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Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy (BLE) ist die energie-effiziente Variante vom bekannten Funkstandard Bluetooth. BLE wurde speziell für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt und mit Bluetooth 4.2 eingeführt.

Der geringe Energieverbraucht macht BLE zum optimalen Funkstandard für Geräte, die über längere Zeit mit einem sehr kleinen Energievorrat auskommen müssen. Die Datenübertragung kann auch verbindungslos erfolgen - BLE kann also überall dort zum Einsatz kommen, wo ein drahtloser, energiesparender und unkomplizierter Datenaustausch gebraucht wird.
NetModule integriert BLE in ihren Geräten und eröffnet so weitere Möglichkeiten der robusten, mobilen Kommunikation.

Technik

BLE arbeitet auf dem 2.4 GHz ISM-Band und hat je nach Umgebung eine Reichweite von ca. 10-20 Metern.
Ein BLE-Gerät kann entweder verbindungslos oder verbindungsorientiert mit anderen BLE-Geräten kommunizieren. Im Wesentlichen nutzt BLE für die Datenübertragung zwei Profile: GAP (Generic Access Profile) und GATT (Generic Attribute Profile).

GAP
GAP kontrolliert das sogenannte Advertising (Aufmerksamkeitshinweise) und den Verbindungsaufbau zwischen Geräten. GAP ist also dafür da, um ein Gerät gegenüber anderen sichtbar zu machen und um zu regeln, wie Geräte miteinander interagieren können.
GAP definiert zwei Rollen, die Geräte einnehmen können:

  • Peripheral (Sender)
    Meist kleine Geräte wie Sensoren, die ihre Daten an leistungsstärkere Geräte senden.
  • Central (Empfänger)
    Sie scannen die Umgebung nach Advertisements ab, um diese danach zu verarbeiten.

Ein Peripheral kann sich in einem bestimmten Zeitintervall immer wieder bemerkbar machen, indem es seine Advertising-Daten aussendet. Das kann eine ID oder ähnliches sein. Ein Central kann darauf reagieren und weitere Informationen anfordern.

Sendet ein Peripheral seine Daten, können Centrals zuhören und die Daten bei Interesse weiterverarbeiten. So entsteht die sogenannte Broadcasting-Topologie.
Ein Central Device kann Verbindungsanfragen an mehrere Peripherals senden. Sind zwei Geräte schliesslich verbunden, werden vom Peripheral keine Advertisements mehr gesendet und es bleibt für alle anderen Centrals verborgen und GATT kommt zum Einsatz.

GATT

Mit GATT werden nach dem Verbindungsaufbau in beide Richtungen Daten ausgetauscht. Im sogenannten connection intervall, das beim Verbindungsaufbau ausgehandelt wurde, fragt das Central das Peripheral immer wieder, ob neue Daten vorliegen.

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