Bluetooth Low Energy là gì? BLE hoạt động như thế nào?

Bluetooth là một công nghệ hữu ích để truyền dữ liệu. Nó hiện được tìm thấy trong nhiều thiết bị khác nhau và phổ biến cho mọi thứ, từ phát nhạc trực tuyến đến chia sẻ file.

Một nhược điểm của Bluetooth là nó sử dụng khá nhiều pin trên thiết bị. Nếu bạn để kết nối Bluetooth cả ngày, thì mức tiêu thụ điện năng bổ sung sẽ rất lớn.

Điều này đặc biệt có vấn đề đối với các thiết bị có nguồn điện hạn chế, chẳng hạn như các thiết bị thuộc Internet of Things, hoặc thậm chí điện thoại thông minh.

Bluetooth Low Energy được thiết kế để khắc phục sự cố này. Vậy, chính xác thì BLE là gì và nó hoạt động như thế nào?

Bluetooth Low Energy là gì?

Bluetooth Low Energy dựa trên Bluetooth. Nó được phát hành vào năm 2011, và còn được gọi là Bluetooth Smart và Bluetooth 4.0.

BLE được thiết kế để cung cấp nhiều tính năng tương tự như Bluetooth nhưng tập trung vào công suất thấp. Do đó, nó không nhanh bằng Bluetooth và không thích hợp để chuyển các file lớn. Nhưng đây là lựa chọn lý tưởng để truyền một lượng nhỏ dữ liệu với mức tiêu thụ điện năng tối thiểu.

BLE đã giúp ích cho một loạt các thiết bị IoT nhỏ, chẳng hạn như cảm biến và tag, có thể giao tiếp tốt mặc dù không có pin lớn.

Làm thế nào để BLE sử dụng ít năng lượng hơn?

BLE sử dụng các dải sóng vô tuyến giống như Bluetooth và cho phép hai thiết bị trao đổi dữ liệu theo những cách tương tự.

Sự khác biệt là những thiết bị BLE vẫn ở trạng thái ngủ giữa các kết nối. Chúng cũng được thiết kế để chỉ giao tiếp trong vài giây khi chúng kết nối.

Điều này trái ngược với "Bluetooth truyền thống", luôn bật và được thiết kế để giao tiếp liên tục thường kéo dài hàng giờ.

Việc tắt trong quá trình truyền cho phép các thiết bị BLE giao tiếp hiệu quả với một phần nhỏ công suất. Không có gì lạ khi một thiết bị BLE có tuổi thọ trong một năm chỉ với một viên pin.

BLE khác gì so với Bluetooth

BLE chủ yếu được sử dụng chủ yếu để tiết kiệm điện năng nhưng thực tế có một số điểm khác biệt quan trọng.

• Bluetooth cung cấp khả năng giao tiếp liên tục theo hai hướng. BLE chỉ giao tiếp theo từng đợt ngắn và một số kết nối BLE chỉ đi theo một hướng.
• Bluetooth thực hiện truyền dữ liệu với tốc độ 1-3MB. BLE được giới hạn ở 125KBs-2MBs.
• Bluetooth có khả năng thoại còn BLE thì không.
• Kết nối Bluetooth có độ trễ lên đến 100ms. Kết nối BLE có độ trễ là 6ms. Hãy nhớ rằng độ trễ càng thấp càng tốt.
• Bluetooth sử dụng công suất 1 Watt. BLE sử dụng từ 0,01 đến 0,5 Watt. Điều này có nghĩa là một số thiết bị BLE sử dụng ít năng lượng hơn 100 lần.

Tất cả điện thoại thông minh đều có hỗ trợ BLE chứ?

Kể từ năm 2012, hầu hết tất cả các điện thoại thông minh đều hỗ trợ cả Bluetooth cổ điển và BLE. Hỗ trợ BLE đã được giới thiệu trong iPhone 4 và Android 4.3. BLE cũng được hỗ trợ bởi hầu hết các thiết bị Windows, Linux và Mac.

Bluetooth beacon là gì?

Bluetooth Low Energy không chỉ là một công cụ để truyền dữ liệu. Có thể cho rằng ứng dụng quan trọng nhất của công nghệ này là tạo ra các beacon (điểm hiệu).

Bluetooth beacon là thiết bị truyền phần cứng sử dụng công nghệ BLE để gửi một số ID vài giây một lần.

Số ID này sau đó được các thiết bị BLE trong khu vực thu thập. Nếu một thiết bị nhận ra số ID, nó có thể kết nối với beacon và nhận thông tin.

Ví dụ, một beacon có thể được sử dụng để gửi thông báo đến bất kỳ điện thoại thông minh hỗ trợ BLE nào có cài đặt một ứng dụng cụ thể.

Bluetooth Low Energy được sử dụng để làm gì?

BLE sẽ không bao giờ thay thế được Bluetooth. Nhưng nó đã trở thành công nghệ tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng.

Thiết bị thông minh

Hầu hết các thiết bị thông minh sử dụng BLE để giao tiếp với nhau. Nhiều thiết bị thông minh có nguồn điện hạn chế và sẽ không thể hỗ trợ sử dụng Bluetooth. BLE cũng được tìm thấy trong hầu hết các điện thoại thông minh, vì vậy nó cung cấp khả năng tương thích dễ dàng.

Proximity Marketing (tiếp thị tiệm cận)

BLE có thể được sử dụng để gửi tin nhắn quảng cáo đến các điện thoại thông minh gần đó. Điều này cho phép việc tiếp thị được nhắm mục tiêu đến mọi người dựa trên vị trí. Ví dụ, một cửa hàng có thể gửi thông báo cho mọi người khi họ bước vào.

Theo dõi vị trí trong nhà

GPS rõ ràng là hiệu quả trong việc theo dõi vị trí. Nhưng nó thường không đủ chính xác để được sử dụng trong các khu vực nhỏ như bên trong các tòa nhà. BLE cung cấp một giải pháp thay thế hữu ích cho việc theo dõi trong nhà. Khi kết hợp với beacon, nó có thể được sử dụng để theo dõi điện thoại thông minh từ phòng này sang phòng khác.

Quản lý tài sản

BLE cũng có thể được sử dụng để theo dõi các hạng mục vật lý và do đó phổ biến trong quản lý tài sản. Mỗi mục cần theo dõi được cấp một tag BLE. Sau đó, các beacon được thiết lập khắp cơ sở để “lắng nghe” ID duy nhất của mỗi tag.

Bluetooth Low Energy không được sử dụng để làm gì?

Bluetooth truyền thống vẫn được sử dụng cho các ứng dụng không ưu tiên tiêu thụ điện năng. Bluetooth nhanh hơn và do đó vẫn phổ biến để truyền các file lớn. Nó cũng được sử dụng cho các thiết bị ngoại vi của PC, chẳng hạn như bàn phím và tai nghe, đòi hỏi giao tiếp liên tục.

Bluetooth Low Energy bảo mật như thế nào?

Tất cả các kết nối BLE đều được trang bị mã hóa đầu cuối (end-to-end) AES-128. Điều này ngăn không cho dữ liệu được đọc nếu nó bị chặn.

Các cuộc tấn công Man-in-the-Middle có thể xảy ra, nhưng điều này chỉ có thể xảy ra trong một khoảng thời gian giới hạn khi hai thiết bị BLE đang ghép nối.

Phạm vi hạn chế của BLE cũng có lợi từ quan điểm bảo mật. Bất kỳ nỗ lực nào để tấn công thiết bị BLE đều sẽ yêu cầu tin tặc đến gần thiết bị đó.

BLE đã thay đổi Internet of Things như thế nào

Nhiều ứng dụng phổ biến nhất của Internet of Things sẽ không thể thực hiện được nếu không có Bluetooth Low Energy. Bằng cách giảm tiêu thụ điện năng, nó cho phép các thiết bị IoT có kích thước nhỏ hơn đáng kể và tuổi thọ lâu hơn.

Do đó, BLE được trang bị cho nhiều thiết bị đeo, tag và các thiết bị thông minh khác mà chúng ta sử dụng ngày nay. Có khả năng BLE sẽ chỉ trở nên quan trọng hơn khi có nhiều thiết bị bắt đầu kết nối với nhau hơn.