Bluetooth (BT) และ Bluetooth (BLE) เวอร์ชันปรับปรุงพลังงานต่ำได้กลายเป็นเทคโนโลยีหลักในด้านการสื่อสาร ด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้ อุปกรณ์ Internet of Things (IoT) สามารถเชื่อมต่อและส่งข้อมูลแบบไร้สาย รวมถึงข้อความ เสียง และการสตรีมวิดีโอ
อย่างไรก็ตาม การออกแบบ การใช้งาน และการรับรองโหนด BT ที่สมบูรณ์นั้นจำเป็นต้องอาศัยความรู้ระดับมืออาชีพที่กว้างขวาง รวมถึงฟังก์ชันแอนะล็อกและดิจิทัลของเบสแบนด์ การประมวลผลแบบฝังที่ขับเคลื่อนด้วยเฟิร์มแวร์ การออกแบบ RF ของเครื่องขยายสัญญาณส่วนหน้าที่มีสัญญาณรบกวนต่ำของตัวรับ และเครื่องขยายกำลังของตัวส่งสัญญาณ
เพื่อให้บรรลุฟังก์ชันเหล่านี้ การจัดการพลังงานที่มีประสิทธิผลก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน นอกจากนี้ โหนด BT แต่ละโหนดจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพที่ครอบคลุม และปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) กฎระเบียบเหล่านี้อาจทำให้การออกแบบซับซ้อนและทำให้ความเร็วในการปรับใช้อุปกรณ์ช้าลง
บทความนี้จะแนะนำ BLE และการนำไปใช้งานในด้านอุปกรณ์ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำโดยย่อ จากนั้นแนะนำโมดูล BLE ที่พร้อมใช้งานของ Ezuro และอธิบายว่าโมดูลเหล่านี้สามารถช่วยเร่งการพัฒนาโหนด IoT ที่รองรับ BLE ได้อย่างไร
จากบลูทูธไปจนถึง BLE
บลูทูธเป็นมาตรฐานเปิดระดับโลกสำหรับการรับส่งข้อมูลไร้สายและเสียง ซึ่งใช้เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อไร้สายระยะสั้นในราคาประหยัดระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ Bluetooth เหมาะสำหรับการใช้งานในย่านความถี่อุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์ (ISM) คลื่นความถี่ 2.4 GHz และการใช้งานต่างๆ รวมถึงการส่งสัญญาณภาพเสียงและข้อความในระยะทางที่จำกัด การสตรีมวิดีโอ การจับคู่สมาร์ทโฟนและหูฟัง และการเชื่อมต่อ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำ
ข้อกำหนด Bluetooth 1.0 ต้องใช้ระยะการส่งข้อมูล 10 เมตร (ใช้ได้กับอุปกรณ์ Class 2) เครือข่ายแบบจุดต่อจุดแบบธรรมดา และอัตราการส่งข้อมูล 732.2 กิโลบิตต่อวินาที (kb/s) ผลิตภัณฑ์ชุดแรกเปิดตัวในปี 2000 ในข้อกำหนดที่ได้รับการปรับปรุงของเวอร์ชัน 2.0 (2004) และเวอร์ชัน 3.0 (2009) ของมาตรฐานนี้ อัตราการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็น 3 เมกะบิตต่อวินาที และ 24 เมกะบิตต่อวินาที (Mb/s) ตามลำดับ
อย่างไรก็ตาม สำหรับแอปพลิเคชันเป้าหมายจำนวนมาก ข้อกำหนดการใช้พลังงานของลิงก์ BT ดั้งเดิมนั้นสูงเกินไป ในปี 2010 มีการนำเวอร์ชัน 4.0 (BLE) มาใช้ และเวอร์ชันก่อนหน้านี้เปลี่ยนชื่ออย่างไม่เป็นทางการเป็น Bluetooth Classic (รูปที่ 1) อิงจากสแต็กโปรโตคอลแบนด์วิธต่ำที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ IoT โดย BLE ใช้โหมดไม่ได้ใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งลดการใช้พลังงานลงประมาณ 90% โหมดว่างนี้ช่วยให้เซ็นเซอร์ IoT, บีคอนระบุตำแหน่ง, โหนดสมาร์ทโฮม, อุปกรณ์ทางการแพทย์ และเครื่องติดตามการออกกำลังกาย ทำงานโดยใช้แบตเตอรี่ปุ่มขนาดเล็กมากได้เป็นเวลาหลายปี