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Erforschung der geheimnisvollen Welt von Bluetooth 4.2 Low Energy (BLE)
Erforschung der geheimnisvollen Welt von Bluetooth 4.2 Low Energy (BLE)
Heutzutage kann man den Eindruck haben, dass nahezu alles drahtlos und „smart“ ist. Wenn Ihr smartes Gerät nicht gerade damit beschäftigt ist, an DDoS-Angriffen auf Brian Krebs teilzunehmen, kann es Spaß machen, einen Blick unter die Haube zu werfen und nachzuschauen, wie das alles funktioniert. In dieser Folge von „Was Sie an einem Tag machen können“ werden wir uns (kostengünstig) mit Bluetooth Low Energy (BLE) amüsieren.Bluetooth 4.2 Low Energy (BLE)
Was macht also BLE (oder auch Bluetooth Smart), wenn es zu Hause eingesetzt wird? Wenn Sie bereits ein Bluetooth-Veteran sind, können Sie diesen Abschnitt wahrscheinlich überspringen und direkt zu „Blick unter die Haube“ weiter unten gehen. Ansonsten schnallen Sie sich an für den Executive Précis™.
Die erste schöne Sache bei BLE ist, dass, obwohl es wie das Classic Bluetooth im lizenzfreien 2,4 GHz Frequenzband arbeitet, es sich tatsächlich um eine kleine Untergruppe von Bluetooth 4.2 mit unterschiedlicher Herkunft bezüglich der Kernspezifikation handelt (es wurde aus dem Protokoll „Wibree“ von Nokia entwickelt). Aus diesem Grund ist BLE nicht kompatibel mit Classic Bluetooth in Drahtlos-Anwendungen für kurze Distanzen.
Was BLE für Entwickler so attraktiv macht, ist seine Einfachheit (mit bedeutend weniger gesetzlichen Hürden, um ein Produkt zur Marktreife zu bringen) und sein Schwerpunkt auf geringe Leistungsaufnahme. BLE-Geräte verbringen die meiste Zeit schlafend. Wenn sie aufwachen, um Daten zu senden, verwenden sie ein sehr einfaches Link Layer, das für schnelle Verbindungen entwickelt wurde, und brauchen nur wenige Millisekunden (gegenüber 100 ms bei Classic Bluetooth) zur Übertragung von Nachrichten mit einstellbarer Länge und einem Tastverhältnis, das bei 0,1 % liegen kann. All dies ermöglicht einen unglaublich niedrigen Stromverbrauch und bedeutend länger haltende Akkus: Denken Sie eher in Jahren als in Stunden oder Tagen.
BLE-Verbindungen
Bei einer BLE-Verbindung gibt es zwei Akteure: ein Peripheriegerät und ein Zentralgerät. Das Peripheriegerät (üblicherweise irgendein Sensor oder Wächter) zeigt allen Geräten, die eventuell auf der Suche nach einer Verbindung sind, sein Vorhandensein auf den „Advertising“-Kanälen an. Das Peripheriegerät ist ein Protokoll-Slave, der einen Server zur Verteilung der von ihm erzeugten Daten betreibt. Das Zentralgerät (üblicherweise ein Smartphone oder Tablet) scannt die „Advertising“-Kanäle nach Peripheriegeräten, mit denen es eine Verbindung herstellen kann. Ein Zentralgerät ist ein Protokoll-Initiator, der einen Client zum Empfang der vom Peripheriegerät gesendeten Daten betreibt. Wie die Geräte in diesem Stadium miteinander interagieren, ist im Generic Access Profile (GAP) ganz genau festgelegt.
Sobald eine Verbindung hergestellt wurde, ist sie exklusiv (d. h., ein Peripheriegerät kann zur selben Zeit immer nur mit einem Zentralgerät verbunden sein), sodass das Peripheriegerät das Senden der Meldungen zu seinem Vorhandensein (das „Advertising“) stoppt. Das Zentralgerät legt die Verbindungsparameter zwischen sich und dem Peripheriegerät fest. Diese Interaktion wird vom GATT-Profil (Generic Attribute) festgelegt, das den Datenfluss steuert.
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