Bluetooth – BLE

Bluetooth wireless technology is een draadloos communicatie systeem bedoeld om de kabels te vervangen die verschillende types apparaten met elkaar verbinden. Bluetooth wireless technology wordt gebruikt voor spraak en data verbindingen in een breed scala van producten, van mobiele telefoons, tablets, headsets, hartslag monitoren, autotechniek tot medische apparatuur en computers. Kenmerkend voor de techniek is de mogelijkheid tot een hoge datasnelheid en een laag energieverbruik.

Bluetooth versie 4 is de meest recente versie van de bluetooth technology. Op 7 juli 2010 werden de specificaties van deze standaard vastgelegd, waarbij er vooral aan de energiezuinigheid werd gewerkt. Vanaf deze versie zijn bluetoothaccessoires die werken op een knoopcel mogelijk.

 BLE

De Techniek

Bluetooth is een radioverbinding (in de 2,45 GHz band, (UHF) voor spraak en data op korte afstand. Het werkt ‘point to multipoint’, wat inhoudt dat een enkele bron meer ‘ontvangers’ kan bedienen. Wanneer twee Bluetooth apparaten een verbinding hebben opgebouwd, dan ontstaat een zogenoemd piconet. Er kunnen op dezelfde plek meerdere van dergelijke piconets naast elkaar bestaan, in wat men een scatternet noemt. Binnen een piconet ondersteunt Bluetooth maximaal acht actieve verschillende apparaten, terwijl er in totaal 127 apparaten een verbinding kunnen houden (deze zijn dan tijdelijk ‘geparkeerd’).

Normaal gesproken zal het binnen een straal van 1 tot 10 meter functioneren, maar wanneer het zendvermogen wordt opgevoerd, kan zelfs de 100 meter worden gehaald. Een zogenoemde ‘zichtverbinding’ (elkaar kunnen zien) is niet nodig; dankzij de GHz-radioverbinding dringt het Bluetooth signaal ook door vaste materialen (zolang het geen metaal is).
De communicatie van digitale spraak behoort tot de standaardmogelijkheden van Bluetooth. Bluetooth ondersteunt binnen een piconet tot drie gelijktijdige full-duplex-gesprekken.

Omdat Bluetooth een vervanger is voor de (korte) kabels, kan het worden gebruikt om allerlei apparaten met elkaar te laten communiceren. De ontwerpers hebben met opzet gebruik gemaakt van een goedkope radiotechniek, zodat Bluetooth zonder veel bezwaar in ieder apparaat kan worden ingebouwd. Omdat Bluetooth normaal gesproken ook weinig stroom verbruikt (30 µA) in ‘hold mode’ en 8-30 milliampère bij een actieve verbinding, kan het ook worden toegepast in mobiele apparaten die afhankelijk zijn van batterijen. Vanaf versie 1.2 gebruikt Bluetooth frequency hopping, of Adaptive Frequency Hopping (AFH).

Bluetooth apparatuur is verdeeld in 3 verschillende klassen:

  • Class 1: Ontworpen voor lange afstandverbindingen (tot ~100m)
  • Class 2: Voor normaal gebruik (tot ~10m)
  • Class 3: Voor korte afstanden (10 cm – 1 m)

Geschiedenis

De geschiedenis van Bluetooth begint in 1994, toen Ericsson zocht naar een goedkope manier om via een radioverbinding communicatie tot stand te brengen tussen mobiele telefoons en andere apparaten. Men had zich ten doel gesteld om allerlei kabels tussen mobiele telefoons en pc-cards, koptelefoons, desktopapparaten et cetera overbodig te maken. Naarmate het onderzoek vorderde, werd het de onderzoekers duidelijk dat de toepassingsmogelijkheden voor een dergelijke korte-afstandsradioverbinding legio waren.

De techniek zelf is ontwikkeld door de Nederlander Jaap Haartsen die bij Ericsson in dienst was. De naam Bluetooth verwijst naar de Vikingenkoning Harald Blauwtand (Harald Blåtand) die het christendom in Scandinavië introduceerde. Het was oorspronkelijk de werknaam van het project, maar bij gebrek aan een betere naam is het ook de definitieve naam geworden.

Voor de ontwikkeling en het ‘in de markt zetten’ van de Bluetooth-techniek is in 1998 besloten tot het oprichten van de ‘Bluetooth Special Interest Group’ (SIG), waarbij zich al gauw vrijwel alle grote elektronicabedrijven, software-ontwikkelaars en telecombedrijven aansloten (onder meer Palm, Ericsson, IBM, Intel, Lucent Technologies, Apple, Microsoft, Motorola, Nokia en Toshiba).

Bluetooth moest vrij van royalty’s worden en geheel ‘open’. Voor Bluetooth is een frequentie uitgezocht die ook wereldwijd beschikbaar is. De 2,45 GHz-band was met name voor Spanje, Japan en Frankrijk aanvankelijk een probleem, in Frankrijk was deze al in gebruik voor militaire toepassingen, maar sinds 1 januari 2001 staat ook daar deze frequentie voor Bluetooth ter beschikking. De frequentie is vrij, en wordt ook gebruikt voor babyfoons, afstandsbedieningen van garagedeuren, draadloze telefoons, magnetrons, en Wi-Fi-toepassingen. De eerste versie is versie 1.0 en had nog last van “kinderziektes” (hij was storingsgevoelig), daarom kwam al snel versie 1.1 die op talloze punten was verbeterd.

Vanaf 2010 is versie 4 in omloop. Deze versie is zo zuinig met energie dat een knoopcel voldoende energie kan leveren.

Gerelateerde Projecten

  • Bluetooth low power Baken (BTLE)