Bluetooth أو wifi - أيهما أفضل لمنتجك اللاسلكي الجديد؟

هناك العديد من المعايير اللاسلكية تحت تصرفك عند إنشاء منتج جديد. كل خيار له مجموعته الخاصة من المزايا والعيوب. انها حقا تعتمد على هدفك. في هذه المقالة سنلقي نظرة على ثلاثة معايير لاسلكية قصيرة المدى الأكثر شيوعًا بما في ذلك: Bluetooth Classic و Bluetooth Low-Energy (BLE) و WiFi Direct.

الحاجة إلى السرعة

إذا كان نقل البيانات عالي السرعة هو أهم مطلب لمنتجك ، فمن المرجح أن يكون WiFi Direct هو الخيار الأفضل. لقد سمع الجميع بشبكة WiFi ، لكن القليل منهم يعرف عن WiFi Direct. على الرغم من أن هذا يتغير. تتطلب شبكة WiFi القياسية نقطة وصول. لذلك إذا كنت ترغب في نقل البيانات من جهاز إلى آخر ، فيجب أن تمر عبر نقطة الوصول. يتمتع WiFi Direct بمزايا سرعة WiFi دون الحاجة إلى نقطة وصول. يمكن نقل البيانات مباشرة من جهاز إلى آخر كما هو الحال مع البلوتوث.

مقارنة السرعة
المعيار اللاسلكي	سرعة
بلوتوث منخفض الطاقة	1 ميجابت في الثانية
بلوتوث كلاسيك	2-3 ميجابت في الثانية
واي فاي مباشر	100-250 ميجابت في الثانية

يتمتع WiFi Direct بسرعة نقل بيانات قصوى تبلغ حوالي 10 أضعاف السرعة التي يمكن الحصول عليها باستخدام Bluetooth Classic. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان منتجك يحتاج إلى دفق الفيديو ، وخاصة الفيديو عالي الدقة ، فستحتاج إلى أسرع اتصال لاسلكي ممكن. لا توجد طريقة ستكون تقنية Bluetooth سريعة بما فيه الكفاية ، لذلك ستحتاج بالتأكيد تقريبًا إلى توفير اتصال WiFi Direct.

في الطرف الآخر من طيف السرعة يوجد Bluetooth Low-Energy (يُطلق عليه أيضًا Bluetooth Smart) وهو أبطأ بنحو 2-3x من Bluetooth Classic ، أو 20-30x أبطأ من WiFi Direct. يتم استخدامه عادةً لنقل كميات صغيرة من البيانات المتقطعة ، مثل قراءات أجهزة الاستشعار (درجة الحرارة ، والتسارع ، وما إلى ذلك) أو ربما إحداثيات GPS.

عندما تحتاج إلى نقل البيانات باستمرار ، كما هو الحال عند دفق الصوت ، ستحتاج عادةً إلى استخدام Bluetooth Classic. تم تحسين Bluetooth Classic للتطبيقات المتدفقة ، مقابل BLE الذي تم تحسينه لدفعات البيانات القصيرة غير المتكررة.

ومع ذلك ، من الممكن استخدام BLE لدفق الصوت ، ولكن ليس بنفس جودة Bluetooth Classic. على سبيل المثال ، موفر مكدس Bluetooth ، Searan LLC يمكن أن يوفر لك مكدس Bluetooth LE مخصصًا يسمح ببث الصوت.

نطاق الإرسال

يتمتع WiFi Direct بمدى أقصى يبلغ حوالي 200 قدم ، مقارنةً بحوالي 50 قدمًا فقط عادةً للبلوتوث (كلاسيكي ومنخفض الطاقة). النطاق المتزايد لـ WiFi Direct ممكن بسبب قوة الإرسال الأعلى التي يستخدمها WiFi Direct.

المفاضلة هي عمر البطارية وستؤدي قوة النقل المتزايدة هذه إلى استنزاف بطارية صغيرة أسرع بكثير من معيار Bluetooth.

مقارنة المدى
بلوتوث منخفض الطاقة	50 قدمًا نموذجيًا ، ولكن يصل إلى 1500 قدم مع موسع النطاق
بلوتوث كلاسيك	50 قدمًا نموذجيًا ، ولكن حتى 3000 قدم مع موسع النطاق
واي فاي مباشر	200 قدم

لكن انتظر لحظة… الأمور ليست بهذه البساطة دائمًا. هناك بعض الاستثناءات. بادئ ذي بدء ، توجد بالفعل فئات مختلفة من أجهزة إرسال Bluetooth. تستخدم معظم منتجات Bluetooth جهاز إرسال من الفئة 2 بمدى يبلغ حوالي 50 قدمًا كما هو مذكور سابقًا. لكن من الممكن استخدام جهاز إرسال من الفئة 1 بمدى أقرب إلى حوالي 300 قدم. ولكن ، تمامًا مثل WiFi Direct ، تأتي طاقة النقل الأعلى على حساب عمر البطارية المنخفض.

باستخدام دائرة موسع النطاق (والتي تتكون في الغالب من جهاز استقبال حساس للغاية) ، يمكنك زيادة النطاق باستخدام Bluetooth بشكل أكبر. على سبيل المثال ، يوفر Bluegiga مزود وحدة Bluetooth وحدة BLE طويلة المدى (BLE121LR) بمدى يصل إلى حوالي 1500 قدم. كما أنها توفر وحدة Bluetooth Classic طويلة المدى (WT41) بمدى يصل إلى 3000 قدم!

هناك استثناء آخر. في بعض التطبيقات ، من الممكن فعليًا أن تقوم تقنية Bluetooth (حتى الإصدار منخفض الطاقة) بالإرسال عبر نطاق أكبر من WiFi Direct مع استمرار استخدام القليل جدًا من الطاقة. هذا ممكن بسبب ميزة رائعة تسمى الشبكات الشبكية.

عادةً لإرسال البيانات من الجهاز "أ" إلى الجهاز "ج" ، يجب عليك تكوين رابط مباشر بين "أ" و "ج". ولكن باستخدام الشبكات الشبكية ، يمكنك بدلاً من ذلك إرسال البيانات من الجهاز "أ" إلى الجهاز "ج" عبر الجهاز "ب" ، لذلك إذا كان الجهاز "ب" في منتصف المسافة بين "أ" و C ، ثم A و C يمكن أن تكون المسافة بينهما ضعف المسافة المسموح بها عادة. وذلك لأن الجهاز B يعمل كمرحل ، أو من نواح كثيرة كمقوي للإشارة. يمكن توسيع هذه الفكرة مما يجعل من الممكن إنشاء شبكة كبيرة من الأجهزة المترابطة منخفضة الطاقة المنتشرة على مسافة كبيرة. في الواقع ، يمكن ربط ما يصل إلى 65000 جهاز باستخدام شبكة.

بدأت إحدى الشركات الرائدة في تصنيع رقائق البلوتوث الدقيقة المسماة CSR ، بما في ذلك الشبكات الشبكية مع رقائق Bluetooth منخفضة الطاقة في عام 2014. حتى الآن هم صانع الرقائق الوحيد الذي يقدم شبكة مع BLE. ومع ذلك ، أشك في أن يكون هذا هو الحال لفترة أطول.

هناك خيار الحصول على مكدس Bluetooth مخصص تم تطويره للسماح بالتواصل الشبكي مع شرائح أخرى ، أو باستخدام Bluetooth Classic. أعلم أن مزود مكدس Bluetooth Searan لديه القدرة على إضافة شبكات شبكية إلى مجموعات Bluetooth الخاصة بهم.

الطاقة / عمر البطارية / حجم البطارية

ترتبط السرعة العالية ونطاق النقل المباشر الأطول باستخدام أعلى للطاقة وبالتالي عمر بطارية أقصر. لذلك إذا كان عمر البطارية أو حجم البطارية مهمًا لمنتجك ، فإن استخدام الطاقة يصبح أمرًا بالغ الأهمية.

Bluetooth Low-Energy (BLE) هو الفائز الواضح فيما يتعلق باستخدام الطاقة المنخفضة. تم تطويره بشكل أساسي لتطبيقات إنترنت الأشياء التي تحتاج عدة مرات إلى تشغيلها من بطارية ساعة واحدة صغيرة. يمكن تشغيل جهاز BLE لمدة عام أو عامين على بطارية ساعة واحدة. هذا ممكن بشكل أساسي لأن هذه الأنواع من المنتجات مصممة للإرسال فقط في بعض الأحيان. على سبيل المثال ، قد يقوم جهاز BLE بنقل البيانات لمدة ثانية واحدة مرة واحدة في الدقيقة. هذا يعني أن الجهاز في وضع الخمول 59/60 = 98.3٪ من الوقت.

التوافق

إذا كان التوافق مع الهواتف الذكية القديمة أمرًا بالغ الأهمية لمنتجك ، فقد يكون Bluetooth Classic هو الخيار الأفضل. تدعم جميع الهواتف الذكية تقنية Bluetooth Classic ، لكن الهواتف الأحدث بشكل معتدل فقط هي التي تدعم BLE و WiFi Direct.

مقارنة المدى
بلوتوث منخفض الطاقة	جميع الإصدارات	جميع الإصدارات
بلوتوث كلاسيك	الإصدار 4.3 أو أحدث	الإصدار 4S أو أحدث
واي فاي مباشر	الإصدار 4.0 أو أحدث	الإصدار 5S أو أحدث

أفضل ما في العالمين: وضع بلوتوث مزدوج

بالنسبة لبعض التطبيقات ، يكون Bluetooth Classic هو الخيار الأفضل في بعض الأحيان ، وفي أوقات أخرى يكون Bluetooth Low-Energy هو الخيار الأفضل. على سبيل المثال ، ربما تفضل Bluetooth Low-Energy للحفاظ على عمر البطارية ، ولكنك تريد أيضًا السماح بالتوافق مع الهواتف الذكية القديمة.

قد يكون أفضل حل هو Bluetooth Dual-Mode. عند الاتصال بالهواتف الأحدث ، يمكنك استخدام وضع BLE الموفر للبطارية ، ولكن عندما تحتاج إلى الارتباط بالهواتف القديمة ، يمكنك تحديد الوضع الكلاسيكي. يقدم معظم صانعي شرائح Bluetooth وموفري الوحدات النمطية حلول Bluetooth ثنائية الوضع.

الأمان

توفر جميع المعايير اللاسلكية الثلاثة مستوى عالٍ من الأمان. ومع ذلك ، يستخدم WiFi تشفير 256 بت مقابل استخدام تقنية Bluetooth (Classic و LE) تشفير 128 بت فقط. في معظم الحالات ، يكون مستوى أمان Bluetooth كافيًا ، ولكن إذا كان الأمان مهمًا لمنتجك ، فقد يكون WiFi Direct هو الخيار الأفضل.

ملخص

كما هو الحال دائمًا مع الهندسة ، هناك مقايضات بين الحلول المختلفة. لا يوجد حل هو الأفضل في جميع التطبيقات. عليك أن تقرر المعايير الأكثر أهمية لمنتجك. قد يكون هذا بسيطًا أو معقدًا. إذا كانت السرعة هي كل ما يهمك ، فاختيارك سهل. أو إذا كان عمر البطارية هو شاغلك الأساسي ، فإن اختيارك بسيط جدًا. ولكن إذا كنت تهتم بكل من السرعة واستخدام الطاقة على قدم المساواة ، يصبح اختيارك أكثر تعقيدًا.

يعد تحديد المواصفات الأكثر أهمية لمنتجك دائمًا جانبًا صعبًا في تطوير المنتج. مرحبًا بك في عالم تطوير المنتجات حيث لا يوجد شيء بسيط حقًا. إذا كان الأمر سهلاً ، فستكون كل شركة ناجحة مثل Apple.

عن المؤلف

جون تيل هو رئيس Predictable Designs وهي شركة تساعد رواد الأعمال والشركات الناشئة والصناع والمخترعين والشركات الصغيرة على طرح منتجات إلكترونية جديدة في السوق. كان جون سابقًا كبير مهندسي التصميم في شركة Texas Instruments حيث ابتكر تصميمات إلكترونية تُستخدم الآن في ملايين المنتجات (بما في ذلك بعض منتجات Apple). وهو أيضًا رائد أعمال ناجح طور منتجه الخاص وصنعه في آسيا وبيعه في مئات من مواقع البيع بالتجزئة في بلدان متعددة. قم بتنزيل ورقة الغش المجانية الخاصة به: 15 خطوة لتطوير منتجك الإلكتروني الجديد.