Kako lahko moduli Bluetooth dosežejo komunikacijo ena-z-večimi?
To je vprašanje klasične aplikacije Bluetooth. Moduli Bluetooth predvsem dosežejo komunikacijo-z-večimi z naslednjima dvema osnovnima metodama, ki sta primerna za različne scenarije in različice Bluetooth.
Osnovni koncept: model gospodar-suženj
Najprej razumejte osnovne vloge v komunikaciji Bluetooth:
Glavna naprava: Deluje kot "usmerjevalnik" ali "gostitelj." Sproži povezave, išče podrejene naprave in se povezuje z njimi ter upravlja čas povezave.»Eden« v enem-proti-mnogim je glavna naprava.
Podrejena naprava: Deluje kot "povezana naprava." Lahko samo čaka, da se poveže in odgovori na zahteve nadrejenega.»Mnogo« v enem-za-mnogih so podrejene naprave.
Ena glavna naprava Bluetooth lahko komunicira zvečkratnipodrejene naprave hkrati.
1. način: Piconet (fundacija Scatternet)
To je najbolj neposredna in pogosto uporabljena metoda za »eden-proti-mnogim«.
Kako deluje: Ena glavna naprava vzpostavi neodvisne povezave od točke-do-točke z več podrejenimi napravami. Glavna napravamultipleksi s časovno-razdelitvijomed svojimi povezavami-hitro izmenično komunicirajo z vsakim podrejenim.
Število povezav: Teoretično se lahko standardni master poveže z do7podrejene naprave (z določenimi čipi in konfiguracijami je to število lahko 20 ali celo več, vendar se lahko praktična zmogljivost poslabša).
Komunikacijske značilnosti:
Dvosmerno in zanesljivo: Glavni lahko aktivno pošilja podatke kateremu koli podrejenemu in tudi sprejema podatke od njih.
Usmerjeno-na povezovanje: Za vzpostavitev stabilne povezave je najprej potreben postopek seznanjanja/povezave.
Glavno-nadzorovano: Vso komunikacijo načrtuje poveljnik; podrejene naprave ne morejo neposredno komunicirati med seboj.
Različice Bluetooth: Podprto s klasičnim Bluetoothom in Bluetoothom z nizko porabo energije (BLE).
Tipični scenariji uporabe:
POS terminal/bralnik kartic: En glavni terminal POS, povezan z več skenerji Bluetooth.
Centralni zbiralnik podatkov: Ena glavna naprava, povezana z več porazdeljenimi senzorji (temperatura, vlažnost, tlak itd.).
Računalniška periferija: En računalnik, ki je hkrati povezan s tipkovnico, miško in slušalkami Bluetooth.
2. način: Oddajanje
Ta metoda je idealna za scenarije distribucije podatkov od enega-do-večih-.
Kako deluje: Ena naprava deluje kot a"Razdajatelj". Ne vzpostavlja nikakršnih povezav, ampak občasno "kriči" svoje podatkovne pakete v okolico. Vse naprave, nastavljene na"Opazovalec"način lahko pasivno "posluša" te oddajne pakete.
Komunikacijske značilnosti:
Enosmerno in nezanesljivo: Podatki tečejo od izdajatelja televizijskega programa do opazovalca(-ev) brez potrditvenega mehanizma, zato se paketi lahko izgubijo.
Brez povezave: Seznanjanje ali nastavitev povezave nista potrebna, kar ima za posledico zelo nizko zakasnitev.
Pravi »Eden--mnogim«: Teoretično lahko oddane podatke sprejema neomejeno število opazovalcev.
Nizka poraba energije: Opazovalcem ni treba vzpostaviti ali vzdrževati povezav, kar omogoča zelo nizko porabo energije.
Različice Bluetooth: Predvsem osrednja funkcija Bluetooth Low Energy (BLE).
Tipični scenariji uporabe:
Svetilniki: npr. promocije izdelkov v nakupovalnih središčih, navigacija v zaprtih prostorih.
Brezžične oddaje: npr. razdeljevanje informacij na semaforju na stadionu.
Oddajanje podatkov senzorja: temperaturni senzor oddaja svoje odčitke in več telefonov ali prehodov jih lahko sprejme hkrati.
Iskalci/sledilci predmetov: Sledilnik oddaja signal, telefon pa deluje kot opazovalec, ki ga sprejema in ocenjuje moč signala.
Napredna metoda: Bluetooth Mesh Networking
To je zmogljivejša rešitev »mnogo-proti-mnogim«, zasnovana za velika-omrežja naprav, vendar odlično dosega tudi nadzor »ena-proti-mnogim«.
Kako deluje: Zgrajen je na mehanizmu oddajanja BLE. Vse naprave (vozlišča) v omrežju niso več v preprostem razmerju master-slave. Sporočilo, ki ga pošlje ena naprava, lahko sprejmejo in posredujejo druge naprave (relejna vozlišča) v omrežju, dokler ne doseže ciljne naprave. To omogoča, da sporočila potujejo veliko dlje, kot "štafetna dirka".
Kako doseže "Eden-za-več": Eno napravo (npr. telefon) lahko konfigurirate kot"Oskrbovalec"in"Stranka"za pošiljanje ukaza (npr. "Prižgi luči") v omrežje. Vsa "strežniška" vozlišča (npr. več lučk), ki so konfigurirana za naročanje na ta ukaz, bodo istočasno izvedla dejanje.
Komunikacijske značilnosti:
Visoka zanesljivost: premaga omejitve dosega ene naprave s posredovanjem sporočil.
Velika{0}}omrežja: Lahko podpira na stotine ali tisoče vozlišč.
Kompleksna nastavitev: Zahteva namenski sklad protokola Mesh in postopek zagotavljanja.
Tipični scenariji uporabe:
Pametna razsvetljava: Eno stikalo za nadzor vseh luči v celotnem prostoru hkrati.
Avtomatizacija zgradb: Senzorska omrežja, varnostni sistemi.
Industrijski internet stvari (IIoT): Ve-senzorska in krmilna omrežja.
Povzetek in vodnik za izbiro
| Funkcija | Piconet | Oddajanje | Bluetooth mreža |
|---|---|---|---|
| Smer | Dvosmerno | Enosmerno (Broadcaster ->opazovalec) | Dvosmerno/večsmerno |
| Povezava | Zahtevana povezava | Brez povezave | Zahtevano je članstvo v omrežju |
| Zanesljivost | Visoko (s priznanjem) | Nizka (brez potrditve) | Visok (-večpotni rele) |
| Grof suženj | Omejeno (običajno < 20) | Teoretično neomejeno | Veliko merilo (1000 s) |
| Poraba energije | Srednje | Zelo nizko(posebej za Opazovalca) | Odvisno od vloge vozlišča |
| Zakasnitev | Relativno nizko | Zelo nizko | Odvisno od omrežnih skokov |
| Tipična uporaba | Zbiranje podatkov, zunanje naprave | Svetilniki, razširjanje informacij | Pametni dom, industrijski nadzor |
Kako izbrati?
Ali potrebujetedvosmerno, zanesljivokomunikacija z anekaj do nekaj deset devices? -> Izberite Piconet.
Ali morate samo poslati podatkeenosmerno, hitrodonešteto devices and don't care about acknowledgment? -> Izberite Oddajanje.
Ali morate nadzorovatina stotine ali tisočenapravzanesljivonad avelika površina? -> Izberite Bluetooth Mesh.
