创建新产品时,有许多无线标准可供您使用。每种选择都有其自己的优点和缺点。这真的取决于您的目标。在本文中,我们将研究三种最流行的短距离无线标准,包括:Bluetooth Classic,Bluetooth Low-Energy(BLE)和WiFi Direct。
速度需求
如果高速数据传输是您产品最关键的要求,则最有可能的选择是WiFi Direct。每个人都听说过WiFi,但很少有人知道WiFi Direct。尽管情况正在改变。标准WiFi需要访问点。因此,如果要将数据从一台设备传输到另一台设备,则必须通过访问点。WiFi Direct具有WiFi的速度优势,而无需接入点。数据可以像通过蓝牙一样直接从一台设备传输到另一台设备。
速度比较 |
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无线标准 | 速度 |
低功耗蓝牙 | 1 Mbps的 |
蓝牙经典 | 2-3 Mbps |
无线直连 | 100-250 Mbps |
WiFi Direct的最大数据传输速度约为Bluetooth Classic的10倍。因此,例如,如果您的产品需要流式传输视频,尤其是高清视频,则将需要最快的无线连接。蓝牙不可能足够快,因此您几乎肯定需要提供WiFi Direct连接。
速度频谱的另一端是Bluetooth Low-Energy(也称为Bluetooth Smart),它比Bluetooth Classic慢2-3倍,比WiFi Direct慢20-30倍。它通常用于传输少量的间歇数据,例如传感器读数(温度,加速度等)或GPS坐标。
当您需要不断传输数据(例如流音频)时,通常需要使用Bluetooth Classic。蓝牙经典版针对流应用程序进行了优化,而BLE则针对短而罕见的数据突发进行了优化。
但是,可以将BLE用于流式传输音频,但质量不能与Bluetooth Classic相同。例如,蓝牙堆栈提供商Searan LLC可以为您提供允许音频流传输的自定义蓝牙LE堆栈。
传输范围
WiFi Direct的最大范围约为200英尺,而蓝牙(传统和低能耗)通常只有50英尺。由于WiFi Direct使用更高的传输功率,因此可能扩大WiFi Direct的范围。
折衷是电池寿命,而增加的传输功率将消耗一块小的电池,速度比任何一种蓝牙标准都要快。
范围比较 |
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低功耗蓝牙 |
通常为50英尺,但使用范围扩展器则可达到1,500英尺 |
蓝牙经典 |
通常为50英尺,但使用范围扩展器最大为3,000英尺 |
无线直连 |
200英尺 |
但是,请稍等…事情并不总是那么简单。有一些例外。首先,实际上有不同类别的蓝牙发射器。如前所述,大多数蓝牙产品使用2类发射器,其范围在50英尺左右。但是也可以使用范围接近300英尺的1类发射机。但是,就像WiFi Direct一样,更高的传输功率是以降低电池寿命为代价的。
通过使用范围扩展电路(主要由非常敏感的接收器组成),您可以进一步扩大蓝牙的范围。例如,蓝牙模块提供商Bluegiga提供了一个远程BLE模块(BLE121LR),其最大范围约为1,500英尺。他们还提供了蓝牙经典远程模块(WT41),其最大范围为3,000英尺!
还有另一个例外。在某些应用中,蓝牙(甚至是低能耗版本)实际上有可能在比WiFi Direct更大的范围内进行传输,而同时仍只需要很少的电能。由于称为网状网络的强大功能,这是可能的。
通常,要将数据从设备A发送到设备C,您必须在A和C之间形成直接链接。但是,通过网状网络,您可以通过设备B将数据从设备A发送到设备C。因此,如果设备B恰好位于设备A与设备C之间的中间位置和C,则A和C的距离可以是通常允许的两倍。这是因为设备B充当中继器,或者在许多方面充当信号增强器。可以扩展此想法,从而使互连的低功耗设备的大型网络遍布很长的距离。实际上,使用网格可以互连多达65,000个设备。
一家领先的名为CSR的蓝牙微芯片制造商于2014年开始将网状网络及其蓝牙低功耗芯片包括在内。到目前为止,它们是唯一提供BLE网格的芯片制造商。但是,我怀疑情况会更长。
可以选择开发自定义蓝牙堆栈,以允许与其他芯片或蓝牙经典版进行网状联网。我知道蓝牙堆栈提供商Searan能够将网状网络添加到其蓝牙堆栈中。
电源/电池寿命/电池尺寸
更高的速度和更长的直接传输范围与更高的功率使用量相关联,从而缩短了电池寿命。因此,如果电池寿命或电池大小对您的产品很重要,那么功耗就变得至关重要。
蓝牙低功耗(BLE)在低功耗方面无疑是赢家。它主要是为物联网应用程序开发的,该应用程序很多时候都需要使用一块小的手表电池来运行。一块手表电池可以使BLE设备运行一两年。这主要是因为这些类型的产品被设计为仅偶尔传输。例如,BLE设备每分钟只能发送一次1秒钟的数据。这意味着设备空闲时间为59/60 = 98.3%。
兼容性
如果与旧版智能手机的兼容性对于您的产品至关重要,则Bluetooth Classic可能是最佳选择。所有智能手机均支持Bluetooth Classic,但仅适度更新的手机支持BLE和WiFi Direct。
范围比较 |
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低功耗蓝牙 |
所有版本 |
所有版本 |
蓝牙经典 |
版本4.3或更高版本 |
4S版或更高版本 |
无线直连 |
版本4.0或更高版本 |
5S版或更高版本 |
两全其美:蓝牙双模
对于某些应用程序,蓝牙经典有时是最佳选择,而蓝牙低功耗则是更好的选择。例如,也许您更喜欢低功耗蓝牙以节省电池寿命,但同时也希望与旧版智能手机兼容。
最好的解决方案可能是蓝牙双模。与较新的手机通信时,可以使用省电的BLE模式,但是当您需要链接到较旧的手机时,可以选择经典模式。大多数蓝牙芯片制造商和模块提供商都提供双模蓝牙解决方案。
安全
所有这三个无线标准都提供了高度的安全性。但是,WiFi使用256位加密,而蓝牙(经典和LE)仅使用128位加密。在大多数情况下,蓝牙的安全性级别已足够,但是如果安全性对于您的产品至关重要,则WiFi Direct可能是更好的选择。
概要
与工程技术一样,在各种解决方案之间需要权衡取舍。在所有应用中都没有最好的解决方案。您需要确定哪个标准对您的产品最重要。这可能是简单或复杂的。如果您只关心速度,那么您的选择就很容易。或者,如果电池寿命是您最关心的问题,那么您的选择就非常简单。但是,如果您同时关心速度和功耗,那么您的选择就会变得更加复杂。
确定哪些规格对您的产品最关键始终是产品开发的一个挑战性方面。欢迎来到产品开发的世界,那里没有真正简单的事情。如果这很容易,那么每家公司都会像苹果一样成功。