu adevărat simplu. Dacă ar fi ușor, fiecare companie ar avea succes ca Apple.

Despre autor

John Teel este președintele Predictable Designs, o companie care ajută antreprenorii, startup-urile, producătorii, inventatorii și companiile mici să aducă noi produse electronice pe piață. John a fost anterior inginer de design senior pentru Texas Instruments, unde a creat modele electronice utilizate acum în milioane de produse (inclusiv unele de la Apple). De asemenea, este un antreprenor de succes care și-a dezvoltat propriul produs, l-a fabricat în Asia și a vândut-o în sute de puncte de vânzare cu amănuntul din mai multe țări. Descărcați foaia gratuită de cheat: 15 pași pentru a dezvolta noul dvs. produs electronic.