7-2013

Wireless
Bild 3: Ein „Advertiser“ sendet phasenweise Daten aus und agiert
bei der Verbindung immer als Slave. Ein „Scanner“ wartet auf ein
„Advertisement“ und agiert bei der Verbindung immer als Master.
Genau wie bei Classic Bluetooth,
basiert Bluetooth Low Energy
auf einem Master, der mit einer
Reihe von Slaves verbunden ist.
Allerdings gibt es einen Unterschied:
bei Bluetooth Low
Energy kann die Anzahl der Slaves
extrem groß sein. Wie groß,
das bestimmt die Implementierung
und der verfügbare Speicher.
Die neue „Advertising“-
Funktion ermöglicht einem
Slave, zu signalisieren, wenn er
etwas an andere Geräte, sogenannte
„Scanner“, zu übertragen
hat. In „Advertising“-Nachrichten
können auch Ereignisse oder
Messwerte enthalten sein.
Bluetooth Low Energy verwendet
eine einfache Sterntopologie,
welche den Implementierungsaufwand
beträchtlich vereinfacht.
Diese Topologie passt
hervorragend zur weit verbreiteten
Systemarchitektur, bei der
verschiedene kleine Geräte mit
einem Master auf einer Fertigungsinsel
verbunden sind. In
den meisten Fällen sind Infrastruktur-
oder Ethernet-Netzwerke
verfügbar und die geografische
Abdeckung muss nicht
durch Mesh-Netzwerke erweitert
werden.
Eine Einheit ist immer entweder
ein Master oder ein Slave aber
niemals beides. Der Master kommuniziert
mit den Slaves und
kann auch gleichzeitig mit mehreren
Slaves kommunizieren.
Konnektivität und
Kompatibilität
Da sich die beiden Technologien
grundlegend unterscheiden, gibt
es die beiden folgenden Implementierungsoptionen:
* Single-Mode-Geräte:
Herkömmliche Classic Bluetooth
Implementierungen sind
Single-Mode-Implementierungen.
Aber mit Bluetooth Low
Energy gibt es nun auch Single-
Mode Bluetooth Low Energy
Geräte, die sogenannten Bluetooth
Smart Geräte. Diese Geräte
sind klein und batteriebetrieben,
wobei der günstige Preis sowie
der sparsame Energieverbrauch
besonders im Vordergrund stehen.
Zu typischen Single-Mode
Low Energy Geräten gehören
Beschleunigungssensoren, Temperatur-
und Drucksensoren.
* Dual-Mode-Geräte:
Diese Geräte sind auch unter
dem Namen Bluetooth Smart
Ready Geräte bekannt, und bei
ihnen kommen beide Technologien,
Bluetooth Low Energy
sowie Classic Bluetooth, zum
Tragen. Bei Dual-Mode-Geräten
lässt sich kaum nennenswert
Energie einsparen, da sie beide
Technologien unterstützen müssen.
Die Energieeinsparung lässt
sich nur mit der Single-Mode-
Option erreichen. Beispiele für
Dual-Mode-Geräte sind u.a.
Smartphones, Computer und
industrielle Plattformen.
Einfache Installation
und überragende
Koexistenz mit anderen
Wireless-Technologien
Viele Features von Classic Bluetooth
finden wir auch bei Bluetooth
Low Energy, wie etwa
Adaptive Frequency Hopping
(AFH) sowie ein Teil des Logical
Link. Dadurch ist Bluetooth Low
Energy ausgesprochen einfach
einzurichten und robust sowie
zuverlässig unter den denkbar
härtesten Bedingungen.
Um einfachere und kostengünstigere
Funk-Chipsets zu erhalten,
verwendet Bluetooth Low
Energy nur 40 Kanäle mit je zwei
MHz, während Classic Bluetooth
79 Kanäle mit je einem
MHz nutzt.
Bluetooth, Wireless LAN,
IEEE 802.15.4/ZigBee, Wireless
HART, und viele proprietäre
Funktechniken verwenden
das lizenzfreie 2,4 GHz ISM-
Band(Industrial Scientific Medical).
Daher müssen viele Wireless-Technologien
die Frequenzplanung
einsetzen, um robuste
und zuverlässige Kommunikation
zu erreichen. Die Bluetooth-
Technologie hat allerdings diese
Probleme bereits gelöst dank
des integrierten AFH-Features
und einer hohen Störungsto-
Bild 4: Beispiele für Bluetooth-Module (von connectBlue), die die Technologien Classic Bluetooth und Bluetooth Low Energy
abdecken. Es gibt Single-Mode Classic Bluetooth Lösungen und Single-Mode Bluetooth Low Energy Lösungen, während Dual-Mode
Lösungen eine Brücke zwischen den beiden Technologien bilden.
14 hf-praxis 7/2013