Технология Bluetooth в промышленных применениях

№ 2’2014
PDF версия
Ряд особенностей технологии Bluetooth, таких как устойчивость, надежность и взаимодействие с беспроводными ЛВС, делают ее весьма удачным выбором для промышленного применения.
Технология Bluetooth может быть надежным и простым в использовании решением для промышленной беспроводной связи — например, в робототехнике

Рис. 1. Технология Bluetooth может быть надежным и простым в использовании решением для промышленной беспроводной связи — например, в робототехнике

Технология Bluetooth — это надежное и простое в использовании решение для промышленной беспроводной связи (БС). Работая в том же 2,4-гигагерцовом ISM-диапазоне, что и другие стандартные беспроводные технологии, Bluetooth обладает оптимальными характеристиками с точки зрения предъявляемых промышленностью требований к устойчивости, надежности и беспроблемному сосуществованию с беспроводными ЛВС. Помимо низкого энергопотребления, к преимуществам Bluetooth относятся поддержка многоканальной БС, быстрота подключения и легкость в настройке по сравнению с многими другими технологиями (рис. 1).

Промышленность предъявляет к беспроводным технологиям следующие требования:

  • надежная и устойчивая связь;
  • развитые функции обеспечения безопасности;
  • сходство в настройке и управлении с общераспространенными средствами автоматизации;
  • работа в режиме реального времени с детерминированным поведением;
  • расширенный диапазон температур;
  • сосуществование с имеющимися технологиями беспроводной связи (без помех).

 

Привлекательность технологии

Технология Bluetooth увидела свет в 1998 г. При ее создании ставилась цель заменить кабельные соединения экономически эффективным беспроводным методом связи. Инженеры, участвовавшие в разработке Bluetooth, сознавали, как важно придать этой технологии достаточную надежность и устойчивость для промышленных применений. Сейчас Bluetooth находится в ведении ассоциации Bluetooth SIG Inc., которая включает в себя более 17 000 компаний-участников, совместно ведущих разработку этой технологии. Чтобы продавать устройства Bluetooth, производители должны быть участниками ассоциации SIG, и их продукция должна быть аттестована по программе Bluetooth Qualification Program.

 

Версии

Bluetooth работает в международном нелицензируемом гигагерцовом диапазоне радиочастот промышленного, научного и медицинского назначения (ISM). В настоящее время большинство изделий соответствует стандарту Bluetooth v2.1+EDR, который был принят ассоциацией Bluetooth SIG в 2007 г. Компонент EDR в этом названии расшифровывается как Enhanced Data Rate — «повышенная скорость передачи данных».

Стандарт Bluetooth 4.0 был принят SIG в 2010 г. Главной особенностью этой версии стала спецификация Bluetooth с низким энерго­потреблением, описывающая совершенно новый стек протоколов для ускоренной установки простых каналов связи и длительной работы от батарей.

 Bluetooth, 802.15.4 и три наиболее часто используемых канала беспроводной ЛВС

Рис. 2. Bluetooth, 802.15.4 и три наиболее часто используемых канала беспроводной ЛВС

Беспроводная ЛВС, Bluetooth и IEEE 802.15.4 работают в одном и том же диапазоне частот — 2,4 ГГц. На рис. 2 показаны Bluetooth, 802.15.4 и три наиболее часто используемых канала беспроводной ЛВС.

Используя частотное планирование, можно обеспечить сосуществование различных технологий БС (рис. 3).

40 каналов Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) работают параллельно с тремя неперекрывающимися каналами беспроводной ЛВС. Каналы, используемые для настройки подключения (показаны оранжевым), подобраны таким образом, чтобы не конфликтовать с каналами беспроводной ЛВС

Рис. 3. 40 каналов Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) работают параллельно с тремя неперекрывающимися каналами беспроводной ЛВС. Каналы, используемые для настройки подключения (показаны оранжевым), подобраны таким образом, чтобы не конфликтовать с каналами беспроводной ЛВС

 

Варианты реализации

В последнее время весьма часто муссируется вопрос о том, что предпочтительнее — классическая технология Bluetooth или Bluetooth с низким энергопотреблением. Дело в том, что хотя технология Bluetooth с низким энерго­потреблением и унаследовала ряд особенностей классического варианта Bluetooth, она отличается от него по принципу работы и способу реализации, поэтому существуют такие альтернативы, как одно- и двухрежимные устройства.

Классические реализации Bluetooth являются однорежимными. Но теперь они также выпускаются и на базе технологии Bluetooth с низким энергопотреблением — их называют устройствами Bluetooth Smart. Примерами таких устройств могут служить акселерометры, датчики температуры и давления.

В двухрежимных устройствах, называемых также Bluetooth Smart Ready, реализованы оба варианта технологии Bluetooth — классический и с низким энергопотреблением. В качестве примеров таких устройств можно привести смартфоны, компьютеры и промышленные платформы.

 

Профили

В технологии Bluetooth предусмотрен набор «профилей» — прикладных алгоритмов работы для связи устройств Bluetooth друг с другом.

В промышленных применениях классической технологии Bluetooth чаще всего используются профили Serial Port Profile (SPP) и Personal Area Network (PAN).

SPP эмулирует полнофункциональный последовательный интерфейс с аппаратным квитированием на базе Bluetooth. Традиционный последовательный интерфейс (UART, RS232, RS422 или RS485) можно заменить беспроводным соединением типа «точка–точка», «точка–многоточка» или мультимногоабонентским соединением. Профиль используется при обмене данными между компьютерами, системами управления и другими устройствами с последовательным интерфейсом.

PAN может использоваться для прозрачной трансляции протоколов IPv4 и IPv6. Поддерживается работа как в режиме самостоятельной сети (ad-hoc), так и в режиме точки доступа. Этот профиль PAN оптимален для Ethernet-совместимых устройств с малыми объемами передаваемых данных. Кроме того, с помощью PAN можно обеспечивать локальный доступ к компьютеру и системной сети при настройке и обслуживании.

Профили Bluetooth с низким энергопотреблением отличаются от тех, которые применяются в классической технологии Bluetooth, и основаны на обобщенном профиле под названием Generic Attribute Profile (GATT). GATT используется для обнаружения служб, а также для чтения/записи значений на устройстве.

В отличие от классического варианта Bluetooth, здесь проектировщики изделий могут разрабатывать собственные профили и службы в дополнение к тем, которые предоставляются ассоциацией Bluetooth SIG. Например, компания connectBlue разработала для замены кабельных соединений с учетом нужд промышленности службу Low-Energy Serial Port Service на базе профиля GATT, обеспечивающую прозрачную реализацию связи по последовательным протоколам, которая важна в промышленных применениях технологии Bluetooth с низким энергопотреблением.

* * *

Для ответственных промышленных систем необходим надежный и помехоустойчивый метод связи. Помехи могут создаваться высоко­вольтными линиями передачи, сварочными аппаратами, магнитными полями электродвигателей и другими источниками. Кроме того, взаимные помехи могут возникать при работе систем БС разных стандартов в одном и том же диапазоне радиочастот. Ввиду того, что в ISM-диапазоне 2,4 ГГц работает сразу несколько стандартов БС, в технологии Bluetooth принят ряд мер для повышения устойчивости связи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada