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干货:用于物联网产品开发的BLE和Wi-Fi

2018-02-12 14:57    it168网站原创  作者: 李雪薇 编辑: 李雪薇

  【IT168 技术】物联网技术产业发展迅猛,领先的物联网领域是交通汽车、医疗保健、智能家电、零售和可穿戴设备。在物联网设备和应用程序中,有太多的通讯技术,您应该使用哪一个?以下是关于BLE和Wi-Fi的细分对比,通过比较了用电量、数据传输能力、安全性和其他因素,可以帮助您为物联网解决方案做出正确的选择。

 干货:用于物联网产品开发的BLE和Wi-Fi

  有什么选择?

  无线通信技术已经发展成为通信设备的一个组成部分,它们不需要电线来发送信号,在偏远地区也可以进行通信。无线设备的完美示例是无绳电话、GPS设备、无线计算机部件、卫星电视、ZigBee技术等等。无线通信的主要形式是卫星、近场通信(NFC)、红外(IR)、蜂窝连接、无线网络、WiMax、Li-Fi、Wi-Fi和低功耗蓝牙(BLE)。

  随着物联网应用的激增,NFC和IR几乎不复存在。当使用翻盖手机时,红外通信显示出它的潜力,但现在翻盖手机已被智能手机取代。红外线要求设备彼此之间距离很近,而且带宽非常低。顾名思义,NFC允许短于20厘米的短距离。由于传输容量低,只有极少数的手机支持它。对于具有5G网络连接的物联网设备,蜂窝连接是一个可行的选择,但是它需要一张SIM卡,用户必须支付订购费用。所以最好的技术就凸显出来:蓝牙LE(BLE)和Wi-Fi。

  BLE和Wi-Fi

  BLE技术,比如信标,用于短距离发送数据。这种无线技术已经成为Wi-Fi的新近替代品,特别是在物联网设备和应用程序中。让我们来看看在BLE和Wi-Fi之间进行无线通信选择时必须考虑的一些重要因素。

  ● 隐私

 干货:用于物联网产品开发的BLE和Wi-Fi

  一旦有人打开了Wi-Fi连接,设备就会持续监视Wi-Fi网络。零售商认为这非常有用,因为他们跟踪他们的顾客并向他们发送优惠和折扣信息,它甚至可以跟踪他们的身体动作,直到确切的位置。Wi-Fi技术不一定要求消费者的许可才能这样做,因为不涉及用户干预。

  对于BLE技术,消费者必须打开手机中的蓝牙设备并进行位置检测。您可以选择接收店内的通知,用户可能希望选择一种技术,使他们对他们在公共场所分享的数据有更多隐私和自由,而BLE提供更多隐私保护,更适合他们。

  ● 速度

  BLE更适合以1 Mbps传输少量数据,例如温度传感器读数、加速度细节、GPS坐标等。但是,BLE不适合实时向服务器发送数据。如果需要实时数据,则必须使用特殊网关发送数据。

  Wi-Fi标准802.11ac可以以高达1.3 Gbps的速度进行传输,因此非常适合更大的文件和数据。是的,速度取决于不同的因素,也取决于您的用户决定订阅的提供商。Wi-Fi Direct提供最高的数据传输速度,比使用蓝牙标准版的传输速度高出10倍。但是BLE比Bluetooth Classic速度慢2-3倍,比Wi-Fi Direct速度慢20-30倍。

  ● 位置检测精度

  信标使用BLE来感知用户的接近度,并以单向的方式向设备(智能手机,标签笔记本电脑,移动应用等)广播信息。有一个唯一的UID号码可以被其他蓝牙接收器读取。一旦设备收到信号,它将激活位置特定的信息。信号通过可穿透物理障碍的无线电波。通过这种方式可以确保定位精度,即使在恶劣的射频条件下,信标也能工作。唯一的要求是用户的设备必须在他的设备中开启蓝牙。

  Wi-Fi是一种无线局域网(LAN)技术,其中两个或更多电子设备使用ISM无线电频段进行通信。蓝牙也使用ISM频段,但是Wi-Fi技术并不仅仅依靠用户的接近度。当设备发送接入点的BSSID(MAC地址)时,Wi-Fi可以对客户的位置进行三角测量。

  在微定位方面,信标是最好的选择,因为Wi-Fi信号实际上不能穿透包括墙壁在内的固体物体。

  ● 接近检测

 干货:用于物联网产品开发的BLE和Wi-Fi

  Wi-Fi旨在通过测量设备中的接入点来正确指向确切位置,像SSID和MAC地址这样的参数用于此。同时,一旦检测到蓝牙,移动设备必须在指定的范围内,因为蓝牙全是关于邻近的,而不是确切的位置。这两个设备应该与设施配对才能正常工作。

  BLE提供的邻近数据比Wi-Fi更准确,但也不是很准确。BLE无线连接的最大范围是30米,而Wi-Fi则进一步超越。这取决于版本,但如果可以通过外部天线扩展连接,则可以超过100英尺。

  ● 传输范围

  传输范围因使用的蓝牙产品而异,如果使用Class 2变送器,传输范围大约为50英尺,但是如果使用Class 1变送器,范围将接近300英尺,但电池寿命可能会受到影响。您可以使用灵敏的接收机的范围扩展电路来获得一个非常远的范围。

  远程BLE模块(BLE121LR)可提供高达1500英尺的范围。另一方面,一个蓝牙经典的远程模块(WT41)发射范围高达3000英尺!BLE使用称为网状网络的奇妙技术,您可以通过使用非常小的功率在大范围内传输,您可以连接超过65,000个设备。

  据说物联网和大数据是同一个硬币的两面,但是,对于每个物联网设备/场景,BLE都不是一个合适的选择。例如,您可能有交换大量数据的设备。BLE将无法做到这一点,如果你想传输大数据集,Wi-Fi就是最佳选择。

  ● 兼容性

  BLE信号可以被任何支持蓝牙4.0的设备接收。对于Android设备,版本4.3或更高版本将是完美的,而对于苹果设备,该技术运行在版本4S或更高版本上。Wi-Fi适用于WLAN 802.11 a / b / g / n / ac设备。对于Android设备,版本4.0或更高版本是Wi-Fi连接的首选,而对于Apple设备,则可能需要版本5S或更高版本。

  BLE信标的主要功能是发现兼容设备的能力,从而使距离测量结果更加准确。这将使您在特定情况下的用户行为更准确。

  ● 安全

  无线网络都提供了良好的用户安全级别。但是,被动窃听是BLE中的一个问题,其中第三方设备监听两个设备之间的交换。但是,这个问题已经通过AES-CCM密码术加密了。BLE使用的密钥交换协议最初有严重的安全漏洞,黑客可以解密正在传递的数据。我们这里所说的密钥交换是指“配对方法”或者关联模型,极大地影响了连接的安全性。

  密钥方法提供了一定程度的保护,其中在设备之间传递6位数的数字。如果黑客在用户输入该密码时没有收听,则它提供了相当好的保护。即使黑客能够聆听这些值,TK流程或临时密钥流程也能提供足够的安全性。

  Wi-Fi使用256位加密,而蓝牙(Classic和LE)仅使用128位加密。这是用户需要的安全级别,但如果您需要高级别的安全性,则可能需要选择Wi-Fi。Wi-Fi有两种最流行的安全访问方式,无线等效保密(WEP)和Wi-Fi保护访问(WPA2-AES),使其更加安全。您可以通过密码来保护Wi-Fi网络的安全。WPA2总是比其前任WPA推荐。

  ● 能量消耗

  蓝牙设备具有更低的功耗,这可能是因为这两种技术的广播范围是不同的。这两种技术都会发射一个频率为2.4千兆赫的信号。蓝牙设备发出的信号传播约30英尺,而Wi-Fi信号可以传播10倍以上。这就是为什么Wi-Fi需要比BLE多10倍的电力,即使他们正在执行相同的任务。Wi-Fi设备需要相当大的功率,每天10条消息约500μW,而BLE仅消耗50μW。

  有些应用需要更多的Wi-Fi电力,是BLE占用电力的40倍。在电力便宜的地方,这可能是微不足道的。但对于那些需要通过风力涡轮机技术和太阳能电池(当他们离开电网时)自己产生电力的计算机用户来说,这可能是昂贵的。

  ● 部署成本

  BLE和Wi-Fi部署都意味着企业应该准备好将设备放置在何处,这也取决于在这些设备上运行的软件。BLE器件成本较低,自给自足,可以在一个电池上运行2年以上,具体取决于使用情况,不需要配置。Wi-Fi需要路由器配置,并且必须连接到电源。费用还取决于使用的路由器,当然还有制造商。

  结论

  正如您所看到的那样,智能设备之间的无线通信可能会在一些好技术相互依存的情况下发生。BLE可能是最常用的一种,为了提高性能,增加了更多的功能。当您想交换简单的数据,而不是任何大的文件或视频时,它是更合适的。

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