تطور تكنولوجيا بلوتون وتطبيقها في أجهزة منزل ذكية

وقد أصبحت تكنولوجيا البلوتوث خيطا غير مرئي ولا غنى عنه في نسيج الحياة اليومية الحديثة، ولا سيما في ظل النظام الإيكولوجي السريع التوسع في الأجهزة المنزلية الذكية، وقد تطورت هذه المادة كحل متقن للرؤوس الخالية من الكابلات إلى معيار لاسلكي قصير النطاق تقريبا، مما أتاح لكل من يجيد الاتصال اللاسلكي بنظم التشغيل الآلي المتطورة، وعلى مدى العقدين الماضيين، تحولت التحسينات المؤثرة في البيانات من خلال استخدام الكميات، والنطاق، واسته، واسته، واسته، واسته، وأمنه

"أوريجينات تكنولوجيا بلوتون"

وقد بدأت قصة بلو توث في أواخر التسعينات في إركسون، وهو العملاق السويدي للاتصالات السلكية واللاسلكية، وقد كلف المهندسان جاب هاورسن وسفين ماتيسسون بوضع وصلة إذاعية منخفضة التكلفة وقصيرة المدى يمكن أن تحل محل زاوية الكابلات التي تربط بين السفن مثل لوحات المفاتيح والفئران والهواتف النقالة، وكان المشروع الذي كان يسمى أصلا " وصلة طبية " (GMC Link) يرمي إلى إنشاء قنوات اتصال عالمية

وقد تم رسميا تسمية هذه التكنولوجيا بعد أن كان هناك " بلوتوث " قزما، وهو ملك من الدانمرك والنرويج في القرن العاشر، وهو يوحد القبائل المتحاربة، وقد اختير الاسم، مثل الملك، وهو المعيار اللاسلكي الجديد الذي يهدف إلى توحيد أجهزة الاستنشاق وبروتوكولات الاتصال، وشعار " بلوتوث " نفسه هو نقطة ضعف في بداية خط الملك، و " هيرتو " .

الميولسون الرئيسي في ثورة بلوتون

وقد خضعت بلوتون لعدة تنقيحات رئيسية، يتناول كل منها القيود الحرجة ويفتح باباً أمام حالات الاستخدام الجديدة، ويهيئ فهم هذه النسخ سياقاً لكيفية إمكانية تطبيق التطبيقات المنزلية الذكية.

Bluetooth 1.x and 2.0 + EDR: المؤسسة

وقد دعمت معدلات البيانات التي تبلغ حوالي 1 ميغابايت، ولكن مع ارتفاع النفقات، كان الناتج الفعال أقرب إلى 723 كيلو مترا، وكانت تركيبة الوصل بطيئة نسبيا، وكان الأمن أدنى من ذلك، وكان البلوتوث 2.0 + EDR (معدل البيانات المعززة)، الذي بدأ العمل به في عام 2004، قفزة كبيرة، وذلك باستخدام أجهزة قياسية متطورة متفاوتة (معدل الاستهلاك الثلاثي)

Blutooth 3.0 + HS: The High-Speed Detour

وفي عام 2009، تم التصديق على بلوتووث 3-0 + HS (High Speed) ويمكن أن يستغل، فيما يتعلق بنقل البيانات السائبة، جهاز اللاسلكي 802.11 W-Fi لتحقيق السرعة حتى 24 ميغابايت، غير أن وصلة بلوتون لم تستخدم إلا للتفاوض؛ وكانت البيانات الفعلية متدفقة على وصلات الوي فاي، وهذا التعقيد الإضافي وتصريف البطاريات، مما أدى إلى اعتماد محدود في الأجهزة المحمولة، كما لم يبرز أي مستوى أعلى من المنتجات المنزلية الذكية.

Bluetooth 4.0: The Game-Changer (Bluetooth Low Energy)

وكان بلوتون 4 -0 الذي أُطلق في عام 2010 لحظة مائية، واستحدثت بلوتون لوي للطاقة، وهو مجموعة بروتوكول جديدة تماماً مصممة للأجهزة التي تحتاج إلى تشغيلها لمدة أشهر أو سنوات في بطارية واحدة من نوع مركب العملات، كما أن شركة بلو توث ستارت تعمل على نفس نطاق التردد 2.4 غيرتز ولكنها تستخدم هيكلاً مبسطاً: فهي لا تستخدم سوى 40 قناة (مافت واف)

وكان الأثر فورياً، إذ أن شركة BLE جعلت من العملي بناء أجهزة استشعار صغيرة - عصرية، رطوبة، اتصال بالباب/الويند، وقربها من مكان آخر دون حدوث تغييرات متكررة في البطاريات، كما أن ثورة الهاتف الذكي تغذي أيضاً تبني شبكة BLE؛ وأدرجها في جهاز الاستشعار ٤S، وتتبعها الأندرويد بعد ذلك بوقت قصير.

بلوتون 5: رنج وسبيد والإذاعة

وقد أدخل بلوتون 5-10، الذي أعلن في عام 2016، أربع مرات النطاق (حتى 240 متراً من خط البصر)، ومرتين السرعة (2 ميغابايت BLE)، وزيادة ثماني مرات في قدرة عبوات الإعلان، ونشأ توسيع النطاق عن استحداث طريقة طويلة المدى باستخدام نظام PHY (الطبقة الفيزيائية) مع تصحيح الأخطاء الأمامية، مما يمكن أن يصل إلى أكثر من كيلومتر واحد في ظل ظروف مثالية.

ولعل الأهم من ذلك هو أن شركة إيوت، بلوتون ٥,٠ قد أضافت أسلوبا جديدا للبث يسم َّى " الاتصال بلا ترابط " ، مما مك َّن من إرسال حمولات أكبر دون الحاجة إلى أزواجها، مما مهد الطريق أمام الخدمات القائمة على الموقع، وتتبع الأصول، والربط الشبكي المشرقي، وقد أتاح زيادة القدرة الإعلانية لوسائل البث الأكثر تعقيدا مثل التسمية، وبيانات الخدمة، ومستوى القدرة على استخدام جهاز تكس، وكلها الأساسي لاكتشافات التعبئة ذات الكفاءة.

Bluetooth 5.1: Direction Finding

وقد أضافت بلوتووث 5-1، الذي أُطلق في عام 2019، سمة مطلوبة جدا: العثور على التوجيه، وباستخدام أنغل أونغ ديراجوري (AoA) وتقنياته، يمكن أن تحدد الأجهزة اتجاه الإشارة بدقة في حدود درجات قليلة، وقد فتحت هذه القدرة تطبيقات داخلية لتحديد المواقع، مثل العثور على مفاتيح مفقودة أو الملاحة داخل مبنى.

بلوتون 5-2 و5-3: مصفوفات الصوت والكفاءة

وقد أدخل بلوتون 5-2 (20) نظاماً صوتياً جديداً يستخدم الرمز LC3 لتوفير نوعية أعلى في البطاريات المنخفضة، مما يتيح بث سمعي (على نحو يضاهي تجربة " أذني فقط " في الأماكن العامة) وسمعية متعددة المسارات لأجهزة الأذن اللاسلكية الحقيقية.

كيف يُمكن لـ(بلوتون) أن يُصبح منزل الذكاء

وتطور بلوتوث - خاصة إدخال نظام BLE وحجم/سرعة تعزيزات تبلغ ٥-٠ مما جعله منافسا قويا للتواصل المنزلي الذكي، واليوم، يعتمد ملايين الأجهزة المنزلية الذكية على بلوتوث للإنشاء الأولي )عن طريق أجهزة الهاتف الذكية( والتحكم المستمر.

"مناسبات "بلوتون" في منازل الذكاء

  • ]Energy Efficiency:] BLE’s extremely low power consumption allows sensors and locks to run for years on a single bat. This is a decisive advantage over Wi-Fi, which drains batteries quickly.
  • Ease of Setup:] Bluetooth coupleing is often as simple as tapping a blue. Many intelligence home platforms use Bluetooth for the initial provisioning step before the tool is optionally connected to a Wi-Fi network.
  • Cost:] Bluetooth frsets are inexpensive, often costing less than $1 per module in volume. This keeps the price ofelli home devices accessible.
  • Ubiquity:] almost everyticphone, tablet, and computer includes Bluetooth. No extra hub is required to control a Bluetooth tool; the phone itself acts as the controller.
  • Security:] Modern Bluetooth specifications include secure coupleing (LE Secure Connections) using elliptic curve Diffie-Hellman (ECDH) key exchange, encryption with AES-CCM, and privacy features like resolvable random private addresses.

الأجهزة المنزلية الذكية المشتركة لبلوتون

  • Smart Lighting: ] Philips Hue and other brands offer Bluetooth-enabled bulbs that can be controlled directly from a phone without a bridge. Bluetooth mesh allows multiple bulbs to be grouped and controlled together.
  • Thermostats:] Devices like the ecobee (using BLE for sensor communication) and Nest (Bluetooth for initial setup) leverage Bluetooth for low-power communication with remote sensors.
  • Door Locks:] August, Schlage, and Yaleelli smart locks use Bluetooth for near-field access (auto-unlock when your phone is nearby) and for programming new key codes via an app.
  • Security Sensors:] BLE-based window/door contactsensors, motion detectors, and water leak sensors can run for years on coin cells while reporting events immediately.
  • Voice Assistants:] Amazon Echo and Google Nest speakers use Bluetooth not only for coupleing to external speakers but also for connecting to other Bluetooth intelligence home devices and for audio input.
  • Beacons:] Bluetooth beacons inelli home setups can trigger functioning automatic based on close-turning on lights when a tagged keychain enters the house, for example.

Bluetooth vs. Wi-Fi, Zigbee, and Z-Wave

وفي حين أن بلوتووث ممتاز في العديد من التطبيقات المنزلية الذكية، فإنه ليس البروتوكول الوحيد، إذ يقدم شبكة وي-في قدرة أكبر على الاتصال المباشر عبر الإنترنت، ولكنه يستهلك مزيدا من القوة ويمكن أن يزخر شبكة المنزل، وزجبي وز-وايف بروتوكولات مصممة للتواصل الشبكي في مجال الموثوقية، والنطاق، وتدني الطاقة، ولكنهما يتطلبان مركزا مخصصا (بريدج) للتواصل مع الهواتف الذكية أو الإنترنت.

وقد كان الضعف الرئيسي لبلوتوث هو قدراته المصغرة، ومن الناحية التاريخية، كانت الاتصالات بين بلو توث هي من نقطة إلى نقطة أو نجمة (مع سيد واحد) غير أن إدخال نظام بلو توث ميش (2017) كوصف على رأس BLE قد غير هذا، ويتيح بلوتوث ميش آلاف الأجهزة لتشكيل شبكة مائية ذاتية الرفع، مما يجعل من هذا النظام أكثر قدرة على الازدهار.

وفي الحالات التي لا يزال فيها بلوتون في حالة طوارئ محددة وطولها حديدية، فإن زيغبي وز-وايف لديهما آليات أكثر نضجاً للنوم/الواك من أجل أجهزة نهاية النعاس، ومع ذلك فإن قاعدة بلوتوث الضخمة المثبتة والتحسين المستمر تعنيان أنه يُختار على نحو متزايد لتطبيقات هجينة: مثلاً، قفل يستخدم السحابة المنخفضة القدرة على التفاعل الهاتفية المنخفضة، ولكنه يدعم أيضاً خيط أو الواة.

الاتجاهات والتطبيقات في المستقبل

ولا يظهر تطور بلوتون أي علامات على التباطؤ، وتعمل الهيئة على تعزيزات لدعم الطلبات المتزايدة من المنازل الذكية واليو تي.

LE Audio and Auracast

ويعرض برنامج " لي أوديو " ، الذي يشكل جزءاً من " بلوتون 5-2 " وما بعده، سمة سمعية من نوع " أوراك " تتيح للمتكلمين عن طريق التلفزيون الذكي أن يبثوا سماعات صوتية غير محدودة في منزل، مثل نظام صوتي متعدد الغرف بدون شبكة " وي - فاي " مستقلة، كما يتيح أيضاً السمعية مثل المعونة، حيث يمكن للتلفزيون أن يبث الصوت مباشرة بواسطة أجهزة السمع الصوت المتوافق مع الأذن.

قناة بلوتون ترتون

ويهدف استطلاع مسارات قناة بلوتوث إلى توفير قياس متين للمسافات (النتيجة المترابطة) على مستوى المقاس المركزي، وتحسين التقديرات القائمة على أساس المسح المقارن المستخدم اليوم، مما سيمكن الأجهزة من تحديد القرب الدقيق، وتعزيز الأمن لغلق الأبواب (منع الهجمات على الطائرات) وتمكين المزيد من التشغيل الآلي القائم على المواقع الرجولية.

التكامل مع الميثان و الخيط

وتتفق صناعة المنازل الذكية مع معيار المادّة، الذي يحدد قابلية التشغيل المتبادل بين أجهزة تطبيقات مختلف النظم الإيكولوجية، ويعتمد حالياً على مادة (الشبكة المتوسطة) على شبكة وي-في، ولكنه يتضمن أحكاماً بشأن استخدام مادة بلوتون في تشغيل الأجهزة (التركيب)، وهذا يعني أن بلوتوث سيظل أساسياً كآلية للتحكم في المواد المُستخدمة في سيناريوهات المُسلّمة.

خاتمة

ومن أصلها كببل بسيط إلى دورها الحالي كعامل متطور للنظم الإيكولوجية المنزلية الذكية، فإن تكنولوجيا بلوتون قد شهدت تطوراً ملحوظاً، كما أن إدخال نظام الطاقة المنخفضة الحجم إلى الحيز الذي يُفتح فيه إمكانيات الوصل والضوابط غير المكثفة التي تعمل بالطاقة الزلو - زايتو، لا يُعد أيضاً أكثر كفاءة في مجال الطاقة، كما أن الاختبارات الصوتية التي تُعدها هذه البرمجيات،