Para los que estáis buscando nuevas ideas de desarrollo para capear estos tiempos complicados aquí vengo yo con algo interesante. Hoy voy a hablar un poquito de algo que probablemente no conozcáis: el Bluetooth Low Energy.
Todos sabemos qué es el Bluetooth y me atrevería a decir que todos lo hemos usado alguna vez ya que es algo que viene de serie con cualquier teléfono móvil de gama media-baja. Ya sabéis, con bluetooth podemos crear conexiones de datos (como puede ser usando el perfil SPP), conexiones de audio, etc. Pero bluetooth siempre ha tenido una limitación que lo ha limitado para ciertas aplicaciones y es el tema del consumo. Mucha gente desconectamos el bluetooth del teléfono si no lo usamos porque gasta rápidamente la batería. Os podéis imaginar que no resulta viable utilizar módulos con conectividad bluetooth para equipos alimentados con pilas.
Pues bien, recientemente ha aparecido un nuevo standard, llamado BLE (Bluetooth Low Energy). Este nuevo bluetooth (del cual desde mi punto de vista sólo tiene el nombre y poco más) está pensado tal y como da a indicar su propio nombre para aplicaciones de bajo consumo. A día de hoy no hay teléfonos móviles que incluyan esta tecnología pero veremos en los próximos meses cómo sí van a ir apareciendo nuevos teléfonos que incluyan esta tecnología Bluetooth Low Energy.
¿Pero será compatible un equipo Bluetooth Low Energy con un Bluetooth Standard? Pues no. Lo que ocurre es que los teléfonos serán duales. Montarán un módulo bluetooth standard como hasta ahora y un módulo bluetooth low energy. Que por cierto, el bluetooth standard se podrá desconectar como hasta ahora en cualquier terminal, el bluetooth low energy no 
Bluetooth Low Energy está pensado para transmitir de manera muy eficiente pequeñas cantidades de información a velocidades bajas. Si comparamos el consumo del bluetooth actual con el bloetooth low energy, veremos que es unas 15 veces más eficients. Para lograr esta eficiencia se han optimizado 3 conceptos básicos de funcionamiento:
1.- Modos conexión y discovery
Con un módulo bluetooth standard, un dispositivo que desee recibir una conexión o que simplemente esté en modo visible debe habilitar su receptor durante largo tiempo para estar despierto a la espera de recibir un paquete cuando alguien quiera comunicarse con él. Esto supone como mínimo 22ms de actividad pues deben escanearse 32 frecuencias diferentes y lleva un periodo de tiempo significativo el chequeo de una antes de pasar a otra.
En cambio, con bluetooth low Energy, cuando un equipo quiere recibir una conexión sólo necesita enviar 3 pequeños paquetes (en broadcast) y rápidamente recibirá la conexión o datos en caso de que algún equipo quiera comunicar con él. Esto tan sólo le lleva 1.4ms, unas 17 veces menos que con bluetooth normal.
Además, en estos paquetes broadcast también pueden incluirse datos de aplicación. Esto es muy importante ya que se traduce en que con bluetooth low energy podremos usar broadcast en nuestras aplicaciones sin llegar a establecer una conexión. Os podéis imaginar la cantidad de aplicaciones (aplicaciones de aperturas de puertas por proximidad, etc etc).
2.- Número de paquetes transmitidos durante la conexión.En Bluetooth Low Energy, cuando se quiere establecer una conexión toda la información acerca de la conexión está contenida en un paquete transmitido desde el master al esclavo. Esta información incluye el mapa para FHSS y otras parametrizaciones. Es decir, no serán necesarias negociaciones adicionales para empezar a enviar datos útiles una vez el link a sido establecido, y eso se traduce en menos tiempo y menos tiempo es menos consumo.
También, en el bluetooth tradicional, en una comunicación entre 2 equipos, hay un tiempo que se pierde con los paquetes de sincronización y latencia, incluso aunque ninguno de ambos equipos tenga nada que transmitir. En Bluetooth Low Energy los paquetes de datos incluyen un bit de “más datos” que indican si el equipo que envía tiene o no tiene más paquetes que enviar y por tanto si se necesita el equipo para seguir hablando.
Otra característica muy importante son los paquetes ACK. En bluetooth normal se envía un ACK (un paquete sin datos, sólo para indicar que un paquete se recibió bien) por cada paquete enviado. Con Bluetooth Low Energy se envían paquetes de datos ACK vacíos sólo cuando es realmente necesario. De esa manera no se gasta tiempo y energía de forma innecesaria.
3.- El tamaño de cada paquete.
Se ha disminuido el tamaño de las cabeceras de los paquetes de datos. El tamaño de la cabecera en bluetooth standard hacía que ésta se enviara en 210 us, mientras que en Bluetooth Low Energy se envía en 112 us (casi la mitad).
Me interesa, ¿cómo puedo trabajar con un módulo Bluetooth Low Energy?
Pues Bluegiga (distribuida por Matrix en España) acaba de sacar al mercado unos modulitos bluetooth low energy. Concretamente los modelos BLE112 y BLED112.
Ahí os dejo los datasheet para que les déis un ojo. Ya los comentaré a fondo cuando me llegue mi kit de desarrollo, que son tan nuevos que todavía no he tenido la oportunidad de tener un SDK para jugar con ellos, espero que sea en breve.
Tan sólo comento lo más importante. A diferencia de otros tipos de módulos de Bluegiga, éstos ya no usan un chip interno de CSR, sino un chip de Texas Instruments, concretamente el cc2540. Además el módulo incluye un procesador basado en 8051 (con 8KB y 128KB de RAM y FLASH respectivamente) para embeber aplicaciones de usuario, por lo que no será preciso usar si no se quiere un micro externo. Cuenta con 2 puertos uart o SPI que podremos conectar directamente a sensores, pantallas, … entradas y salidas digitales y analógicas, watchdog timer, hw de encriptación AES128, etc etc. Es un módulo muy completo y económico. Como digo, ya hablaré de estos modulitos cuando tenga un SDK y los pruebe a base de bien.
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Etiquetas: bluetooth
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Es interesante, pero es una lástima que no sea compatible con el tradicional, y seguramente electrónicamente no es más eficiente ya que al reducir en cabeceras, protocolos reducen el tiempo de transmisión, pero es un buen inicio.
La verdad que resulta interesante y a la vez un poco desconcertante. Ya que no es compatible con bluetooth… porqué no montar módulos IEE82.15.4/ZigBee, que a parte de consumir muy poco, permiten redes con topología en malla.
Hola,
pues por algo que se llama “negocio” que los señores de Bluetooth.org quieren mantener o hacer crecer y obviamente sólo puede hacerse con tecnología propia, no con la de otros.
Salu2.
Hola,
Estaria interesado en saber un poco mas sobre el SDK de los modulos BLE112 y BLED112, has tenido oportunidad de probarlos ya? Estoy intentando decidir que develompment kit comprar y he visto que para programar el 8051 en los kits de Texas Instruments es necesario comprar el IAR worckbench que son unos 3000$.
En estos modulos parece que no es necesario pero por la informacion que tengo parece que el SDK no es muy potente.
Un saludo y muchas gracias!
Hola Jaime,
he hecho algún pinito con ellos. No necesitas el IAR con los BLE. De hecho la opción más sencilla es programar dentro de ellos usando el lenguaje BGScript, un lenguaje propietario de Bluegiga bastante sencillo con el que se puede hacer aplicaciones no complejas de forma más o menos rápida y bien.
Salu2!!!