Bluetooth Low Energy (BLE) là gì? Những điều bạn chưa biết về BLE

BLE hoặc Bluetooth Low Energy là một công nghệ tiên tiến giúp các thiết bị giao tiếp với nhau mà không cần cáp. Công nghệ này đã tạo ra nhiều tiện ích cho người dùng trong nghiên cứu và làm việc. Bài viết sau đây sẽ chia sẻ thêm chi tiết về công nghệ truyền thông mới này, các nguyên tắc và ứng dụng hoạt động của nó.

BLE là gì?

BLE là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Bluetooth Low Energy hoặc nhiều người gọi nó là Bluetooth LE. Đây là một công nghệ cho phép các thiết bị giao tiếp với nhau mà không cần cáp và với công suất thấp. Các thiết bị thông minh có thể liên kết với nhau trên khoảng cách gần bằng công nghệ này.

Một số thiết bị mà người dùng thường sử dụng mỗi ngày như đồng hồ thông minh, điện thoại thông minh, tai nghe không dây, máy tính, máy theo dõi hoạt động thể thao, v.v. có thể sử dụng công nghệ năng lượng thấp Bluetooth để liên lạc với nhau.

BLE là một tiêu chuẩn Bluetooth mới “được xác định” bởi SIG với trọng tâm là cải thiện hiệu quả năng lượng trong quá trình truyền dữ liệu. Bluetooth Low Energy cũng có thể được triển khai trong nhiều lĩnh vực như thể thao, sức khỏe, giải trí gia đình, an ninh, IoT, ngành công nghiệp thông minh, tự động hóa gia đình, … Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trên nhiều thiết bị như máy tính xách tay và điện thoại thông minh mà bạn Sử dụng mỗi ngày.

Thông thường, Apple đã áp dụng công nghệ Bluetooth LE cho các phiên bản iPhone của mình như iPhone 4S ra mắt vào năm 2011. Hầu hết các thiết bị iOS và Android trên thị trường hiện nay đang sử dụng Bluetooth LE để tương thích. Tương tác và giao tiếp nhanh chóng với các thiết bị khác. Sự phổ biến của điện thoại thông minh đã tạo ra một tiền đề cho công nghệ truyền thông này phát triển nhanh hơn nữa.

Nguyên tắc hoạt động của ble

Năng lượng thấp Bluetooth hiện cấu trúc thông tin được trao đổi dựa trên cấu trúc dữ liệu phân cấp. Cụ thể, một thiết bị năng lượng thấp Bluetooth sẽ hoạt động như một thiết bị ngoại vi để các thuộc tính và dịch vụ của nó có thể được áp dụng cho giao tiếp và tương tác với các thiết bị khác.

Các thuộc tính trên thiết bị sẽ được xác định dựa trên cấu hình GATT (các thuộc tính chung). Mỗi thuộc tính sẽ đại diện cho giá trị dưới dạng các gói thông tin nhỏ và có khả năng thay đổi theo thời gian.

Ngoài ra, các thuộc tính được chỉ định thường sẽ chứa các giá trị là loại viết hoặc loại đọc. Các thiết bị ngoại vi chia sẻ các thuộc tính đọc sẽ truyền thông tin quan trọng đến trung tâm và gửi dữ liệu. Các thiết bị ngoại vi chia sẻ thuộc tính ghi sẽ có giao diện để nhận dữ liệu từ trung tâm.

Thông thường dữ liệu BLE sẽ được gửi và nhận dưới dạng các gói dữ liệu nhỏ. Trong Bluetooth LE 4.1 và 4.0, kích thước dữ liệu tối đa là 27 byte. Cụ thể, gói dữ liệu này cũng chứa tiêu đề 4 byte, làm cho tổng gói tăng lên 31 byte.

Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ BLE

Không phải tất cả công nghệ đều mang lại lợi ích cho người dùng mà không có nhược điểm. Công nghệ năng lượng thấp Bluetooth cũng có những ưu điểm và hạn chế riêng như sau:

Lợi thế

• Đầu tiên là công nghệ này có mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu. Nó cho phép các thiết bị hoạt động trong vài tháng đến vài năm chỉ với một pin. Điều này là nhờ cơ chế kích hoạt kết nối khi có thông tin được truyền đến và từ, và nó sẽ tự động tắt khi không có thông tin được truyền.
• Các mô hình chip và dữ liệu được sử dụng để thiết kế năng lượng thấp Bluetooth không quá đắt, vì vậy công nghệ BLE có giá khá thấp.
• Bluetooth LE hoạt động ở tần số 2,4 GHz ISM để nó có thể tránh nhiễu giữa các thiết bị Bluetooth và WiFi.
• Quá trình thiết lập kết nối và truyền thông tin khá nhanh, cụ thể chỉ mất khoảng 3ms.
• Hiện tại, hầu hết các điện thoại thông minh trên thị trường Tích hợp công nghệ năng lượng thấp Bluetooth, vì vậy chúng có lợi thế cao hơn so với các công nghệ khác.

Bất lợi

Sóng năng lượng thấp Bluetooth trong không gian có tần số điều chế là 1MP. Nhưng thông số này trong thực tế thường thấp hơn do nhiều yếu tố ảnh hưởng.

Năng lượng thấp Bluetooth về mặt lý thuyết có thể truyền thông tin trên khoảng cách tối đa 100m. Nhưng trong thực tế, công nghệ kết nối này chỉ có khả năng truyền thông tin trong khoảng 30m và hiệu suất truyền ổn định nhất ở khoảng 2 đến 5m. Các yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách truyền dữ liệu này là thiết kế ăng -ten, môi trường vận hành, định hướng thiết bị, chướng ngại vật, v.v.

Sự khác biệt giữa công nghệ ble và bluetooth

Bluetooth Low Energy và Bluetooth tương tự ở chỗ mọi người có thể kết nối với các thiết bị quan trọng của họ cho mục đích thương mại hoặc cá nhân. Sự khác biệt giữa hai công nghệ này là cách phân phối dữ liệu để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng.

Năng lượng thấp Bluetooth thường được sử dụng để tiết kiệm một lượng năng lượng đáng kể nhưng nó có một số đặc điểm khác nhau so với công nghệ Bluetooth như trong bảng sau:

Với các đặc điểm trên, công nghệ Bluetooth thường được sử dụng để truyền, xử lý và trao đổi một lượng lớn dữ liệu như hình ảnh, âm thanh, video … nhưng kết nối với công nghệ Bluetooth sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn. Và giá cũng cao hơn.

Công nghệ Bluetooth LE sẽ phù hợp để kết nối và truyền ít dữ liệu hơn. Do đó, các thiết bị được kết nối với công nghệ này có thể hoạt động trên pin trong một thời gian dài với giá rẻ hơn so với Bluetooth vì nó không yêu cầu kết nối không đổi.

Có những loại thiết bị ble nào?

Hiện tại, các thiết bị Bluetooth Le được chia thành hai loại:

• Bluetooth Smart: Nó chỉ tương tác với Bluetooth Smart Ready hoặc Bluetooth SMART thiết bị.
• Bluetooth Smart Ready: Nó có thể tương tác với các thiết bị như Bluetooth Smart Ready, Bluetooth Smart, Bluetooth cổ điển.

Các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính xách tay và máy tính bảng thường chỉ sử dụng chip sẵn sàng Bluetooth Smart.

Trong những thiết bị nào có thể được áp dụng?

Công nghệ Bluetooth LE xuất hiện với kỳ vọng mang lại lợi ích lớn cho người dùng thông qua các thiết bị IoT. Do đó, công nghệ đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau với nhiều thiết bị thông minh như:

Các phụ kiện được sử dụng để định vị và theo dõi

Năng lượng thấp Bluetooth được sử dụng để định vị chính xác các đối tượng như Samsung Smart Tag, Apple Airtag. Đây là một thiết bị có thể được gắn vào nhiều đối tượng để người dùng có thể tìm thấy các đối tượng khi cần thiết.

Nhà thông minh

Bluetooth LE cũng được áp dụng cho nhà thông minh bằng cách điều khiển các đối tượng hộ gia đình bằng điện thoại thông minh. Ví dụ: August Smart Lock có thể nhanh chóng biến điện thoại thông minh của bạn thành một khóa điện tử.

Vòng tay thông minh

Công nghệ này cũng được áp dụng cho vòng đeo tay thông minh để cung cấp các chức năng theo dõi và ghi lại dữ liệu về chế độ tập thể dục và thể thao của mọi người. Đồng thời, nó cũng hỗ trợ đồng bộ hóa tất cả dữ liệu với điện thoại thông minh.

Thiết bị cGMP

Trong lĩnh vực y tế, BLE cũng được áp dụng cho CGMP để giúp mọi người dễ dàng theo dõi mức glucose. Từ đó bạn sẽ biết cách điều chỉnh chế độ ăn uống và tập thể dục hàng ngày.

Tiếp thị hàng xóm

Beacon là một khu vực áp dụng công nghệ Bluetooth LE. Đây là công nghệ định vị và tiếp thị trong khu vực gần. Nó có thể xác định và gửi dữ liệu sản phẩm hoặc quảng cáo cho khách hàng đang ở gần cửa hàng thông qua điện thoại thông minh.

Quản lý tài sản

Bluetooth Low Energy cũng được sử dụng để theo dõi các mặt hàng vật lý. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quản lý tài sản. Mỗi mục cần được theo dõi sẽ được cung cấp thẻ Bluetooth Le. Tiếp theo, các biểu tượng sẽ được xây dựng trên khắp cơ sở để nhận mã ID của mỗi thẻ.

Theo dõi liên hệ

Để giữ cho nhân viên trong các doanh nghiệp an toàn, họ đang xem xét các giải pháp dựa vào năng lượng thấp Bluetooth để theo dõi nhân viên mà không cần sự cho phép.

Điều này có nghĩa là tất cả những người đến văn phòng sẽ được cấp thẻ BLE và chỉ cần vận hành nó một lần để biên dịch thông tin về người mà họ tiếp xúc và nơi họ đi. Nhưng điều đặc biệt là nó không lấy thông tin nhạy cảm để được coi là sự xâm phạm quyền riêng tư. Ví dụ, nếu một nhân viên trong công ty bị bệnh, chúng ta có thể dễ dàng xác định ai đã liên lạc và trong khu vực bị nhiễm bệnh.

Hiện tại, hệ thống trung tâm của Bluetooth LE là máy tính bảng, điện thoại thông minh, máy tính xách tay hỗ trợ các hệ điều hành phổ biến như Android, iOS, MacOS, Windows Phone, Linux, Windows 10, Windows 8 …

Là năng lượng thấp Bluetooth có tính an toàn cao?

Hầu như mọi kết nối Bluetooth LE đều được mã hóa trong AES-128 từ đầu đến cuối. Điều này sẽ ngăn dữ liệu được đọc nếu nó bị chặn. Mặc dù các cuộc tấn công là hoàn toàn có thể, những trường hợp này chỉ có thể diễn ra trong một thời gian ngắn khi hai thiết bị năng lượng thấp Bluetooth đang kết nối với nhau.

Phạm vi giới hạn của Bluetooth Le cũng được hưởng lợi từ bảo mật này. Ngay cả khi bất cứ ai cố gắng tấn công các thiết bị năng lượng thấp Bluetooth, sẽ rất khó để đột nhập và đánh cắp thông tin.

Thông tin trên đã cung cấp khá nhiều về công nghệ BLE đang thu hút rất nhiều sự chú ý ngày nay. Đây là một công nghệ mang lại nhiều lợi ích cho người dùng trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Mọi người nên cẩn thận tìm hiểu về công nghệ này để theo kịp xu hướng sống hiện đại ngày nay.

Tham khảo các bài viết liên quan:

• Bluetooth 5.0 là gì? Có những tính năng nổi bật nào? Những lợi ích gì?
• Hướng dẫn về cách nhanh chóng cài đặt trình điều khiển Bluetooth cho máy tính xách tay