ما هي تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة في الاتصالات Bluetooth Low Energy

تعد تقنية (BLE) واحدة من أكثر معايير التوصيل منخفضة الطاقة القابلة للتطبيق على نطاق واسع، حيث يعود الفضل في هذا إلى حد كبير إلى توسع إنترنت الأشياء، الذي أدى إلى ظهور مجموعة من الأجهزة الشخصية الذكية التي كانت بحاجة إلى وسائل اتصال عامة، وهناك العديد من التطبيقات التجارية والتجارية لهذا المعيار الذي جعله ذات أهمية كبيرة.

ما هي تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة

البلوتوث منخفضة الطاقة (Bluetooth Low Energy): هي شبكة منطقة شخصية لاسلكية منخفضة الطاقة تعمل في نطاق (2.4 جيجاهرتز ISM)، وهدفه هو توصيل الأجهزة عبر مدى قصير نسبياً وتم إنشاء (BLE) مع وضع تطبيقات إنترنت الأشياء في الاعتبار، والتي لها آثار خاصة على تصميمها، كما تميل أجهزة إنترنت الأشياء إلى أن تكون مقيدة وتتطلب استخداماً ممتداً للبطارية، لذلك يفضل (BLE) استهلاك الطاقة المنخفض على النقل المستمر للبيانات، وبمعنى آخر عندما لا يكون قيد الاستخدام فإنّه ينتقل إلى وضع السكون للحفاظ على الطاقة.

• “BLE” هي اختصار لـ “Bluetooth Low Energy”.

• “ISM” هي اختصار لـ “Industrial, Scientific, and Medical”.

أساسيات تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة

ما هو ضروري لفهمه عند الحديث عن الأجهزة المجهزة بـ (BLE) هو البنية الكامنة وراء التكنولوجيا وخاصة عدم تناسقها، حيث قد يعمل الجهاز إمّا في دور مركزي أو هامشي وحيث كان الهاتف الذكي الأكثر تقدماً وتعقيداً هو الجهاز المركزي والنطاق الذكي الذي له وظائف محدودة هو الطرفية، ولا يمكن لاثنين من الأجهزة المركزية أو الطرفية التحدث مع بعضها البعض، والاتصال ممكن فقط بين جهاز مركزي وجهاز طرفي.

للتغلب على هذا القيد قد يكون للجهاز وضع مركزي وآخر طرفي تم تكوينه وكما تفعل العديد من الهواتف الذكية ولا ينبغي الخلط بين وضع الجهاز وملف تعريف السمة العامة (GATT)، حيث يمكن للجهاز إمّا العمل كخادم أو عميل، وبمجرد قيام جهازين بإنشاء اتصال.

يكون الجهاز الذي يرسل البيانات هو الخادم والجهاز الذي يستقبلها هو العميل، ولذلك مثلاً إذا أرسلت النطاقات الذكية قراءات مراقبة معدل ضربات القلب إلى الهاتف الذكي، فإنّها تعمل كخادم ولكن إذا أرسل الهاتف الذكي تحديثًا للبرنامج إلى النطاق الذكي فإنّ الهاتف الذكي هو الخادم.

• “GATT” هي اختصار لـ “Generic ATTribute Profile”.

هل تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة هو نفس البلوتوث العادي

يُعد (BLE) هو معيار مستقل لا يتوافق مع تقنية Bluetooth “الكلاسيكية”، كما تم تقديم هذا الأخير تجارياً لأول مرة منذ أكثر من (20 عاماً)، ولم يعد يتم تطويره الآن من قبل مجموعة الاهتمامات الخاصة بالبلوتوث ومع ذلك فإنّ عدم التطوير لا يعني عدم الاستخدام، حيث ستجده كثيرًا في الأجهزة التي تتطلب اتصالاً مستمراً وفي الغالب الأجهزة الصوتية مثل مكبرات الصوت اللاسلكية أو سماعات الرأس.

قد لا تكون على دراية بالمعيار الذي تعتمد الأجهزة، حيث أنّ معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية تأتي مزودة بكل من (Bluetooth Classic) و(BLE)؛ لتجربة مستخدم سلسة وبغض النظر عن الأجهزة الطرفية الموجودة بها، ولكن هناك بعض الاختلافات الجوهرية بين الاثنين:

• تم تصميم (Bluetooth Classic) للاتصال المستمر ثنائي الاتجاه، بينما ينقل (BLE) حزمًا أصغر من البيانات خلال فترات زمنية قصيرة.

• تتمتع تقنية (Bluetooth Low Energy) باستهلاك طاقة أقل بكثير، أي ما يصل إلى (100 مرة أصغر) من (Bluetooth Classic).

• من ناحية أخرى نظراً لأنّ تقنية (Bluetooth Classic) ليست محدودة للغاية، فهي تتمتع بمدى أطول وإنتاجية أعلى للبيانات.

أماكن استخدام تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة

تُستخدم تقنية (Bluetooth Low Energy) في أي مكان تقريباً وهي إحدى نقاط قوتها الأساسية مقارنةً بشبكات الطاقة المنخفضة الأخرى، كما إنّه معيار معترف به وتطبيقه بشكل شائع ولا يتطلب في الأساس نشر أجهزة متوافقة متخصصة، وحيث إذا كان BLE شائعاً جدًا فإنّه يتم استخدامه في أجهزة تتبع اللياقة البدنية والأجهزة الذكية.

وهذه إحدى حالات الاستخدام الأساسية لـ (Bluetooth Low Energy) التي يمكن القول إنّها جعلت منها في كل مكان، ونظرًا لأنّ تقنيات (Bluetooth) الكلاسيكية و(BLE) متوفرة بشكل شائع في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، فمن المنطقي أنّ الأجهزة الشخصية التي نقرنها كثيراً مثل أجهزة تتبع اللياقة البدنية والأجهزة الذكية المختلفة ستستخدمها أيضاً.

بينما في المزيد من الأجهزة المقيدة، فإنّ الأجهزة الذكية وأجهزة التتبع عادة ما يكون لها قيود شديدة أيضًا، ويذهب الجزء الأكبر من طاقتهم إلى الوظائف الأساسية، فمثلاً في السوار الذكي من المحتمل أنّه يقيس خطواتك أو يراقب نبضات قلبك باستمرار ويستهلك الكثير من عمر البطارية، وإذا كان ينقل هذه المعلومات باستمرار إلى هاتفك أيضًا، فسيؤدي ذلك إلى استنزاف عمر البطارية بشكل أسرع وهذا هو السبب في أنّ الشركات المصنعة تبحث عن طرق لتوفير الطاقة هنا وهناك و(BLE) هو الحل الأمثل.

لا يمكن تتبع الأشخاص فقط باستخدام علامات (BLE)، يمكن استخدامها لتتبع الأصول أيضاً وذلك بإرفاق العلامة بالكائنات التي تريد مراقبتها، ويمكن إمّا مراقبة كيفية تحركهم أو باستخدام السياج الجغرافي التأكد من بقائهم في المكان الذي ينبغي أن يكونوا فيه وهذا له تطبيقات لمختلف القطاعات، وفي تكنولوجيا المعلومات لتتبع المعدات لتحديد كيف وأين ومتى يتم استخدامها ثم إدخال التحسينات، أو للتأكد من بقائها في المكتب.

كيف تستخدم تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة طاقة أقل

• يستخدم (BLE) نفس نطاقات موجات الراديو مثل (Bluetooth) ويسمح لجهازين بتبادل البيانات بالعديد من الطرق نفسها.

• الفرق هو أن أجهزة (BLE) تبقى نائمة بين التوصيلات، وهي مصممة أيضًا للتواصل فقط لبضع ثوانٍ عند الاتصال.

• هذا على العكس من “Classic Bluetooth”، التي تعمل دائمًا وتم تصميمها للاتصال المستمر الذي يستمر غالبًا لساعات.

• يوفر التبديل بين عمليات النقل لأجهزة (BLE) الاتصال بشكل فعال بجزء بسيط من الطاقة وليس من غير المعروف أن يستمر جهاز (BLE) لمدة عام ببطارية واحدة.

• يستخدم (BLE) بشكل أساسي لتوفير الطاقة ولكن هناك بالفعل العديد من الاختلافات المهمة.

• توفر تقنية (Bluetooth) اتصالاً مستمراً في اتجاهين.

• يتواصل (BLE) فقط في دفعات قصيرة وبعض اتصالات (BLE) تذهب في اتجاه واحد فقط.

• تقوم تقنية (Bluetooth) بنقل البيانات بمعدل (1 ميجابايت) – (3 ميجابايت)، ويقتصر (BLE) على (125 كيلو بايت) – (2 ميجابايت).

• البلوتوث قادر على الصوت و(BLE) ليس كذلك.

• زمن انتقال اتصالات (Bluetooth) يصل إلى (100 مللي ثانية)، أمّا زمن انتقال اتصالات (BLE) يبلغ (6 مللي ثانية)، كما أنّ الأقل هو الأفضل.

• يستخدم البلوتوث (1 واط) من الطاقة، ويستخدم (BLE) ما بين (0.01 واط) و(0.5 واط) وهذا يعني أنّ بعض أجهزة (BLE) تستخدم طاقة أقل (100 مرة).