Tầm quan trọng của năng lượng trong việc sử dụng các chất kết dính kết từ kết nối

Các bộ đồ hiện đại như bộ theo dõi thể dục, đồng hồ thông minh và các đắp vá y tế dựa vào các dữ liệu trao đổi không giới hạn. Sự thử thách nằm trong sự cân bằng giữa mạng lưới với ắc quy, như người dùng mong đợi thiết bị cuối ngày hoặc tuần qua. Điện năng lượng thấp (có thể) chỉ ra điều này bằng cách đưa ra nhiều chế độ ít năng lượng và tính năng lượng cao. Hiểu được những chế độ này giúp các nhà phát triển thiết kế sản phẩm hiệu quả hơn và giúp người tiêu dùng có những lựa chọn có thông tin về khả năng sử dụng của họ.

Nền tảng kiến trúc và quyền lực của kết cấu kết nối với nhau

BLE hoạt động trong ban nhạc 2. 4 GHz ISM và dùng 40 kênh quảng cáo (3 kênh, 37 kênh dữ liệu). Giao thức này được thiết kế chung quanh khoảng thời gian ngắn bị gián đoạn. Tham số ảnh hưởng đến việc tiêu thụ điện năng bao gồm khoảng thời gian quảng cáo, khoảng thời gian kết nối, thời gian phụ trách nô lệ và thời gian chờ ra. BLE xác định nhiều chức năng khác nhau (thường là có thể mặc) và trung tâm (v. d.: thông minh). Mỗi vai trò có hồ sơ năng lượng riêng.

Chế độ quảng cáo

Trong chế độ quảng cáo, một thiết bị ngoại biên thường xuyên gửi gói nhỏ trên một hoặc nhiều hơn ba kênh quảng cáo. Khoảng giữa các quảng cáo (advInterval) phạm vi từ 20 m đến 10.24 s, với giá trị mặc định là 1.28. Một khoảng thời gian ngắn hơn cho phép phát hiện nhanh hơn nhưng tăng tiêu dùng năng lượng. Nhiều người có thể sử dụng chế độ quảng cáo mở rộng ở BLE 5. 0+ để gửi những vụ lớn hơn trong khi giữ chu kỳ làm nhiệm vụ trung bình thấp. Điều chỉnh khoảng cách quảng cáo là một trong những đòn bẩy hiệu quả nhất cho việc bảo tồn pin.

Chế độ quét và khởi động

Thiết bị trung tâm (như điện thoại thông minh) có thể chạy một thói quen quét để nghe quảng cáo. Có hai chế độ: quét thụ động (chỉ) và quét (được tích cực từ ngoại biên). Việc quét tích cực sử dụng nhiều năng lượng hơn nhưng có thể giải quyết địa chỉ thiết bị. Để có khả năng sử dụng thiết bị cần thiết để phát hiện nhanh, các nhà sản xuất thường kết hợp quảng cáo chỉ định hướng (được gán cho trung tâm cụ thể) với một khoảng ngắn hơn trong khi đôi, rồi quay trở lại một khoảng thời gian dài để tái kết nối.

Chế độ kết nối: Kết nối

Một khi được kết nối, ngoại vi và trung tâm đồng ý về khoảng cách kết nối (7.5m đến 4 s). Các thức tỉnh ngoại vi chỉ ở đầu mỗi khoảng để nhận dữ liệu từ trung tâm. Nếu không có dữ liệu, nó quay trở lại giấc ngủ. Tính năng nô lệ cho phép ngoại vi nhảy lên tới một số sự kiện kết nối, giảm năng lượng. Ví dụ, một tỷ lệ truyền dữ liệu trái tim mỗi 5 giây có thể sử dụng một khoảng 500 m kết nối với hàm số của 4, nó chỉ kiểm tra trong mỗi 2 giây.

Chế độ ngủ và giấc ngủ sâu

Thẻ BLE cung cấp nhiều trạng thái ngủ: chế độ không dùng được (ngủ chậm với giờ giấc), ngủ sâu (nhớ đến RAM, rất chậm, và tắt máy tính hiện thời) và tắt máy tính (thức tỉnh qua sự kiện bên ngoài). Sự chuyển đổi phần mềm tiện ích giữa các trạng thái này dựa trên nhu cầu ứng dụng. Một bộ theo dõi sức khỏe có thể ở lại trong giấc ngủ sâu, thức dậy thông qua một máy gia tốc độ ngắt quãng, rồi nhập chế độ quảng cáo ngắn để đồng bộ dữ liệu với điện thoại thông minh trong buổi sáng.

Những đặc điểm cao cấp để mở rộng tuổi thọ

Mở rộng chiều dài dữ liệu (DLE)

Giới thiệu trong BLE 4, 2, DLE cho phép gói lên đến 251 byte thay vì số lượng gốc 27 byte.

LE 2M PHY và mã hóa PHY

BLE 5. 0 giới thiệu ba lớp vật lý: 1M (tiểu thức), 2M (tọa độ đôi) và mã hoá PHY (tải dài hơn ở 125 kbps hay 500 kps). Có thể giá trị để giảm thời gian truyền tải bằng một nửa với cùng một lượng dữ liệu, giảm thiểu năng lượng. Mã hoá PHY tăng cường trong phạm vi nhưng sử dụng nhiều năng lượng hơn một chút; để có thể mang thêm nhiều năng lượng hơn (v. d., bộ theo dõi tài sản), nó có thể đáng giá cho một số gói nhỏ. Thường, 2HY được ưa thích khi có đủ năng lượng.

Danh sách trắng và lọc

Sử dụng một danh sách màu trắng (danh sách các thiết bị trung tâm được phê chuẩn) cho phép một ngoại vi để chỉ đáp ứng các thiết bị đã biết. Điều này giảm sự thức tỉnh không cần thiết và tiết kiệm điện. Tương tự, gói quảng cáo có thể bao gồm bộ lọc dịch vụ UUID để chỉ có quan tâm đến việc xử lý quảng cáo.

Kết nối bảo mật LE

Trong khi mã hóa bổ sung chi phí, BLE bảo mật kết nối sử dụng Elliptic Curve Morrisie-Hllman (ECDH) để thương lượng các phím, giảm số lượng các gói kết hợp so với di sản kết hợp. Một khi kết nối, các dữ liệu được mã hóa có thể sử dụng DLE đề cập ở trên. Hiệu ứng mạng là một tiến trình kết hợp hiệu quả hơn, tiêu thụ năng lượng ít hơn.

Tiến trình cập nhật tính năng kết nối

Sau khi kết nối đầu tiên, ngoại vi có thể yêu cầu khoảng thời gian kết nối dài hơn, độ trễ nô lệ cao hơn, hoặc cả hai. Tính năng này cho phép người mặc thích nghi hồ sơ điện dựa trên hoạt động. Lấy thí dụ, trong khi làm việc, nó có thể dùng khoảng thời gian ngắn cho dữ liệu thời gian thực; khi không dùng, có thể yêu cầu một khoảng thời gian thư giãn để lưu pin.

Các chiến lược hóa sức mạnh thực tế cho các nhà phát triển

Làm báp têm cho chu kỳ quảng cáo

Đối với một người mặc cần phải khám phá chỉ khi người dùng gõ màn hình hoặc bấm một cái nút, hãy dùng chế độ khám phá [FLT: 1) với một khoảng thời gian quảng cáo ngắn (v. 30 mét) cho một vài giây, rồi quay lại [FLT: 2] không thể tìm [FLT:] [FLT: 3] hoặc dài quảng cáo (g, 2.56). Luôn luôn dùng một danh sách màu trắng để kết nối bộ lọc.

Chọn tham số kết nối đúng

Đặt khoảng kết nối cao như cách ứng dụng cho phép. Đối với bộ nhạy sức khỏe như bộ theo dõi nhịp tim (HRM), một khoảng kết nối 500 m đến 1000m là điển hình, với độ phân giải của 3–5. Nó cho phép kiểm tra trong mỗi 2–5 giây, được chấp nhận cho dữ liệu HRM. Để liên tục truyền (v. d., EG), một khoảng thời gian ngắn hơn có thể không thể tránh được, nhưng DLE có thể giúp giảm số lượng gói.

Đang thu nhỏ dữ liệu truyền

Chỉ gửi dữ liệu khi nó thay đổi (đã điều chỉnh) thay vì ở khoảng cố định. Hãy dùng lệnh [FLT: 0] [FLT: 1] [FLT:] (không công nhận) (không chấp nhận) khi cần thiết khả năng ghi. Offload nặng xử lý thông minh và chỉ gửi bản tóm tắt.

Dùng chế độ ngủ một cách hiệu quả

Khởi động máy nhà nước với ba trạng thái: [Tiếng ngủ, tắt radio, cảm biến thấp], và [FL:4] [FL:] [chỉ chạy].

Khởi động phần mở rộng BLE 5.

Dùng [FLT: 0] quảng cáo có tính năng mở rộng để gửi lên độ cao hệt hệt; trong một gói quảng cáo riêng lẻ, cho phép quảng cáo tuần hoàn mà không cần kết nối đầy đủ. Có thể hữu ích cho việc sử dụng các thiết bị phát thanh trạng thái (v. d., cấp pin) đến một trung tâm.

Ảnh hưởng đến kinh nghiệm và thiết bị của người dùng

Người dùng mong đợi mặc được ít nhất một ngày (đồng hồ thông minh) đến tuần (các ban điều chỉnh đơn giản). Việc tối ưu năng lượng BLE ảnh hưởng trực tiếp đến điều này. Chẳng hạn, Liên đoàn xem Apple 9 sử dụng một ngăn xếp BLE có thể điều chỉnh khoảng cách kết nối dựa trên cách sử dụng; nó có thể đạt được toàn bộ ngày bằng cách sử dụng vừa phải. Tương tự, nhóm quảng cáo Mimi 8 sử dụng khoảng dài, có giấc ngủ sâu đến 16 ngày. Hiểu được những kỹ thuật cơ bản này giúp người tiêu dùng trân trọng các khoảng thời gian tính năng kỹ thuật và nhà phát triển ưu tiên trong các thiết kế.

Giao dịch-ra đời: bảo vệ chống lại pin.

Khoảng kết nối ngắn hơn cải thiện khả năng đáp ứng của người dùng (v. d., thông báo nhanh hơn) nhưng tăng cường năng lượng. Hệ thống quản lý thông minh thường vạch trần một “ chế độ điện năng thấp mà tăng khoảng cách kết nối và giảm độ sáng màn hình. Các nhà phát triển nên cung cấp hồ sơ năng lượng có thể cấu hình được, cân bằng và tiết kiệm được, cũng có thể chọn dựa trên nhu cầu hàng ngày của họ.

Những tham khảo bên ngoài để đọc thêm

Kết luận

Chế độ năng lượng thấp của Bluetooth từ khoảng quảng cáo đến các tham số kết nối và tính năng BLE 5. cấp cao của BLE 5 - chức năng của bộ dụng cụ mạnh mẽ để kéo dài tuổi thọ của pin trong các tiện ích. Khi hệ thống năng lượng phát triển, những chiến lược tối ưu này vẫn còn quan trọng để tạo ra những thiết bị làm cho người dùng dễ sử dụng và có thể mặc lâu dài.