Bluetooth Low Energy (BLE) enerģijas efektivitāte nav saistīta ar vienu burvju triku, bet gan gudru dizaina izvēļu kombināciju, kas būtiski atšķiras no klasiskā Bluetooth.
Tālāk ir sniegts sadalījums par to, kāpēc BLE ir tik -jaudīga, sākot no vissvarīgākajiem jēdzieniem līdz sīkākām detaļām.
Pamatprincips: "Runā ātri, ātri guli"
Iedomājieties, ka divi cilvēki sazinās:
Klasisks Bluetoothir kā ar anepārtraukta saruna. Jums abiem ir aktīvi jāklausās un jārunā, lai saglabātu plūsmu, kas patērē daudz enerģijas.
BLEir kāātri apmainīties ar iepriekš-sarunātām īsziņām. Jūs ieslēdzat tālruni, nosūtāt/saņemat ziņojumu sekundes daļā un pēc tam nekavējoties atkal izslēdzat tālruni, lai taupītu akumulatoru.
Šī “miega{0}}pirmā” filozofija ir BLE efektivitātes pamatā.
Galvenās mazjaudas tehniskās stratēģijas
1. Zema noslodzes cikls
Tas ir vissvarīgākais faktors.Darba ciklsattiecas uz radio aktīvā (raidīšanas vai uztveršanas) laika attiecību pret laiku, kad tas ir miega režīmā.
BLE ir paredzēts, lai būtuārkārtīgi zems darba cikls. Radio parasti atrodas dziļā miega stāvoklī, patērējot niecīgu enerģijas daudzumu (bieži vienmikroampēri vai pat nanoampēri).
Tas "pamostas" tikai ļoti īsiem, retiem pārrāvumiem, lai nosūtītu vai pārbaudītu datus. Savienojuma notikums var būt pat daži simti mikrosekundes.
2. Vienkāršā protokolu kaudze
"Smadzenēm" aiz radio nav tik smagi jāstrādā.
BLE izmanto daudzvienkāršāka un plānāka protokolu kaudzenekā klasiskais Bluetooth. Tas jau no paša sākuma tika izstrādāts sporādiskai, nelielai datu pārsūtīšanai.
Tas nozīmē, ka procesors var būt vienkāršāks, darboties ar mazāku takts frekvenci un veikt savus uzdevumus (piemēram, iesaiņojuma datus) daudz ātrāk, ļaujot tam ātrāk atgriezties miega režīmā.
3. Ātrā savienojuma iestatīšana
BLE krasi samazina savienojuma izveidošanai un datu pārsūtīšanai nepieciešamo laiku.
BLE ierīce var reklamēt savu klātbūtni, izveidot savienojumu, sūtīt datus un atvienotiestikai dažas milisekundes.
Klasiskais Bluetooth var aizņemtsekundesveikt vienu un to pašu procesu, kura laikā abi radio ir aktīvi un patērē ievērojamu jaudu.
4. Advanced Advertising (Broadcast) režīms
Šī ir īpaši{0}}mazjaudas-sensoru iznīcinoša funkcija. Lai nosūtītu datus, BLE ierīcei pat nav jāizveido savienojums.
Tas var periodiski pamosties, pārraidīt nelielu datu paketi (piemēram, temperatūras rādījumu vai signālu “Es esmu šeit”) un atgriezties gulēt.
Jebkura tuvumā esoša ierīce (piemēram, viedtālrunis) var klausīties šīs pārraides, neveidojot{0}}intensīvu savienojumu. Tas ir lieliski piemērots vienvirziena-datiem.
5. Elastīgie savienojuma parametri
Kad savienojums ir izveidots, tas ir ļoti optimizēts jaudai.
Tādi parametri kāSavienojuma intervāls(laiks starp pamošanos{0}}unVergu latentums(cik daudz modināšanas -ierīce var izlaist, ja tai nav datu) var noregulēt.
Sirdsdarbības monitors var izmantot ātru intervālu (piemēram, 20 ms).
Viedā slēdzene, kas jāatver tikai vienu reizi dienā, var izmantot ļoti lēnu intervālu (piem., 1 sekunde vai vairāk), guļot 99,9% laika.
6. Ierobežota datu caurlaidspēja
Tas ir kompromiss-. BLE ir optimizētsmazas datu paketes.
Tas ir lieliski piemērots, lai nosūtītu komandas, piemēram, "ieslēgts/izslēgts" vai sensoru rādījumus, piemēram, "72 grādi F, 50% mitrums".
Tā irnēparedzēts nepārtrauktai, liela{0}}joslas platuma straumēšanai, piemēram, audio (kam ir paredzēts klasiskais Bluetooth un BLE Audio/LE Audio). Neatbalstot to savā galvenajā dizainā, BLE izvairās no augstajām enerģijas izmaksām, kas ar to saistītas.
Praktisks piemērs: BLE temperatūras sensors
Dziļais miegs:Sensors guļ 10 sekundes, gandrīz nepatērējot enerģiju.
Īsa pamošanās{0}}:Tā iekšējais taimeris to pamodina.
Izmēriet un sagatavojiet:Tas nolasa temperatūru un iesaiņo to mazā datu paketē.
Pārsūtīt:Lai pārraidītu šo paketi, tā radio baro aptuveni 1 milisekundi.
Atpakaļ uz miega režīmu:Radio un procesors nekavējoties izslēdzās, atgriežoties dziļā miegā vēl uz 10 sekundēm.
Šajā ciklā ierīce ir aktīva mazāk nekā 0,01% laika.
Īss salīdzinājums: BLE pret klasisko Bluetooth
| Funkcija | Bluetooth zemas enerģijas patēriņš (BLE) | Klasiskais Bluetooth (piemēram, audio) |
|---|---|---|
| Primārais mērķis | Sūtiet mazus, periodiskus datus ar minimālu jaudu. | Nepārtraukta datu straumēšana (audio, failu pārsūtīšana). |
| Enerģijas patēriņš | Ārkārtīgi zems(Mēneši līdz gadi ar monētu bateriju) | Salīdzinoši Augsts(Stundas līdz dienas ar uzlādējamu akumulatoru) |
| Darba cikls | Ļoti zems (<1%) | Ļoti augsts (aktīvās lietošanas laikā var būt 100%) |
| Maksimālā strāva | ~10-20 mA | ~20-40 mA (vai vairāk) |
| Savienojuma ātrums | Ļoti ātrs (milisekundes) | Lēns (var aizņemt sekundes) |
| Datu caurlaidspēja | Zems (koncentrēties uz īsziņām) | Augsts (paredzēts lielām datu straumēm) |
Secinājums
BLE sasniedz savu ievērojamo jaudas efektivitāti, esotslinks pēc dizaina. Tas dod priekšroku miegam pāri visam, izmantojot ātras radio, vienkāršas smadzenes un inteliģentas saziņas modeļu kombināciju, lai paveiktu darbu pēc iespējas īsākā laikā pirms atgriešanās sākotnējā stāvoklī: dziļš, enerģiju taupošs miegs.
