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BLE它與其它技術的對比(對於物聯網應用)

目前,BLE的最大競爭對手是ZigBee、Wi-Fi、Ant+以及一系列廣泛的專有協議,在正式對比之前,讓我們簡要了解以下這些協議:

ZigBee: ZigBee是ZigBee聯盟制定的一個通訊規範。ZigBee聯盟是一個非盈利性協會,擁有近400個會員。ZigBee支援由多個低功耗、資料速率低於BLE的晶片組組成的大型網路。ZigBee主要瞄準的是家庭自動化和工業自動化系統。

Wi-Fi:Wi-Fi是一種無線網路技術,使用無線電波提供高速的網際網路及網路連線。它基於IEEE 802.11標準,功耗遠大於ZigBee或BLE。

ANT+:ANT+是ANT Wireless(2006年以後成為Garmin的子公司)設計和推出的一種具備互操作性的開放接入無線感測器網路技術。低功耗是 ANT的一個主要USP。通常而言,基於ANT的裝置長時間處於睡眠模式,短暫醒來只為傳送資料,然後回到睡眠模式。它瞄準的是運動和健身應用。

將BLE和專有協議進行對比有失公平。計劃採用某種標準通訊技術的任何應用都會放棄採用任何專有協議。因此,我們只對比四種標準通訊技術:BLE、ZigBee、Wi-Fi和ANT+。

對比上述四種通訊技術時,我們需要考慮的第一個引數是裝置將要接入的網路的型別。物聯網裝置可能會連線一個PAN(個人區域網)或WLAN(無線區域網)。當裝置連線WLAN時,從成本角度而言,Wi-Fi肯定是最佳選擇。但是,Wi-Fi的功耗較大,因此,我們不能期望那些需要使用鈕釦電池的裝置通過Wi-Fi連線LAN(除非我們制定了一個定期更換電池的方案)。鑑於此,受電源限制的裝置只能間接地連線LAN,即連線一個主裝置(如一部智慧手機或PC),再讓主裝置連線LAN。此外,使用LAN還有一個優勢,即資源共享(如共享企業印表機)。儘管如此,大多數物聯網裝置實際上並不需要這個優勢,一個心率感測器只需連線一個主裝置。

因此,需要與一個主裝置進行通訊的大多數電池供電型物聯網裝置的理想網路是PAN。這將我們的通訊標準選擇範圍縮小到BLE、Ant+和ZigBee。

ANT+和BLE之間的對比非常有趣。ANT+將BLE視為競爭對手,但BLE並不把ANT+視為競爭對手 !ANT對BLE的單方面偏執源於這樣一個事實:BLE瞄準的幾乎是ANT的整個市場。ANT+和BLE在空中資料速率、應用吞吐量、通訊距離(50-100米)等關鍵規格上不相上下,但BLE在實際行業普及率方面完勝ANT+。請注意,BLE和ANT自身而言只是協議。它們真正的成功取決於各自的行業普及率。行業普及率取決於願意設計和生產支援某個協議的晶片廠商的數量、原生支援該協議的主裝置的數量以及願意下注該技術的從裝置廠商的數量。

迄今為止,僅有三家廠商供應ANT+晶片:DynastreamInnovation、Nordic Semiconductor和德州儀器。而在BLE方面,Broadcom、Freescale、賽普拉斯、Microchip、Bluegiga、StMicro、Dialog Semiconductor以及其它眾多廠商(包括德州儀器和Nordic)均計劃生產和正在生產BLE晶片。事實上, 德州儀器和Nordic是僅有的兩家能夠提供基於ANT的晶片、基於BLE的晶片以及同時支援這兩種技術的晶片的廠商。

目前,所有的主流移動作業系統(iOS、安卓、Windows和藍莓)均原生支援BLE,而對ANT+的原生支援則很有限。Windows 8和iOS均不提供對ANT+的原生支援,因此,需要使用一個ANT+ USB盤或介面卡才能將一個ANT+裝置與一部Windows手機或iPhone配對。對於安卓而言,提供用於執行ANT+的外掛,但需要廠商支援它們。迄今為止,三星和索尼是支援ANT+的主要廠商。但是,支援ANT+並不排除支援BLE。事實上,讓三星裝置支援ANT+的更新是安卓4.3更新的一部分,此次更新也讓這些裝置全面相容藍芽智慧協議。

ANT+主要瞄準的是運動、健身和生活方式市場。該技術的最終目標是確保儘可能多的此類智慧裝置廠商選擇它作為通訊技術。ANT+在BLE問世之前的確很成功,但在BLE問世之後,大多數此類廠商擁有了了另一個低功耗通訊協議。由於BLE得到了更多主裝置的支援,它被證明是一個更加保險的選擇。因此,Fitbit、Jawbone、Tom-tom等主流可穿戴裝置廠商都選擇了BLE。當然,聲名顯赫的蘋果手錶也將使用BLE與iPhone配對。由於BLE有望在不遠的將來成為幾乎所有智慧手機的一個標準,智慧裝置也將跟進。儘管如此,ANT+可能會作為一個小眾協議繼續存在,面向那些BLE無法實現的應用(例如,BLE無法實現點對多點通訊或單個從裝置對多個主裝置通訊,但ANT+可以實現)。

BLE和ZigBee之間的爭鬥是在另一個戰場 – 家庭和工業自動化。BLE無法完全取代ZigBee,這是因為ZigBee支援網狀網,而BLE僅限於星形網路拓撲結構(即多個從裝置連線一個主裝置)。此外,ZigBee允許連線的裝置的數量多於BLE。當需要搭建一個較大的網路時,這些特點讓ZigBee成為更好的選擇。另一方面,憑藉其現有的龐大裝機量,BLE更加便於將多個簡單的裝置連線至一部手機。此外,BLE的資料速率和吞吐量高於ZigBee。搭建一個ZigBee網路還需要將一個額外的ZigBee調變解調器連線至主機裝置(最好是一臺PC),因此,與搭建一個BLE網路相比,不太方便,而且成本更高。

總之,BLE是搭建個人網路的最佳選擇,可通過無線方式將電池供電型智慧裝置連線至手機或計算機。因此,越來越多的智慧可穿戴裝置、PC/手機外設和醫療監測裝置將BLE視為了首選通訊協議。藍芽技術聯盟的網站上列出了多種不同的支援藍芽智慧協議的產品(支援BLE的主機裝置) 和藍芽智慧產品(使用BLE與主機通訊的獨立裝置)。該列表還在不斷擴充套件之中,表明了BLE在物聯網應用領域的光明前景。

欲進一步瞭解BLE,開啟您自己的設計,請參閱以下應用指南: http://www.cypress.com/?docID=51385