Связь по Bluetooth

Беспроводные технологии передачи данных появились как альтернатива обмену информацией через кабель. Одной их таких технологий является Bluetooth. Этот стандарт прославился благодаря универсальности и экономичности. Прием и отправка данных возможны между различными типами оборудования, будь то ПК, автомобили, мобильные телефоны, медицинские аппараты, музыкальные инструменты и т.д.

Как работает технология

Принцип действия технологии беспроводной связи Bluetooth основан на объединении сопрягаемых устройств в пикосеть (piconet). Пикосеть – простая (одноранговой) сеть, связывающая пользователей беспроводного канала. Она работает на малых расстояниях и может объединять ограниченное количество элементов, оснащенных модулями Bluetooth.

Аппарат, выступающий инициатором подключения и поддерживающий его, называется главный (master), подсоединенное устройство – ведомый (slaver). К главному устройству можно подсоединить до семи активных аппаратов. Вместе с тем, возможно присутствие до 255 неактивных подсоединяемых элементов, которые будут синхронизированы с главным, но не смогут получать/передавать данные, пока заняты все каналы.

В каждой пикосети возможно наличие только одного главного аппарата. Однако каждый ведомый, в свою очередь, может создавать собственную пикосеть и становиться главным устройством.

Электромобили имеют как преимущества, так и недостатки

разные пикосети, работающие в одном пространстве, не создают помех друг другу. Отсутствие взаимоподавления обусловлено тем, что любое активное устройство начинает свою работу при минимальной мощности.

Работа Bluetooth также базируется на принципе перескоков с одной частоты на другую (“размывание спектра”). Он заключается в том, что отведенный диапазон частот разделяется на 79 подканалов. По заданному алгоритму все устройства перестраиваются между ними 1600 раз за секунду. Это по максимуму исключает вероятность работы нескольких активных элементов на одной радиочастоте. Если же такое произойдет, то вступает в силу алгоритм корректировки пакета данных и повторная отправка.

Подключение устройств

Работа устройства в незнакомом пространстве начинается с определения другого доступного Bluetooth-оборудования. Для этого осуществляется запрос, рассылаемый на разных частотах. Ответ включает в себя информацию не только о присутствии активных устройств, но и состоянии, в котором они находятся. Здесь возможно три режима:

  • Discoverable mode – элемент отвечает на все полученные запросы;
  • Non-discoverable mode – устройства игнорируют новые запросы;
  • Limited discoverable mode – ответ на запрос возможен при соблюдении определенных условий или ограниченное время.

По завершении процесса обнаружения пользователь получает список адресов всех доступных Bluetooth-элементов. Каждый из них должен обладать уникальным адресом длиной до 248 байт, зашифрованным в соответствии с Unicode UTF-8.

После определения доступных аппаратов выполняется автоматическое подсоединение к их службам для обмена информацией. На данном этапе разработчики предусмотрели 3 варианта защиты.

  • Первый заключается в том, что устройство самостоятельно не инициирует защитные процедуры.
  • Второй – защита обязательна после сопряжения и настройки соединения.
  • Третий вариант – защита осуществляется в процессе синхронизации. Безопасность обеспечивается с помощью сеансового ключа, который генерируется в период подключения. Для генерации применяются комбинации различных составляющих, известных обоим устройствам.

Преимущества

Несомненными достоинствами являются достаточная для возложенных функций скорость передачи данных, которая достигает 1 Мбит/сек, и отсутствие проблем с совместимостью сопрягаемых устройств. При синхронизации не обязательна прямая видимость, однако, на дальность соединения могут влиять несущие перекрытия и другие препятствия. Максимальное расстояние может достигать 100 м, в зависимости от типа устройства и версии протокола.

Важными плюсами связи Bluetooth являются ее безопасность для человека и высокая эффективность при построении собственной сети между элементами различного типа. Кроме того, технология позволяет передавать/принимать голосовые данные, что позволило использовать ее, например, в беспроводных наушниках.

Технология беспроводной передачи данных ZigBee

ZigBee – это стандарт беспроводной сети на базе IEEE 802.15.4 с низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных. ZigBee основном используется для двусторонней связи между датчиками и системой управления. Другими словами, это стандарт связи ближнего действия, такой как Bluetooth и Wi-Fi, охватывающий диапазон от 10 до 100 метров. Разница заключается в том, что блютуз и Вай-Фай обладают высокой скоростью передачи информации, поддерживают трансфер сложной структуры, такой как медиа, программное обеспечение и т. д.

Беспроводная технология ZigBee поддерживает передачу простых данных, например, с датчиков, и низкую скорость – около 250 кбит/с. Рабочие частоты составляют 868 МГц, от 902 до 928 и 2,4 ГГц. Используется главным образом для приложений, требующих низкого энергопотребления, низкой скорости передачи, а также для длительного срока службы батареи.

Передача информации происходит между координатором и устройством. Она может быть осуществлена с включенным маяком и без него.

Стандарт был разработан альянсом, в который вошли такие крупные компании, как Philips, Mitsubishi Electric, Epson, Atmel, Texas Instruments.

Архитектура

Сетевой протокол передачи данных ZigBee соответствует стандартам IEEE 802.15.4 для физического и MAC-уровней, а также своим собственным сетевым и прикладным уровням, которые состоят из:

  1. Физического. Это самый низкий уровень протокола, отвечающий за управление и активацию радиопередатчика, за выбор частоты канала и его мониторинг, а также за связь с радиоустройствами. Передача команд осуществляется с помощью пакетов PHY, каждый из которых состоит из заголовка синхронизации SHR, физического заголовка PHR (содержит информацию о длине кадра) и полезной нагрузки PHY (предоставляется верхними уровнями в виде кадра и включает в себя данные или команду).
  2. MAC (средний контроль доступа). Он действует как интерфейс между физическим и сетевым уровнями, отвечает за генерацию маяков и синхронизацию устройств в сети с поддержкой этих сигналов. Кадр MAC может представлять собой кадр маяка, подтверждения или командный. Состоит он из заголовка (информация о безопасности и адресации), полезной нагрузки MAC переменной длины и нижнего колонтитула (содержит 16-битную последовательность проверки кадра для проверки данных).
  3. Сетевого. Связывает прикладной уровень с MAC и управляет формированием сети (устанавливает новую и выбирает технологию). Кадр NWK состоит из заголовка и полезной нагрузки. Первый содержит информацию, касающуюся адресации и контроля, вторая содержит кадр подслоя приложения.
  4. Подуровень поддержки. Предоставляет набор услуг через два объекта – объект поддержки данных приложения и объект управления этой поддержкой – для прикладного и сетевого уровней. Доступ к этим объектам осуществляется через соответствующие точки доступа к сервису (SAP).
  5. Приложений. Самый высокий уровень, отвечающий за размещение объектов, в которых находятся пользовательские приложения и объекты устройств (ZDO). Одно устройство может содержать до 240 объектов, контролирующих и управляющих уровнями протокола. Каждый из них может состоять из одного профиля (для отправки и приема данных) или программы, разработанной пользователем или альянсом ЗигБи. Тип устройств и функции каждого из них определяются в профиле приложения.

Сетевые топологии

Zig Bee Network поддерживает множество типов топологий, популярными из которых являются типы «звезда» и «точка-точка». Каждая топология сети состоит из трех типов узлов – Coordinator, Bee Router и Bee End Device. Координатор выполняет задачу выделения уникального адреса каждому сетевому устройству, инициирует и передает сообщения в ней и выбирает для нее уникальный идентификатор. Устройства бывают двух типов – полнофункциональные (FFD) и с уменьшенными функциями (RFD).

Применение

Технология передачи данных ZigBee оказалась самой надежной в области автоматизации:

  1. Домашней. Контроль и мониторинг энергопотребления, управление водой и освещением и т. д. стали проще.
  2. Промышленной. RFID-устройства на основе ZigBee обеспечивают надежное управление доступом в промышленности. Другие включают в себя управление процессами, энергопотреблением, отслеживание персонала и тому подобное.
  3. Здравоохранения. Популярным примером автоматизации здравоохранения является дистанционный мониторинг состояния здоровья. Человек носит устройство ZigBee с датчиком измерения параметров тела, собирающим информацию о состоянии здоровья, которая передается по сети ЗигБи в сеть интернет-протокола (IP), а затем медицинскому персоналу (врачу или медсестре), назначаемому соответствующее лекарство на основе полученной информации.

Bluetooth LE Audio: что и как будет революционизировать звук мобильных телефонов и наушников

Новая система беспроводной передачи данных снизит потребление и позволит вам делиться аудио с другими

Беспроводная технология ищет новые пути развития. Для успешного будущего электронных устройств необходимо перерезать пуповину, соединяющую их, – громоздкие кабели. Промышленность работает над решением этой задачи. Беспроводное подключение очень распространено на рынке наушников, где многие бренды уже давно предлагают периферийные устройства и аксессуары, которые подключаются через Bluetooth – стандарт беспроводного соединения, используемый в мобильных телефонах и других устройствах.

Теперь консорциум, отвечающий за разработку беспроводного подключения устройств и внедрение в разные отрасли, подготовил почву для следующего поколения, которое будет нацелено на удовлетворение потребностей, возникших в эпоху «Интернета вещей». Новая проблема возникает, когда множество электронных устройств соединяются друг с другом. Недавно представленный на выставке CES в Лас-Вегасе (США), новый Bluetooth LE Audio обещает лучшую производительность и повышение качества передаваемого звука.

Более высокая скорость передачи

Технология, название которой происходит от «Low Energy», будет постепенно устанавливаться на всех совместимых электронных устройствах. Будет представлен новый алгоритм сжатия, который улучшит текущее качество звука при подключении оборудования через Bluetooth. В дополнение к этому скачку качества звука, технология также предоставит пользователям ряд других преимуществ, таких как улучшенная адаптация для людей с проблемами слуха. Производители представят технологию под названием «Audio Sharing», которая улучшит способ передачи информации с одного устройства на другое.

Экономия на потреблении энергии

Новая система Bluetooth обеспечивает высокое качество передачи даже при низком уровне сигнала, а также предоставит разработчикам возможность создать устройства, потребляющие в разы меньше энергии. Эта технология увеличит автономность смартфонов при прослушивании музыки через наушники. Вы сможете использовать их в два раза дольше, чем ранее.

Возможность делиться аудио

Вышеописанный процесс сделает новый шаг в совместимости с различными беспроводными наушниками. Технология «Multi-Stream Audio» позволит передавать информацию сразу нескольким синхронизированным и независимым аудиоустройствам для воспроизведения. При этом несколько человек могут слушать музыку из собственных наушников. Звук может передаваться одновременно без задержки на другие устройства. На данный момент, похоже, нет предела для обмена аудиофайлами.

Лучшие 4K-телевизоры 2020 года

Мир телевидения был воодушевлен в последние годы с приходом 4K, и теперь многие производителя утверждают, что их телевизор поддерживает 4К. Но часто они обманывают, используя это как маркетинговый ход. Поэтому сегодня мы расскажем о вам моделях с настоящим 4К.

Samsung QE55Q70R: самый дешевый телевизор с 4К

Samsung Q70R – это широкоформатный телевизор с изысканным дизайном и едва заметными краями. Разработанный из пластика, он опирается на две отдельные ножки и способствует аккуратному кабель менеджменту.

Он имеет экран Qled 4K с полу глянцевой панелью, которая пропускает блики. Углы обзора также не оптимизированы. Увы, но вы должны смотреть ровно на экран, чтобы изображение не искажалось или не теряло свою яркость.

Универсальный пульт дистанционного управления включает в себя голосовой контроллер Bixby, который не особо полезен и позволяет выполнять только основные действия.

Кроме того, модель имеет хорошее качество изображения, которое выделяется наличием глубокого черного, хорошо откалиброванной колориметрией и высокой контрастностью.

Этот телевизор совместим с HDR, Dolby Digital, но не с DTS или Dolby Atmos. У вас есть доступ к YouTube, Prime Video и Netflix.

Время задержки экрана всего 13,7 мс, что мало и свидетельствует о чистом и плавном опыте взаимодействия с изображением. 

Sony KD-55XF9005: дешевая альтернатива

Sony KD-55XF9005 имеет современный внешний вид без граней и с красивыми рамками экрана.

Его ЖК-экран имеет светодиодную подсветку по всей поверхности. В этом телевизоре достаточно широкие углы обзора в 178 градусов с обеих сторон телевизора, что обеспечивает отсутствие искажения изображения даже при просмотре под углом. Однако пульт дистанционного управления не имеет подсветки, а голосовой помощник не всегда выполняет команды с первого раза.

С этой моделью вы можете наслаждаться четким и детальным изображением. Но его сильная сторона заключается в превосходной колориметрии, которая обеспечивает точное отображение цветов.

Он имеет очень мощный процессор X1 Extreme, который позволяет получить плавность изображения на уровне высокого ценового сегмента. Он может воспроизводить Ultra HD, Blu-Ray 4K, SDR, HDR10 и Dolby Vision, также дает вам доступ к Netflix, Amazon Prime Video, Youtube, Google Cast и многим другим.

В режиме HDR время задержки составляет 23,4 мс, что остается нормой и означает, что он поддерживает современные игры. Что касается интерфейса Android TV, он постоянно развивается. В настоящее время он предлагает больше приложений, чем другие операционные системы.

Общая звуковая мощность телевизора составляет 20 Вт. Однако имеется разъем для наушников, а также четыре порта HDMI, три порта USB, порт Ethernet, видеовыход, мини-разъем, Wi-Fi. -Fi и Bluetooth.

Таким образом, Sony KD-55XF9005 демонстрирует достойные характеристики за свою цену. Среди них мы особенно выделяем его цветопередачу, наличие большего количества интерфейсов для подключения и привлекательный дизайн. Несмотря на «простой» ЖК-экран, эта модель универсальна и понравится как любителям кино, так и геймерам.

LG 55C9 : лучший телевизор среднего диапазона

В течение нескольких лет LG придерживалась одной методики проектирования телевизоров, и эта модель не стала исключение, а наоборот, они сделали рамки еще меньше.

Экран Oled защищен от солнечного света эффективным антибликовым фильтром, который обеспечивает отличную картинку под любым углом обзора. Предусмотрен пульт дистанционного управления, который позволяет управлять голосом, но не имеет подсветки.

Колориметрия соответствует стандартам или даже немного превосходит их. Средняя Delta E составляет около 1,7 и остается 2,4 в HDR. Благодаря новому процессору Alpha 9 второго поколения он демонстрирует четкость движений и улучшенную контрастность.

Уровень производительности 4K, совместим с большинством доступных в настоящее время форматов HDR (HDR10, HLG или Dolby Vision).

Время его отклика ниже, чем у других телевизоров в этом сегменте. Его задержка экрана составляет 12,7 мс, а это значит, что вы сможете комфортно играть даже в сетевые шутеры.

Что касается аудио, у него есть два динамика и два сабвуфера, которые обеспечивают довольно хороший звук.

В заключение скажу, что LG 55C9 позволяет вам насладиться лучшим качеством изображения в своем сегменте благодаря его превосходной колориметрии и хорошей производительности.