Bluetooth (BT) e la sua versione potenziata Bluetooth a basso consumo (BLE) sono diventate tecnologie chiave nel campo della comunicazione. Attraverso queste tecnologie, i dispositivi Internet of Things (IoT) sono in grado di connettersi in modalità wireless e trasmettere dati, inclusi testo, audio e video in streaming.
Tuttavia, la progettazione, l'implementazione e la certificazione di un nodo BT completo richiedono una vasta conoscenza professionale, comprese le funzioni analogiche e digitali in banda base, l'elaborazione integrata basata su firmware, la progettazione RF di amplificatori front-end a basso rumore del ricevitore e amplificatori di potenza del trasmettitore.
Per realizzare queste funzioni è necessaria anche un'efficace gestione dell'energia come supporto. Inoltre, ciascun nodo BT deve soddisfare una serie di requisiti target completi relativi alle prestazioni e rispettare i requisiti normativi relativi alle interferenze in radiofrequenza (RFI) e alle interferenze elettromagnetiche (EMI). Queste normative potrebbero complicare la progettazione e rallentare la velocità di distribuzione dei dispositivi.
Questo articolo introdurrà brevemente BLE e la sua applicabilità nel campo dei dispositivi IoT a basso consumo. Quindi presenta i moduli BLE pronti all'uso di Ezuro e spiega come questi moduli possono aiutare ad accelerare lo sviluppo di nodi IoT che supportano BLE.
Dal Bluetooth al BLE
Bluetooth è uno standard aperto globale per la trasmissione wireless di dati e voce, utilizzato per ottenere connessioni wireless a basso costo e a corto raggio tra vari dispositivi elettronici. Bluetooth è adatto per funzionare nella banda di frequenza industriale, scientifica e medica (ISM) da 2,4 GHz e le sue applicazioni includono la trasmissione a distanza limitata di immagini audio e di testo, streaming video, accoppiamento di smartphone e cuffie e connettività IoT a bassa potenza.
La specifica Bluetooth 1.0 richiede una distanza di trasmissione di 10 metri (applicabile ai dispositivi di Classe 2), una semplice rete punto a punto e una velocità di trasmissione dati di 732,2 kilobit al secondo (kb/s); Il primo lotto di prodotti è stato lanciato nel 2000. Nelle versioni migliorate della versione 2.0 (2004) e della versione 3.0 (2009) di questo standard, la velocità di trasmissione dei dati è stata aumentata rispettivamente a 3 megabit al secondo e 24 megabit al secondo (Mb/s).
Tuttavia, per molte applicazioni target, i requisiti di consumo energetico del collegamento BT originale sono troppo elevati. Nel 2010 è stata adottata la versione 4.0 (BLE) e la versione precedente è stata rinominata in modo informale Bluetooth Classic (Figura 1). Basato su uno stack di protocolli ottimizzato a bassa larghezza di banda progettato specificamente per i dispositivi IoT, BLE adotta una modalità di inattività a consumo estremamente basso, riducendo il consumo energetico di circa il 90%. Questa modalità inattiva consente ai sensori IoT, ai beacon di posizione, ai nodi domestici intelligenti, ai dispositivi medici e ai fitness tracker di funzionare per diversi anni con batterie a bottone molto piccole.