Что такое Bluetooth Low Energy?

Беспроводные технологии плотно вошли в нашу жизнь, и сегодня уже никого не удивляет передача информации на расстоянии. Беспроводная технология Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth Low Energy) – это спецификация ядра классического Bluetooth. Ее главное преимущество в максимально низком потреблении энергии во время работы и в режиме ожидания. Большинство современной техники, которая оснащена Bluetooth Low Energy, работает больше года от маленькой батарейки-таблетки. Новая версия делает доступным большое количество приложений, позволяет разработчикам собирать устройства меньших размеров, которые применяются в медицине, спорте, системах сигнализации, “умном доме” и служат для развлечений.

История создания

В 2007 году Bluetooth Sig анонсировал, что технология беспроводной передачи со сверхнизким энергопотреблением Wibree войдет в новую версию Bluetooth. Результатом слияния по проекту должно было стать беспроводное подключение с минимальным потреблением энергии и увеличением времени работы от внешнего аккумулятора, как ZigBee.

20 апреля 2009 года компания Bluetooth SIG анонсировала последнюю технологию, которая отвечала всем условиям заявленного проекта и была совместима со всеми предыдущими стеками протоколов.

Первым устройством, которое содержало эту технологию, стал iPhone 4S, вышедший в октябре 2011 года. Другие бренды стали внедрять BLE с 2012 г.

Где применяется?

Низкое энергопотребление дает возможность создавать приложения для управления на расстоянии медицинским оборудованием, спортивными тренировочными объектами, противопожарными системами и др.

Чипы меньших размеров вставляют в Smart-часы, беспроводные клавиатуры и мыши, игровые пульты, КПК и ПК.

Конфигурации

Технология с низким энергопотреблением дает возможность установить связь между различными датчиками и смартфоном, наладив персональную сеть (PAN).

Начиная с версии 4.0 и выше, технологии делятся на два типа: BR/EDR (стандартное соединение) и BLE (экономия энергии).

Техника со встроенным BLE бывает двухрежимной (Smart Ready) и с однорежимной (Smart). К блокам устройства Bluetooth относятся:

  • приложение – отвечает за визуальную часть восприятия пользователем;
  • хост (основное устройство) – предоставляет верхние уровни стека протоколов;
  • контроллер – организует нижние уровни.

Аппаратные решения, которые используют коммерческие продукты:

  • SoC – единая система, связывающая приложение, хост и контроллер. Используется в маленьких устройствах низкой ценовой категории, как датчики движения, протечки воды, утечки газа и т.д.;
  • две микросхемы – в этом случае приложение и хост соединяются с контроллером при помощи UART, USB, SDIO на базе протокола HCI. Такой тип соединения используется в смартфонах;
  • решение на двух микросхемах, где приложение соединено с устройством связи с помощью приоритетного протокола.

Отличие от классической версии Bluetooth

Bluetooth Low Energy выгодного отличается от классической версии:

  1. Пропускная способность – 0,27 Mb/s.
  2. Задержка во времени – 6 мс (против обычных 100 мс).
  3. Общее время передачи данных – 3 мс.
  4. Потребляемая мощность – до 0,05 Вт (против 1 Вт).
  5. Потребляемый ток – менее 15 Ма.
  6. Помимо смартфонов, игр, наушников и ПК, применяется в здравоохранении, спорте и физической культуре, бытовой технике, для автоматизации производства.

Обновление программного обеспечения

Чтобы устройства поддерживали BLE, достаточно обновить соответствующие приложения. Тогда передача данных по новой технологии станет возможной. Общение в дуплексном режиме не представляется возможным, это связано с другими схемами распределения частоты. Гаджеты, ПК и карманные персональные компьютеры становятся принимающими устройствами и способны решать сложные задачи при подключении Bluetooth Low Energy.

BLE соединяет любую персональную сеть по протоколу IEEE 802.15, где простые устройства связываются со сложными для выполнения различных задач.

Есть возможность “обновить” рассеянную энергию излучения или движения. Такие функции позволили спроектировать мельчайшие датчики пыли для предприятий, сетевые датчики и датчики присутствия и движения.

С появлением технологии низкого электропотребления упала цена на комплектующие “умного дома” и на охранные системы. Компактные устройства стали потреблять гораздо меньше энергии, и необходимость менять батарейки снизилась в несколько раз, а в некоторые случаях – в десятки раз.

Слабые стороны BLE

Стандарт связи имеет и слабые стороны:

  1. Подслушивание. Злоумышленники способны взламывать устройства посредством нарушения соединения между двумя гаджетами. С помощью Bluetooth Sniffer можно получить доступ к коду шифрования и всем файлам устройства.
  2. Атаки “человек посередине” (MITM). Смысл такой атаки заключается в наличии третьего имитирующего устройства, которое заменяет одно из двух. При этом можно менять или удалять файлы в процессе их передачи.
  3. Fuzzing атака. Злоумышленник отправляет на радиомодуль искаженные данные, что приводит к сбою в работе посредством изменения корректных настроек.

Резюме

Появление технологии Low Energy качественно повлияло сразу на несколько сфер нашей жизни. Теперь ее использование стало доступно не только для сферы развлечений, но и для медицины, спорта и охранных систем для дома и офиса. Преимущества над классической моделью очевидны, и с каждым годом технологию BLE внедряют все в большее количество устройств.

itcontent

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *