Diferenças entre BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 e outros protocolos BLE

NiceRF: Uma breve introdução a vários protocolos BLE, como BLE 5.2, BLE 5.1 ​​e BLE 4.0.

O que é o protocolo Bluetooth?

O protocolo Bluetooth é um padrão de comunicação Bluetooth definido pelo Bluetooth Special Interest Group (SIG). Ela desenvolveu tecnologias tradicionais maduras de Bluetooth e Bluetooth Low Energy (BLE).

Bluetooth, a distância de transmissão é de 2 a 50M no protocolo Bluetooth 4.0 anterior, com taxa de 1Mbps, a 300M no protocolo Bluetooth 5.2 atual, com taxa de 2Mbps. Entre eles, o Bluetooth de baixo consumo pode reduzir o consumo de energia para o nível uA durante o sono.

Diferenças entre B LE  5.2 , B LE  5.1, B LE  4.0 e outros protocolos BLE

BL 5.2 :

Características: A transmissão é igual ao BLE 5.1. Com base no BLE 5.1, inclui três funções: canal de sincronização LE, protocolo ATT aprimorado e controle de consumo de energia LE.

Canal LE Sync: O LE Sync Channel estabelece a base para a implementação de áudio Bluetooth de última geração para aplicativos de áudio multi-stream e compartilhamento de áudio baseados em fluxos de áudio transmitidos. De acordo com a especificação principal da versão 5.2, um grupo de sincronização pode incluir até 31 fluxos de áudio sincronizados diferentes e, no modo de sincronização de transmissão, um número ilimitado de receptores de áudio dentro do alcance de comunicação pode ouvir simultaneamente os fluxos de áudio compartilhados.

ATT aprimorado: O protocolo ATT na versão BLE 5.2 foi aprimorado (Enhanced Attribute Protocol), que é usado para ler rapidamente valores de atributos. Esta nova função irá melhorar a eficiência da comunicação de informações baseada no protocolo ATT e alcançar uma descoberta rápida de serviços (Fast Service Discovery). Descoberta de serviço) e outras funções. É previsível que a função de descoberta rápida de serviço seja aplicada na tecnologia de áudio Bluetooth de próxima geração para realizar a troca rápida de informações de serviço relevantes entre dispositivos de áudio.

LE Power Control: BLE  5.2 define um protocolo de controle de energia bidirecional para Bluetooth Low Energy (LE Power Control) que pode ser usado para implementar uma variedade de cenários de aplicação, ajudando a reduzir ainda mais o consumo de energia e melhorar a conectividade do dispositivo, mantendo a estabilidade e a confiabilidade da conectividade.

BL 5.1:

Características: A transmissão é igual ao BLE 5.0. A diferença entre BLE 5.1 ​​e BLE 5.0 é que o primeiro adiciona funções de localização de direção e posicionamento em nível centimétrico. Esta função recém-adicionada do BLE 5.1 ​​pode substituir o posicionamento tradicional assistido por WiFi, o que pode tornar o posicionamento interno mais preciso e também localizar com precisão a posição de pequenos objetos para evitar a perda de itens.

BLE 5.0:

Comparado com o BLE 4.2, o BLE 5.0 dobra a velocidade de transmissão de dados, de 1Mbps para 2Mbps. Velocidades de transferência mais rápidas duplicarão as taxas de transferência de dados, ao mesmo tempo que melhorarão a eficiência espectral e energética, reduzirão significativamente o consumo de energia e permitirão novas aplicações de maior rendimento, como áudio, com dados de pacote único expandindo dos 20 bytes originais para um máximo de 256 bytes. A cobertura do padrão BLE 5.0 será quatro vezes maior que a do BLE 4.2, que é de cerca de 300 metros. A capacidade de comunicação de transmissão BLE 5.0 foi atualizada de 31 bytes de BLE 4.2 para 255 bytes, e a capacidade de transmissão aprimorada trará melhores beacons para criar mais serviços de posicionamento interno baseados em localização e serviços de navegação sem a necessidade de emparelhamento e fiação A transmissão de dados pode ser realizado, e a precisão de posicionamento interno é inferior a 1 metro, o que melhora a função de precisão de posicionamento interno.

BL 4.2:

Características: melhoria da segurança da conexão LE, proteção de privacidade, implementação de transmissão de big data

Segurança de conexão LE: Pela definição de especificação, os links de criptografia de emparelhamento do BLE 4.0 e 4.1 são baseados na criptografia AES-CCM, mas como ambas as partes do Bluetooth 4.1 compartilham a mesma chave, há riscos e vulnerabilidades de serem quebrados. O link de emparelhamento do BLE 4.2 é criptografado pelo algoritmo de troca de chaves Diffie-Hellman Key Exchange. Cada dispositivo possui um par de pares de chaves, uma chave pública e uma chave privada. A chave privada é armazenada por si só e a chave pública é divulgada à outra parte. O arquivo criptografado é criptografado por sua própria chave privada e pela chave pública da outra parte, e o receptor o descriptografa por meio de sua própria chave privada e da chave pública da parte transmissora, evitando assim efetivamente a ocorrência do incidente de cracking do intermediário a chave.

Proteção de privacidade: o Bluetooth carregará seu próprio endereço BD (endereço do dispositivo Bluetooth) durante o processo de transmissão, que é o único endereço MAC do Bluetooth. É muito útil em algumas aplicações, como aplicações de rastreamento logístico, e dispositivos logísticos podem ser corrigidos de acordo com o endereço BD. . Entretanto, alguns aplicativos não desejam que seu endereço BD seja exposto ao monitoramento do dispositivo mestre. BLE 4.2 oferece uma escolha flexível. BLE 4.2 estipula que o dispositivo escravo pode optar por enviar um endereço BD aleatório no modo de transmissão, de modo que o dispositivo mestre possa obter seu endereço BD real somente após ser conectado ao dispositivo. Além disso, o endereço BD do modo de transmissão do dispositivo é uma sequência aleatória.

Realização de transmissão de big data: BLE 4.1 suporta transmissão de dados de pacote único de até 23 bytes, e BLE 4.2 suporta transmissão de dados de pacote único de até 255 bytes, o que melhora muito a taxa de transmissão de dados.

BL 4.1:

Características: Taxa de transferência de dados aprimorada, permite coexistência mestre-escravo, suporta UUID de 32 bits

Melhoria na taxa de transferência de dados: Em comparação com o BLE 4.0, a transferência máxima de dados por pacote do BLE 4.1 foi aumentada de 20 bytes para 23 bytes, aumentando a taxa de transferência de dados em 15%.

Coexistência mestre-escravo: A topologia da camada de enlace foi atualizada para permitir que um mestre-escravo de dispositivo único coexista ao mesmo tempo (rotação de intervalo de tempo) e uma topologia de conexão mestre para vários escravos.

Suporte UUID de 32 bits: UUID de 32 bits refere-se ao UUID transportado no pacote de transmissão. O UUID completo de 128 bits é obtido mapeando o UUID de transmissão de 32 bits, de modo que o comprimento efetivo dos dados de transmissão no pacote de transmissão seja maior.

BLE 4.0:

Recursos: Camada física e camada de link de baixo consumo de energia, criptografia AES, Protocolo de Atributo (ATT), Perfil de Atributo Genérico (GATT), Gerenciador de Segurança (SM)

O texto acima é a diferença entre BLE 5.2, BLE 5.1, BLE 4.0 e outros protocolos BLE, espero que possa ajudá-lo.

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