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Was ist Bluetooth Low Energy (BLE)?
BLE ist energiesparender als das klassische Bluetooth und kann für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel ermöglicht das BLE-Funkprotokoll, dass alle in der Nähe befindlichen BLE-kompatiblen Geräte mit Smartphones, Tablets oder Smartwatches kommunizieren, um die Funktionalität in der Anwendung auszulösen. Beispielsweise können Sie Ihre Türen mit Ihrem Smartphone sperren oder entsperren, Ihren Herzschlag mit Ihrer Smartwatch überwachen oder Ihre verlorenen Gegenstände wie Schlüssel oder Geldbörse mit einer Smartphone-App verfolgen.
| Der Unterschied zwischen Classic Bluetooth und Bluetooth Low Energy (BLE) |
| Zusammengefasst werden Bluetooth und BLE für sehr unterschiedliche Zwecke verwendet. Bluetooth kann zwar viele Daten verarbeiten, verbraucht jedoch ziemlich schnell Akkulaufzeit und kostet viel mehr. BLE hingegen wird für Anwendungen eingesetzt, die keine großen Datenmengen austauschen müssen und daher jahrelang kostengünstiger mit Batteriestrom betrieben werden können. BLE 4.0 kam erstmals 2011 auf den Markt, gefolgt von BLE 4.1 im Jahr 2013 und BLE 4.2 im Jahr 2014. BLE 4.2 bietet eine Datenrate von bis zu 1 Mbit / s bei einem Verbrauch von nur 0,01 bis 0,5 Watt, was einem Drittel der Geschwindigkeit von Bluetooth Classic entspricht und die Hälfte der Leistung verbraucht. Unten ist ein klares Bild des Bluetooth-Vergleichs: |
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| Netzwerktopologie | Scatternet | Star-Bus | |||||||||
| Energieverbrauch | Niedrig (weniger als 30 mA) | Sehr niedrig (weniger als 15 mA) | |||||||||
| Geschwindigkeit | 700 Kbps | 1 Mbps | |||||||||
| Angebot | <30 m | 50 Meter (150 Meter im freien Feld) | |||||||||
| HF-Frequenzband | 2400 MHz | 2400 MHz | |||||||||
| Frequenzkanäle | 79 Kanäle von 2,400 GHz bis 2,4835 GHz mit 1 MHz Abstand | 40 Kanäle von 2402 MHz bis 2480 MHz (beinhaltet 3 Werbe- und 37 Datenkanäle) | |||||||||
| Modulation | GFSK (Modulationsindex 0,35), π / 4 DQPSK, 8DPSK | GFSK (Modulationsindex 0,5) | |||||||||
| Latenz beim Datentransfer zwischen zwei Geräten | Ca. 100 ms | Ca. 3 ms | |||||||||
| Verbreitung | FHSS (1 MHz Kanal) | FHSS (2 MHz Kanal) | |||||||||
| Verbindungsschicht | TDMA | TDMA | |||||||||
| Nachrichtengröße (Bytes) | 358 (Max) | 8 bis 47 | |||||||||
| Fehlererkennung / -korrektur | 8 Bit CRC (Header), 16 Bit CRC, 2/3 FEC (Payload), ACKs | 24 Bit CRC, ACKs | |||||||||
| Sicherheit | 64b / 128b, benutzerdefinierte Anwendungsschicht | 128 Bit AES, benutzerdefinierte Anwendungsschicht | |||||||||
| Anwendungsdurchsatz | 0,7 bis 2,1 Mbps0,7 bis 2,1 Mbps0.7 to 2.1 Mbps | Weniger als 0,3 MBit / s | |||||||||
| Knoten / aktive Slaves | 7 | Unbegrenzt | |||||||||
| Niedriger Energieverbrauch, so dass Sensoren länger als ein Jahr mit Knopfzellen betrieben werden können |
| Niedrige Kosten für die Implementierung in neue Produkte sowie bestehende Produkte |
| Mehr Sicherheit beim Übertragen mehrerer Datenströme mit verschlüsselten Verbindungen |
| Die Funkreichweite kann bei Bedarf für jede Anwendung optimiert werden |
| Hohe Anzahl von Kommunikationsknoten mit begrenzten Latenzanforderungen |
| Einfach zu bedienen durch Scannen und Verbinden der BLE-Sensoren |
| Globaler Standard, der von den meisten Hardwareherstellern und -industrien unterstützt wird |
| Kompatibilität, die die Interoperabilität mehrerer Hersteller ermöglicht |
| Kleinere Größe als das klassische Bluetooth in tragbaren Geräten. |
| Kann mit anderen Arten von drahtlosen Technologien koexistieren |
| Kann Objekte mithilfe von Standortinformationen in Echtzeit verfolgen |
| Kann Werbeangebotsbenachrichtigungen basierend auf dem Verhalten im Geschäft senden |
AES wurde 2001 vom National Institute of Standards and Technology (NIST) nach der Evaluierung des AES-Wettbewerbs veröffentlicht. Rijndael war der Gewinner des Wettbewerbs und NIST wählte es als Algorithmus für AES aus. Ab 2001 wurde AES von der US-Regierung übernommen und wird nun weltweit eingesetzt. Sie ersetzt den Data Encryption Standard (DES), der 1977 veröffentlicht wurde. Der von AES beschriebene Algorithmus ist ein Algorithmus mit symmetrischem Schlüssel, was bedeutet, dass derselbe Schlüssel sowohl zum Verschlüsseln als auch Entschlüsseln der Daten verwendet wird. AES gilt als sicher, sehr schnell und kompakt, was ungefähr 1 kB Code entspricht, seine Blockgröße ist ein Vielfaches von 32 (typischerweise 128 Bits), seine Schlüssellänge ist ebenfalls ein Vielfaches von 32 (typischerweise 128, 192 oder 256 Bits). und es hat eine sehr gute algebraische Beschreibung.
Die AES-Verschlüsselung wird verwendet, um die Informationen, die zwischen Bluetooth-Geräten ausgetauscht werden, so zu kodieren, dass Lauscher ihre Inhalte nicht lesen können. So sind die Inhalte, die zwischen dem TimeTec IoT-Gerät und dem Mobiltelefon gesendet werden, sicher und geschützt. Neben der Datenverschlüsselung haben wir auch die Bluetooth-Reichweite oder die Bluetooth-Antenne der IoT-Geräte an die jeweilige Nutzung angepasst und damit verhindert, dass jemand auf unseren IoT-Geräten "Bluesnarfing" macht. Um beispielsweise ein Smartphone mit einem BLE-Türschloss zu verbinden, muss sich die Person innerhalb von 1-2 Metern vom IoT-Gerät befinden, um zu verhindern, dass Eindringlinge aus einer Ecke belauscht werden.
Kurz gesagt, Bluetooth-Technologie insbesondere BLE ist eine großartige Ergänzung für Unternehmen und Verbraucher. Es ist jedoch auch wichtig für alle Benutzer, die Technologie und die Risiken zu verstehen, die mit ihrer Verwendung verbunden sind, so dass die Risiken für eine bessere Benutzererfahrung gemildert werden können.
