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Bluetooth ist eine offene Kommunikationstechnologie, die auf kostengünstiger, drahtloser Daten- und Sprachübertragung über kurze Distanzen basiert. Von Audiostreaming (Autolautsprecher) und standortbezogenen Diensten bis hin zur Datenübertragung (Gesundheitsmonitore) und Gerätenetzwerken (Überwachungssysteme) spielt Bluetooth eine unverzichtbare Rolle in unserem Alltag. Seit 1994 gab es 14 verschiedene Bluetooth-Versionen , die jeweils die Entwicklung unterschiedlicher Branchenanwendungen vorangetrieben haben. Laut dem Bluetooth-Marktbericht 2022 betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der Bluetooth-Technologie in Smart Homes zwischen 2013 und 2018 beeindruckende 232 %. Das bedeutet, dass die Auslieferungen von Bluetooth-Geräten in Smart Homes innerhalb von fünf Jahren um mehr als das 30-Fache steigen werden! Bis 2024 sollen die jährlichen Auslieferungen von Bluetooth-Audioübertragungsgeräten 1.5 Milliarden erreichen – ein Anstieg von 40 % gegenüber 2019. Auch Bluetooth-Beacons gewannen nach der Veröffentlichung von Bluetooth 4.0 an Bedeutung und erlebten nach dem Erscheinen von Bluetooth 5.0 einen regelrechten Boom. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Einführung in die Unterschiede zwischen Bluetooth 4.0- und Bluetooth 5.0-Beacons (Bluetooth 5 vs. Bluetooth 4). Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Bluetooth 4.0 Beacon vs. Bluetooth 5.0 Beacon
Der 2016 eingeführte Bluetooth-5.0-Beacon erfüllt alle hohen Datenschutz- und Sicherheitsstandards der drahtlosen Kommunikation. Für einen reibungslosen Betrieb ist die neueste Hardware erforderlich; ältere Versionen wie Bluetooth 4.0-Beacons sind nicht kompatibel. Wie haben sich die beiden Bluetooth-Versionen also entwickelt? Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Unterschiede zwischen Bluetooth 4.0- und Bluetooth 5.0 -Beacons:
1. Schnelligkeit
Im Vergleich zur Popularität von Bluetooth Version 4.0 erlebten Bluetooth-Beacons erst mit der Veröffentlichung von Bluetooth 5.0 einen Durchbruch, da Bluetooth 5.0 doppelt so schnell ist wie Bluetooth 4.0. Im Vergleich zu Bluetooth 4.0 mit 1 Mbit/s erreicht Bluetooth 5.0 Beacons Geschwindigkeiten von bis zu 2 Mbit/s und erfüllt damit die meisten Anforderungen an die IoT-Kompatibilität. Ein 251-Byte-Paket kann mit Bluetooth 1060 in 5.0 Mikrosekunden gesendet werden, während Bluetooth 4.0 einen festen Zeitrahmen von 2120 Mikrosekunden hat.
2. Reichweite
Die Reichweite eines Bluetooth-Beacons ist einer der entscheidenden Faktoren für seinen Einsatzbereich. Bluetooth 4.0 unterstützt in Innenräumen nur Reichweiten von 10 Metern und im Außenbereich von 50 Metern. Bluetooth 5.0 hingegen ermöglicht eine Übertragung mit geringerer Leistung und bietet eine größere Datenreichweite, sodass es im Außenbereich Reichweiten von 200 Metern und in Innenräumen von 40 Metern unterstützt. Somit sind Bluetooth 5.0-Beacons in deutlich mehr Bereichen einsetzbar als Bluetooth 4.0-Beacons.
3. Batteriebandbreite
Die Bluetooth-Version 5.0-Spezifikation wurde für das Internet der Dinge verbessert, und Bluetooth-5-Beacons verbrauchen pro Gerät weniger Strom als Bluetooth-4-Beacons. Da alle Beacon-Geräte über BLE kommunizieren, können Sie Bluetooth beispielsweise länger nutzen, ohne sich Sorgen um einen leeren Akku machen zu müssen.
Natürlich spielt auch die Hardware eine große Rolle beim Stromverbrauch. Bluetooth 5.0 hat eine maximale Sendeleistung von +10 dBm, während Bluetooth 5.0 eine maximale Sendeleistung von +20 dBm hat.
4. Kompatibilität
Kompatibilität ist ein wichtiger Faktor für Bluetooth-Beacons. Bluetooth 4.0-Beacons sind nur mit Geräten kompatibel, die speziell für die Version 4-Serie entwickelt wurden. Sie sind nicht mit Bluetooth 5-Beacons kompatibel. Bluetooth Version 5.0 hingegen ist mit der Bluetooth 4.0-Serie kompatibel.
5. Hardware-Unterstützung
Der Bluetooth 5 Beacon erfüllt dank seiner außergewöhnlichen Reichweite und höheren Geschwindigkeit viele IoT-Anforderungen. Um Bluetooth 5.0 optimal zu nutzen, benötigen Sie jedoch eine ganze Reihe neuer, verbesserter Geräte. Beispielsweise kann ein Bluetooth-Adapter erforderlich sein, damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert. Durch Einstecken eines USB-Anschlusses können Sie das Gerät auf die neueste Version aktualisieren. Der Bluetooth 4.0 Beacon unterscheidet sich jedoch hinsichtlich der Hardwareunterstützung grundlegend und ist nur mit seiner eigenen Versionsfamilie kompatibel.
6. Nachrichtenkapazität
Die Spezifikation von Bluetooth Version 5.0 bietet eine große Nachrichtenkapazität von 255 Bytes und damit mehr Bytes für die eigentliche Datenlast. Bluetooth 4.0 Beacons verfügen jedoch nur über eine geringe Nachrichtenkapazität von 31 Bytes, sodass nur 17 bis 20 Bytes für die eigentliche Datenlast zur Verfügung stehen.
| Eigenschaften | Bluetooth 4.0 Beacon | Bluetooth 5.0 Beacon |
| Schnelligkeit | 1Mbps | 2Mbps |
| Indoor-Bereich | 50 m im Freien und 10 m im Innenbereich | 200 m im Freien und 40 m im Innenbereich |
| Batterielebensdauer | Kürzere | Länger |
| Batteriebandbreite | Die maximale Sendeleistung von +10 dBm | Die maximale Sendeleistung von +20 dBm |
| Kompatibilität | Funktioniert nur mit Bluetooth 4.0-Versionsreihe | Kompatibel mit den Versionen Bluetooth 4.0 und Bluetooth 5.0 |
| Messaging-Kapazität | 31 Bytes, die tatsächliche Datennutzlast beträgt 17-20 Bytes | 255 bytes |
| Leistungsbedarf | Mehr | Weniger |
| Sicherheit | Ärmer | Arbeitsumgebungen |
| Robustheit in einer überlasteten Umgebung | Senken | Höher |
Bluetooth 5.0 Beacon ist besser als Bluetooth 4.0 Beacon
Die grundlegende Beacon-Technologie, die von Bluetooth LE Versionen 4.0, 4.1 und 4.2 unterstützt wird, definiert ein einfaches Gerät, das eine Seite eines vollwertigen Bluetooth-Switches nutzt. Jedes Bluetooth-Gerät, das erkannt werden möchte, sendet regelmäßig Werbebotschaften, die zur Kopplung und zum anschließenden Datenaustausch einladen. Die Werbebotschaft des Beacons enthält eine reservierte Adresse, die anzeigt, dass keine Kopplung angefordert wurde und direkt vor einer kurzen Nutzlast mit fester Länge reagiert wird. Bei geringer Entfernung empfängt der Nutzer automatisch eine kurze Beacon-Nachricht. Aufgrund der Nutzlastbeschränkungen muss jedoch die entsprechende Anwendung gestartet oder ein Browser geöffnet werden, um nützliche Informationen bereitzustellen. Diese Einschränkung schränkt die Bluetooth-Beacon-Anwendungen ein.
Bei Bluetooth 5 Beacon wurde die verfügbare Nutzlast des Werbekanals von 37 Byte auf 255 Byte verachtfacht. Der Kaskadierungsmodus ermöglicht die Aneinanderreihung von Paketen zu längeren Nachrichten. Dadurch können Verbraucher nützliche Informationen aus Beacon-Übertragungen empfangen, ohne die Anwendung öffnen zu müssen. (Bluetooth 5.0 Beacon bietet zudem eine verbesserte Kanalkoexistenz, wodurch sich Beacons leichter in stark frequentierten Funkumgebungen bewegen können. Dies spart Strom und verlängert die Batterielebensdauer.)
Standortverfolgung
Die AD-Erweiterungsfunktionen von Bluetooth 5 haben in letzter Zeit einen Entwicklungsschub erfahren, der sich auf die Standortbestimmung mittels Beacon-Technologie konzentriert, insbesondere im Bereich des industriellen Internets der Dinge (IIoT). Die Standortbestimmung einer sich bewegenden Einheit (Person oder Objekt) ermöglicht die Verfolgung von Personen und Anlagen. Die Positionsbestimmung erfolgt durch Schätzung der Entfernung zwischen Beacon und Empfänger mithilfe der Empfangssignalstärkeanzeige ( RSSI ). Die Kenntnis der Sendesignalstärke und ihrer Abnahme mit zunehmender Entfernung ermöglicht einfache Berechnungen zur Ermittlung der Entfernung zwischen Empfänger und Beacon.
Beacons zur Anlagenverfolgung
Bei der Objektverfolgung wird die Strategie der Beacon-Einsatzes umgekehrt. Der Bluetooth-Beacon wird am zu verfolgenden Objekt befestigt, und sein Signal wird von einem Netzwerk aus Bluetooth-LE-Knoten empfangen, die in der Infrastruktur verteilt sind. Durch Triangulation kann die Position bestimmt werden, sobald drei (oder mehr) Endgeräte das Signal des Beacons empfangen. Die verfolgten Objekte können nahezu alle Arten von Objekten sein.
Die zusätzliche Datennutzlast der Beacon-Nachricht in Bluetooth 5 ermöglicht die Übertragung einer nützlichen Datenmenge (z. B. einiger Messparameter oder Zustände), ohne dass eine Anwendung oder ein Browser erforderlich ist. Ein Beispiel hierfür ist die Temperaturmessung, mit der sich beispielsweise überprüfen lässt, ob eine Arzneimittelverpackung über ihre Temperaturgrenze hinaus gelagert wurde.
Sollten Sie sich für Bluetooth 4.0 Beacon oder Bluetooth 5.0 Beacon entscheiden?
Basierend auf unserer Analyse des Bluetooth 4.0 Beacons im Vergleich zu Bluetooth 5.0 Beacons ist die Bluetooth 5-Serie deutlich besser als Bluetooth 4. Im Vergleich zu Bluetooth 4.0 zeichnet sich Bluetooth 5.0 durch höhere Geschwindigkeit und größere Reichweite aus. Sie erreichen bis zu doppelte Geschwindigkeit (2 Mbit/s vs. 1 Mbit/s), viermal größere Reichweite (4 m vs. 800 m) und achtmal größere Bandbreite.
Jeder möchte mit den ständig neu entstehenden Trends Schritt halten. Daher bedeutet die Umstellung auf alle möglichen technischen Geräte nicht, dass man veraltete Geräte vergessen oder wegwerfen sollte. Sie könnten in Zukunft noch benötigt werden. Bedenken Sie auch, dass Sie nicht alle Informationen gleichzeitig haben können. Bei jeder Informationsübertragung sollten Sie zwischen Reichweite und Geschwindigkeit des Geräts abwägen. Berücksichtigen Sie außerdem, ob Ihr Gerät Bluetooth 5.0 unterstützt. Weitere Entscheidungen sollten Sie basierend auf Ihren Anwendungsanforderungen treffen.
Bluetooth 4.2 Beacon und Bluetooth 5.0 Beacon von MOKOSmart
Als führender chinesischer Hersteller von IoT-Geräten mit OEM- und ODM-Services entwickelt MOKOSMART seine Bluetooth-Beacons stetig weiter. Die entwickelten Beacons basieren hauptsächlich auf Bluetooth 4.2 und Bluetooth 5.0. Kontaktieren Sie uns – wir erstellen Ihnen eine maßgeschneiderte Beacon-Lösung, die optimal auf Ihre Projektanforderungen zugeschnitten ist.
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