Bluetooth ή wifi - ποιο είναι το καλύτερο για το νέο ασύρματο προϊόν σας;

Υπάρχουν πολλά ασύρματα πρότυπα στη διάθεσή σας κατά τη δημιουργία ενός νέου προϊόντος. Κάθε επιλογή έχει το δικό της σύνολο πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων. Εξαρτάται πραγματικά από τον στόχο σας. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τα τρία πιο δημοφιλή ασύρματα πρότυπα μικρής εμβέλειας, όπως: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) και WiFi Direct.

Η ανάγκη για ταχύτητα

Εάν η μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας είναι η πιο κρίσιμη απαίτηση για το προϊόν σας, τότε πιθανότατα το WiFi Direct θα είναι η καλύτερη επιλογή. Όλοι έχουν ακούσει για WiFi, αλλά λίγοι γνωρίζουν το WiFi Direct. Αν και αυτό αλλάζει. Το τυπικό WiFi απαιτεί σημείο πρόσβασης. Επομένως, εάν θέλετε να μεταφέρετε δεδομένα από μία συσκευή σε άλλη, πρέπει να περάσει από το σημείο πρόσβασης. Το WiFi Direct έχει τα πλεονεκτήματα ταχύτητας του WiFi χωρίς την ανάγκη για σημείο πρόσβασης. Τα δεδομένα μπορούν να μεταδοθούν απευθείας από τη μία συσκευή στην άλλη, ακριβώς όπως με το Bluetooth.

Σύγκριση ταχύτητας
Ασύρματο πρότυπο	Ταχύτητα
Χαμηλή ενέργεια Bluetooth	1 Mbps
Κλασικό Bluetooth	2-3 Mbps
Ασύρματο Wi-Fi	100-250 Mbps

Το WiFi Direct έχει μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων περίπου 10 φορές την ταχύτητα που μπορεί να επιτευχθεί με το Bluetooth Classic. Έτσι, για παράδειγμα, εάν το προϊόν σας χρειάζεται ροή βίντεο, ειδικά βίντεο υψηλής ευκρίνειας, θα χρειαστείτε την ταχύτερη δυνατή ασύρματη σύνδεση. Δεν υπάρχει τρόπος το Bluetooth να είναι αρκετά γρήγορο, οπότε σχεδόν σίγουρα θα πρέπει να προσφέρετε σύνδεση WiFi Direct.

Στο άλλο άκρο του φάσματος ταχύτητας είναι Bluetooth χαμηλής ενέργειας (ονομάζεται επίσης Bluetooth Smart) που είναι περίπου 2-3 ​​φορές πιο αργό από το Bluetooth Classic ή 20-30x πιο αργό από το WiFi Direct. Χρησιμοποιείται συνήθως για τη μετάδοση μικρών ποσοτήτων διαλείπων δεδομένων, όπως αναγνώσεις αισθητήρων (θερμοκρασία, επιτάχυνση κ.λπ.) ή ίσως συντεταγμένες GPS.

Όταν πρέπει να διαβιβάζετε συνεχώς δεδομένα, όπως κατά τη ροή ήχου, συνήθως θα πρέπει να χρησιμοποιείτε το Bluetooth Classic. Το Bluetooth Classic είναι βελτιστοποιημένο για εφαρμογές ροής, έναντι BLE το οποίο έχει βελτιστοποιηθεί για σύντομες, σπάνιες ριπές δεδομένων.

Ωστόσο, είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε το BLE για ροή ήχου, αλλά όχι στην ίδια ποιότητα με το Bluetooth Classic. Για παράδειγμα, ο πάροχος στοίβας Bluetooth, η Searan LLC μπορεί να σας παρέχει μια προσαρμοσμένη στοίβα Bluetooth LE που επιτρέπει ροή ήχου.

Εύρος μετάδοσης

Το WiFi Direct έχει μέγιστη εμβέλεια περίπου 200 ποδιών, σε σύγκριση με περίπου 50 πόδια τυπικά για Bluetooth (Κλασικό και Χαμηλής Ενέργειας). Η αυξημένη γκάμα WiFi Direct είναι δυνατή λόγω της υψηλότερης ισχύος μετάδοσης που χρησιμοποιείται από το WiFi Direct.

Η ανταλλαγή είναι διάρκεια ζωής της μπαταρίας και αυτή η αυξημένη ισχύς μετάδοσης θα εξαντλήσει μια μικρή μπαταρία πολύ πιο γρήγορα από οποιοδήποτε από τα πρότυπα Bluetooth.

Σύγκριση εύρους
Χαμηλή ενέργεια Bluetooth	Συνήθως 50 πόδια, αλλά έως 1.500 πόδια με επέκταση εμβέλειας
Κλασικό Bluetooth	50 πόδια συνήθως, αλλά έως 3.000 πόδια με επέκταση εμβέλειας
Ασύρματο Wi-Fi	200 πόδια

Αλλά περιμένετε ένα λεπτό… τα πράγματα δεν είναι πάντα τόσο απλά. Υπάρχουν μερικές εξαιρέσεις. Πρώτα απ 'όλα, υπάρχουν πραγματικά διαφορετικές κατηγορίες πομπού Bluetooth. Τα περισσότερα προϊόντα Bluetooth χρησιμοποιούν πομπό κατηγορίας 2 με εύρος περίπου 50 πόδια, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Αλλά είναι δυνατό να χρησιμοποιήσετε πομπό κατηγορίας 1 με εμβέλεια πιο κοντά στα 300 πόδια. Όμως, όπως και με το WiFi Direct, η υψηλότερη ισχύς μετάδοσης κοστίζει μειωμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα επέκτασης εύρους (το οποίο αποτελείται κυρίως από έναν πολύ ευαίσθητο δέκτη), μπορείτε να αυξήσετε ακόμη περισσότερο το εύρος με το Bluetooth. Για παράδειγμα, ο πάροχος μονάδας Bluetooth Bluegiga προσφέρει μονάδα BLE μεγάλης εμβέλειας (BLE121LR) με εμβέλεια έως περίπου 1.500 πόδια. Προσφέρουν επίσης μια μονάδα Bluetooth Classic μεγάλης εμβέλειας (WT41) με εμβέλεια έως 3.000 πόδια!

Υπάρχει μια ακόμη εξαίρεση. Σε ορισμένες εφαρμογές, είναι πραγματικά δυνατό για το Bluetooth (ακόμη και την έκδοση χαμηλής ενέργειας) να μεταδίδει σε μεγαλύτερο εύρος από το WiFi Direct, ενώ εξακολουθεί να χρησιμοποιεί πολύ μικρή ισχύ. Αυτό είναι δυνατό λόγω ενός φοβερού χαρακτηριστικού που ονομάζεται δικτύωση ματιών

Κανονικά για να στείλετε δεδομένα από τη συσκευή Α στη συσκευή Γ, πρέπει να δημιουργήσετε έναν άμεσο σύνδεσμο μεταξύ Α και Γ. Αλλά με τη δικτύωση πλέγματος μπορείτε αντ 'αυτού να στείλετε δεδομένα από τη συσκευή Α στη συσκευή Γ μέσω της συσκευής Β. Έτσι, εάν η συσκευή Β τυχαίνει να βρίσκεται στη μέση μεταξύ του Α και C, τότε τα A και C μπορούν να απέχουν δύο φορές όσο συνήθως επιτρέπεται. Αυτό συμβαίνει επειδή η συσκευή Β λειτουργεί ως ρελέ, ή με πολλούς τρόπους ως ενισχυτής σήματος. Αυτή η ιδέα μπορεί να επεκταθεί καθιστώντας δυνατή ένα μεγάλο δίκτυο διασυνδεδεμένων συσκευών χαμηλής ισχύος που απλώνονται σε μεγάλη απόσταση. Στην πραγματικότητα, έως και 65.000 συσκευές μπορούν να διασυνδεθούν χρησιμοποιώντας πλέγμα.

Ένας κορυφαίος κατασκευαστής μικροτσίπ Bluetooth που ονομάζεται CSR ξεκίνησε να περιλαμβάνει δικτύωση πλέγματος με τα τσιπ Bluetooth χαμηλής ενέργειας το 2014. Μέχρι στιγμής είναι ο μόνος κατασκευαστής τσιπ που προσφέρει πλέγμα με BLE. Ωστόσο, αμφιβάλλω ότι αυτό θα ισχύει πολύ περισσότερο.

Υπάρχει η επιλογή να αναπτυχθεί μια προσαρμοσμένη στοίβα Bluetooth για να επιτρέπεται η δικτύωση πλέγματος με άλλα τσιπ ή με το Bluetooth Classic. Γνωρίζω ότι ο πάροχος στοίβας Bluetooth Searan έχει τη δυνατότητα να προσθέσει δίκτυο δικτύωσης στις στοίβες Bluetooth.

Ισχύς / διάρκεια ζωής μπαταρίας / μέγεθος μπαταρίας

Η υψηλότερη ταχύτητα και το μεγαλύτερο εύρος άμεσων κιβωτίων ταχυτήτων συσχετίζονται με την υψηλότερη κατανάλωση ενέργειας και συνεπώς μικρότερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας Επομένως, εάν η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ή το μέγεθος της μπαταρίας είναι σημαντικά για το προϊόν σας, τότε η χρήση ισχύος καθίσταται κρίσιμη.

Το Bluetooth Low-Energy (BLE) είναι ο ξεκάθαρος νικητής όσον αφορά τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Αναπτύχθηκε κυρίως για εφαρμογές Internet of Things, οι οποίες πολλές φορές πρέπει να λειτουργούν από μια μικρή μπαταρία με ένα ρολόι. Μια συσκευή BLE μπορεί να λειτουργήσει για ένα ή δύο χρόνια σε μία μπαταρία ρολογιού. Αυτό είναι δυνατό κυρίως επειδή αυτοί οι τύποι προϊόντων έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδουν μόνο περιστασιακά. Για παράδειγμα, μια συσκευή BLE μπορεί να μεταδίδει δεδομένα μόνο για 1 δευτερόλεπτο μία φορά ανά λεπτό. Αυτό σημαίνει ότι η συσκευή είναι σε αδράνεια για 59/60 = 98,3% του χρόνου.

Συμβατότητα

Εάν η συμβατότητα με παλαιότερα smartphone είναι κρίσιμη για το προϊόν σας, τότε το Bluetooth Classic μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή. Όλα τα smartphone υποστηρίζουν Bluetooth Classic, αλλά μόνο αρκετά νεότερα τηλέφωνα υποστηρίζουν BLE και WiFi Direct.

Σύγκριση εύρους
Χαμηλή ενέργεια Bluetooth	Όλες οι εκδόσεις	Όλες οι εκδόσεις
Κλασικό Bluetooth	Έκδοση 4.3 ή μεταγενέστερη	Έκδοση 4S ή μεταγενέστερη
Ασύρματο Wi-Fi	Έκδοση 4.0 ή μεταγενέστερη	Έκδοση 5S ή μεταγενέστερη

Το Best of Two Worlds: Bluetooth Dual-Mode

Για μερικές εφαρμογές, μερικές φορές το Bluetooth Classic είναι η καλύτερη επιλογή και άλλες φορές το Bluetooth χαμηλής ενέργειας είναι η καλύτερη επιλογή. Για παράδειγμα, ίσως προτιμάτε το Bluetooth χαμηλής ενέργειας για εξοικονόμηση μπαταρίας, αλλά θέλετε επίσης να επιτρέψετε τη συμβατότητα με παλαιότερα έξυπνα τηλέφωνα.

Η καλύτερη λύση μπορεί να είναι Bluetooth Dual-Mode. Όταν επικοινωνείτε με νεότερα τηλέφωνα, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία BLE εξοικονόμησης μπαταρίας, αλλά όταν πρέπει να συνδεθείτε με παλαιότερα τηλέφωνα τότε θα μπορούσατε να επιλέξετε Κλασική λειτουργία. Οι περισσότεροι κατασκευαστές τσιπ Bluetooth και πάροχοι λειτουργικών μονάδων προσφέρουν λύσεις Bluetooth διπλής λειτουργίας.

Ασφάλεια

Και τα τρία ασύρματα πρότυπα προσφέρουν υψηλό επίπεδο ασφάλειας. Ωστόσο, το WiFi χρησιμοποιεί κρυπτογράφηση 256 bit έναντι Bluetooth (Classic και LE) χρησιμοποιεί μόνο κρυπτογράφηση 128 bit. Στις περισσότερες περιπτώσεις το επίπεδο ασφάλειας του Bluetooth είναι επαρκές, αλλά εάν η ασφάλεια είναι κρίσιμη για το προϊόν σας, τότε το WiFi Direct μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή.

Περίληψη

Όπως συμβαίνει πάντα με τη μηχανική, υπάρχουν ανταλλαγές μεταξύ των διαφόρων λύσεων. Καμία λύση δεν είναι καλύτερη σε όλες τις εφαρμογές. Πρέπει να αποφασίσετε ποια κριτήρια είναι πιο σημαντικά για το προϊόν σας. Αυτό μπορεί να είναι απλό ή περίπλοκο. Εάν η ταχύτητα είναι το μόνο που σας ενδιαφέρει, τότε η επιλογή σας είναι εύκολη. Ή εάν η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι το κύριο μέλημά σας, τότε η επιλογή σας είναι πολύ απλή. Αλλά αν ενδιαφέρεστε τόσο για την ταχύτητα όσο και για τη χρήση ισχύος, τότε η επιλογή σας γίνεται πιο περίπλοκη.

Το να αποφασίζετε ποιες προδιαγραφές είναι οι πιο κρίσιμες για το προϊόν σας είναι πάντα μια πρόκληση για την ανάπτυξη του προϊόντος. Καλώς ήλθατε στον κόσμο της ανάπτυξης προϊόντων όπου τίποτα δεν είναι πραγματικά απλό. Εάν ήταν εύκολο, κάθε εταιρεία θα ήταν τόσο επιτυχημένη όσο η Apple.

Σχετικά με τον Συγγραφέα

Ο John Teel είναι πρόεδρος της εταιρείας Predictable Designs, η οποία βοηθά επιχειρηματίες, νεοσύστατες επιχειρήσεις, κατασκευαστές, εφευρέτες και μικρές εταιρείες να φέρουν στην αγορά νέα ηλεκτρονικά προϊόντα. Ο John ήταν προηγουμένως ανώτερος μηχανικός σχεδιασμού της Texas Instruments όπου δημιούργησε ηλεκτρονικά σχέδια που χρησιμοποιούνται τώρα σε εκατομμύρια προϊόντα (συμπεριλαμβανομένων ορισμένων από την Apple). Είναι επίσης επιτυχημένος επιχειρηματίας που ανέπτυξε το δικό του προϊόν, το είχε κατασκευάσει στην Ασία και πουλούσε σε εκατοντάδες καταστήματα λιανικής σε πολλές χώρες. Κατεβάστε το δωρεάν φύλλο εξαπάτησης: 15 βήματα για να αναπτύξετε το νέο σας ηλεκτρονικό προϊόν.