低功耗蓝牙作为补充技术主要用于Sigfox和LoRa等低功耗广域网络(LPWAN)。由于这些技术针对远程低数据速率进行了优化,因此从固件升级和可维护性的角度来看,低功耗蓝牙较利于其应用。
低功耗蓝牙一般基于一台与多台从设备连接的主设备。所有设备要么是主设备,要么是从设备,但无法同时当主设备和从设备。主设备控制从属设备的通信频率,而从属设备只能根据主设备的要求进行通信。相比传统蓝牙技术,低功耗蓝牙技术所增加的一项新功能就是“广播”功能。通过这项功能,从设备可以告知其需要向主设备发送数据。
蓝牙低功耗技术旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本,由于低功耗的关系,所以经常用在各种常见的可穿戴装置与物联网装置上,使用钮扣电池就可执行数月至数年,小体积、低成本,并与现有的大部分手机、平板和电脑兼容。
低功耗蓝牙技术使用与传统蓝牙技术相同的自适应跳频 (AFH) 技术,因而能确保低功耗蓝牙能够在住宅、工业与应用中的“嘈杂”射频环境中维持稳定的传输。为了较大程度地减少使用AFH的成本与功耗,低功耗蓝牙技术已将通道数量从传统蓝牙技术的79个1兆赫兹宽通道减少至40个2兆赫兹的宽通道。
低功耗蓝牙具有几个方面优势:
1、数据传输:低功耗蓝牙支持以1Mbps速度传输的较小数据包(8个八位字节到27个八位字节)。所有连接使用低耗电模式,从而实现工作周期,将功耗降至较低。
2、跳频:低功耗蓝牙使用蓝牙技术通用的自适应跳频技术将2.4千兆赫ISM频带内的其他技术干扰减至较小。高能的多路径优势增加了链路预算和有效的运行范围,同时也优化了功耗。
3、时延:低功耗蓝牙支持3毫秒内的连接设置与数据传输。因此,在短时突发通信中,应用可以在数毫秒内建立连接并且传输经过验证的数据,然后迅速断开连接。
4、距离:调制指数的增加使低功耗蓝牙的较大距离达到100米以上。
5、稳定性:低功耗蓝牙在所有数据包上使用强大的24位 CRC保证**的抗干扰能力。
6、强大的网络安全性:使用CCM的完整 AES-128加密技术提供强大的数据包加密与验证,确保通信的安全。
7、拓扑结构:BLE在从属设备的每个数据包上使用32位访问地址,从而可以连接数十亿台设备。这一技术专为一对一连接而优化,同时在一对多连接时将使用星型拓扑结构。
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