OTTOBRE 2014
AUTOMAZIONE OGGI 376
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AO
Tutorial
insieme di diversi canali di frequenza, scegliendo di volta in
volta quelli ritenuti migliori, perché per esempio caratteriz-
zati da un più basso rumore di fondo. In particolare, vengono
usati 40 canali fisici, separati da 2 MHz, tre come canali di
advertising e 37 come canali di effettivo scambio dati. La
scelta di utilizzare un numero inferiore di canali rispetto allo
standard classico influenza molto i tempi di connessione
tra dispositivi, abbassando così il consumo di potenza. La
modulazione adottata è una Gfsk (Gaussian Frequency-
Shift Keying) con collegamento radio a 1 Mbps, operante
nella banda frequenza 2,4 GHz ISM. La scelta è dettata dalla
semplicità di tale soluzione, che le dona robustezza e basso
costo.
- Il Link Layer (LL)
controlla lo stato del dispositivo: esso,
secondo la normativa propria dello standard, può trovarsi
nello stato di ‘standby’, ‘advertising’, ‘scanning’, ‘initiating’,
o ‘connected’. L’‘advertiser’ è colui (nodo) che trasmette in
attesa di una connessione, mentre lo ‘scanner’ è un nodo
alla ricerca degli advertiser attivi. Un ‘initiator’ è colui che
risponde a un advertiser con una richiesta di connessione. A
questo punto, se l’advertiser accetta la richiesta, entrambi i
nodi possono entrare nello stato ‘connected’. Una volta at-
tuata la connessione, colui che ha originariamente inviato
la richiesta assume il ruolo di master, mentre colui che ha
accettato è di conseguenza uno slave.
- Il layer HCI
fornisce un mezzo di comunicazione tra l’host
e il controller tramite un’interfaccia standard. Come già an-
ticipato, questo layer può fungere da tramite tra il transcei-
ver, ovvero il dispositivo che implementa la modulazione a
radiofrequenza e la gestione dei segnali in banda base, e un
processore che implementa i livelli protocollari superiori, per
esempio sfruttando come bus di collegamento una connes-
sione seriale come una Uart, una SPI o una USB.
- L’L2CAP
fornisce un servizio di incapsulamento dei dati per
gli strati superiori, permettendo una comunicazione logica
end-to-end.
- Il layer SM
definisce i metodi per l’accoppiamento e per
la distribuzione delle chiavi, assicurando agli strati superiori
una comunicazione e uno scambio dati sicuri con gli altri di-
spositivi.
- Il GAP
si interfaccia direttamente con l’applicazione e gesti-
sce la ricerca di altri dispositivi, insieme ad altri servizi relativi
alla connessione.
- Il protocollo definito al livello ATT
permette di esporre
un certo quantitativo di dati, chiamati ‘attributi’. Nel conte-
sto dell’ATT il dispositivo che contiene gli attributi e che ne
permette la lettura/scrittura svolge il ruolo di ‘server’, mentre
colui che ne fa richiesta è definito come ‘client’. Va sotto-
lineato che lo stato assunto a livello ‘link layer’ è comple-
tamente indipendente dal ruolo ATT del dispositivo; detto
altrimenti, un LL master può essere un ATT client e un LL
slave può essere un ATT
server. Inoltre, un dispo-
sitivo può anche essere
sia server che client allo
stesso tempo.
- Infine vi è il
Gatt (Ge-
neric Attribute Profile)
.
Si tratta di una libreria
di servizi che definisce
subprocedure per l’uti-
lizzo di ATT. Il Gatt inol-
tre specifica la struttura
dei profili: tutti i dati
utilizzati da un profilo
sono chiamati ‘characte-
ristic’. Tutti i dati scam-
biati in una connessione
BLE sono gestiti dalle
funzioni del Gatt. In altri
termini, il Gatt è posto
sopra lo strato ATT e ne
Caratteristica
BR
BLE
Raggio d’azione
≈100 m
≈50 m
Transfer rate grezzo
1-3 Mbps
1 Mbps
Dimensione piconet
7 nodi
Dipende dall’implementazione
Latenza (da uno stato disconnesso)
≈100 ms
≈6 ms
Consumo (preso come riferimento BR)
1
0,01-0,5 a seconda dell’uso
Assorbimento massimo
<30 mA
<15 mA
Applicazioni principali
Telefoni cellulari, gaming,
cuffie, audio, streaming
audio, accessori auto ecc.
Telefoni cellulari, gaming, orologi,
sport e fitness, sicurezza e rileva-
zione di prossimità ecc.
Tabella1 – Confronto fra BR (Basic Rate) e BLE (Bluetooth Low Energy)
Fonte: www.zeitner-coaching.ch
