Funktechnik

Bluetooth jetzt auch für stromsparende Anwendungen

13.02.12 | Autor / Redakteur: Klaus Neuenhüskes und Heiner Tendyck * / Holger Heller

TC35661 von Toshiba: ARM-basierter Baustein für Bluetooth-4.0-Produkte mit LE-(Low-Energy-)Stromspartechnik
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TC35661 von Toshiba: ARM-basierter Baustein für Bluetooth-4.0-Produkte mit LE-(Low-Energy-)Stromspartechnik

Low-Energy (LE) Technologie innerhalb des neuesten Bluetooth-4.0-Standards stellt eine effiziente Plattform für intelligente, vernetzte Anwendungen dar.

Seitdem der Bluetooth-Standard erstmals veröffentlicht wurde, haben die Mitglieder der Bluetooth Special Interest Group (SIG) und die Entwicklergemeinden unser Leben langsam aber sicher mit Geräten bereichert, die eine drahtlose Datenübertragungsanbindung mit kurzer Reichweite erlauben. Dazu zählen Mobiltelefone, Headsets und PC-Dongles. Laut InStat Research sollen im Jahr 2013 mehr als zwei Milliarden Bluetooth-fähige Geräte verkauft werden.

Als zweiter der drei großen Industriestandards für drahtlose Kommunikation reiht sich Bluetooth zwischen dem ZigBee-Standard mit niedriger Datenrate für Anwendungen wie Mesh-Netzwerke und dem Multi-Gigabit-WiFi-Standard (IEEE 802.11x) ein, der für WLAN und die Internet-Anbindung ausgelegt ist. Bluetooth unterstützt Datenraten bis zu 2,1 MBit/s und bietet Vorteile wie ein geringes Designrisiko für Produktentwickler, verkürzte Time-to-Market, Zugriff auf eine große Entwicklergemeinde und deren Know-how, sowie zertifizierte Interoperabilität mit konformen Geräten anderer Hersteller.

Die Interoperabilität verbessert die Vermarktung von Bluetooth-Geräten; fördert die Entwicklung neuer, innovativer Produkte und Anwendungen; bietet Flexibilität für Endanwender, die Produkte verschiedener Hersteller zusammen verwenden können und dient letztlich der Vision der Bluetooth SIG, dass damit eine nahtlose, sofortige Anbindung etabliert wird.

Die Entwicklung von Bluetooth geht weiter

Bluetooth leistet einen wichtigen Beitrag, um das allgemeine Bewusstsein und die Nachfrage nach drahtlosen Anbindungstechniken zwischen persönlichen und mobilen Geräten zu fördern. Wenn auch die anfängliche „Killer App“ das Mobiltelefon war, unterstützt durch Vorschriften, dass Autofahrer am Steuer kein Handy benutzen dürfen, so stellt die Verbreitung sozialer Medien, von Smart-Metering-Anwendungen, persönlicher Gesundheitsprodukte und Home-Automation-Lösungen ein breit gefächertes und wachsendes Angebot für weitere Bluetooth-Anwendungen dar.

Diese und andere neue Anwendungen können durch die Bluetooth-Funktion profitieren, Informationen von verschiedenen Quellen zu Steuerungs-, Sensor- und Messzwecken auszutauschen oder zu sammeln. Die älteren Bluetooth-Standards 2.0 und 3.0 eignen sich jedoch weniger gut für stromsparende Anwendungen wie kleine Sensoren, die mit einer ebenso kleinen Stromquelle, wie z.B. einer Knopfzellenbatterie, über mehrere Jahre ohne Austausch der Batterie betrieben werden sollen.

Um die Wahl von Bluetooth als Standard für diese Anwendungen zu etablieren, führte die Bluetooth SIG im Jahr 2010 den Bluetooth-4.0-Standard ein. Ein wichtiger Aspekt des letzten Updates ist die Erweiterung der Bluetooth-Kernspezifikation um eine stromsparende Technologie. Bluetooth Low-Energy (LE) erweitert das Anwendungsspektrum und bringt die etablierten Vorteile von Bluetooth nun in den Bereich stromsparender, batteriebetriebener Sensorik-Anwendungen mit ein.

Mögliche Bluetooth-LE-Anwendungen

Bluetooth LE verringert die Spitzen-, Durchschnitts- und Leerlauf-Leistungsaufnahme – und zwar mittels schnellerer Datenverbindungs- und Trennungsprozesse, was ein geringeres Gesamtenergiebudget der Anwendung garantiert. Bild 1 vergleicht die Zeit, um entsprechende Prozesse im Standard Bluetooth-BR/EDR- und im Bluetooth-LE-Protokoll zu vergleichen. Der Verbindungsaufbau zum Datentransfer ist dabei mit Bluetooth LE zehnmal schneller.

Ergänzendes zum Thema
Batterielebensdauer verlängern

Mit der LE-Technologie erwartet die Bluetooth SIG die Einführung neuer Produkte im Gesundheits- und Fitnessbereich. Dazu zählen u.a. Pulsmesser, Pulsuhren, Foot Pods, GPS-Ortungsgeräte und Schrittzähler, mit denen Sportler genauere Leistungsdaten sammeln können. Und auch medizintechnische Geräte wie Stethoskope, Blutzucker- und Blutsauerstoff-Messgeräte lassen sich mit LE flexibler und unabhängiger verwenden.

Lesen Sie weiter: 65-nm-RFCMOS-Prozess für hohe Integration

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