Bluetooth は、低コストの近距離無線データおよび音声通信に基づくオープンな通信技術です。オーディオ ストリーミング (カー スピーカー) や位置情報サービスから、データ伝送 (健康モニター) やデバイス ネットワーク (監視システム) まで、Bluetooth は私たちの日常生活で不可欠な役割を果たしています。1994 年以来、14種類の Bluetooth バージョンがあり、それぞれが異なる産業アプリケーションの開発を牽引してきました。2022 年の Bluetooth 市場レポートによると、2013 年～ 2018 年にかけて、スマート ホームにおける Bluetooth 技術の複合成長率は 232% にも達し、スマート ホームにおける Bluetooth 出荷台数は 5 年間で 30 倍以上に増加することになります。2024 年までに、Bluetooth オーディオ伝送デバイスの年間出荷台数は 1.5 億台に達し、2019 年と比較して 40% 増加すると予想されています。その中でも、Bluetooth ビーコンはBluetooth 4.0 のリリース後に注目を集め始め、Bluetooth 5.0 のリリース後に爆発的な普及期を迎えました。この記事では、Bluetooth 4.0ビーコンとBluetooth 5.0ビーコン（Bluetooth 5とBluetooth 4）について詳しく解説します。続きを読んで詳細をご覧ください。
2016年に発表されたBluetooth 5.0ビーコンは、無線技術における高度なプライバシーとセキュリティ基準をすべて満たすように設計されています。最新のハードウェアでなければスムーズに動作せず、Bluetooth 4.0ビーコンなどの旧バージョンとは互換性がありません。では、Bluetoothはこれら2つのバージョンでどのような進化を遂げたのでしょうか？ Bluetooth 4.0ビーコンとBluetooth 5.0ビーコンの詳細な比較については、以下をご覧ください。
1。 速度
Bluetoothバージョン4.0の人気と比較すると、BluetoothビーコンはBluetooth 5.0のリリースまで普及しませんでした。これは、Bluetooth 5.0がBluetooth 4.0の4.0倍の速度であるためです。Bluetooth 1の5.0Mbpsと比較して、Bluetooth 2ビーコンは最大251Mbpsの速度を実現し、あらゆるIoT互換性の要件をほぼ満たしています。1060バイトのパケットをBluetooth 5.0では4.0マイクロ秒で送信できますが、Bluetooth 2120ではXNUMXマイクロ秒という固定時間枠が設定されています。
2.範囲
Bluetoothビーコンがサポートできる範囲は、その適用範囲を決定する重要な要素の一つです。Bluetooth 4.0は屋内10メートル、屋外50メートルの範囲しかサポートしていませんでしたが、Bluetooth 5.0は低電力伝送を可能にし、より広範囲のデータ通信を可能にするため、屋外200メートル、屋内40メートルの範囲をサポートできます。そのため、Bluetooth 5.0ビーコンはBluetooth 4.0ビーコンよりも多くの場所で使用できます。
3. バッテリー帯域幅
Bluetoothバージョン5.0仕様はIoT向けに改良されており、Bluetooth 5ビーコンはBluetooth 4ビーコンよりもデバイスあたりの消費電力が少なくなっています。例えば、すべてのビーコンデバイスがBLE経由で通信するため、バッテリー切れを心配することなく、Bluetoothを長時間オンにすることができます。
もちろん、ハードウェアも消費電力に大きな役割を果たします。Bluetooth 5.0の最大送信電力は+10 dBmですが、Bluetooth 5.0では最大送信電力が+20 dBmになります。
4。 互換性
Bluetoothビーコンにとって、互換性は重要な要素です。Bluetooth 4.0ビーコンはバージョン4シリーズ専用に設計されたデバイスとのみ互換性があり、Bluetooth 5ビーコンとは互換性がありません。一方、Bluetoothバージョン5.0はBluetooth 4.0シリーズと互換性があります。
5. ハードウェアサポート
Bluetooth 5ビーコンは、その優れた通信範囲と高速化により、IoTの多くの要件を満たしています。しかし、Bluetooth 5.0を最大限に活用するには、全く新しい改良されたデバイスが必要です。例えば、デバイスを正常に動作させるにはBluetoothアダプターが必要になる場合があります。USBポートに接続することで、デバイスを最新バージョンにアップデートできます。ただし、Bluetooth 4.0ビーコンはハードウェアサポートの点で全く異なり、同じバージョンファミリー以外のバージョンとは互換性がありません。
6. メッセージ容量
Bluetoothバージョン5.0仕様では、255バイトという大容量のメッセージ容量が規定されており、実際のデータペイロードに使用できるバイト数が多くなっています。しかし、Bluetooth 4.0ビーコンのメッセージ容量はわずか31バイトと小さく、実際のデータペイロードに使用できるバイト数は17～20バイトにとどまります。
| 特長 | Bluetooth 4.0ビーコン | Bluetooth 5.0ビーコン |
| 速度 | 1Mbps | 2Mbps |
| 屋内範囲 | 屋外50メートル、屋内10メートル | 屋外200メートル、屋内40メートル |
| バッテリーの寿命 | ショーター | より長いです |
| バッテリー帯域幅 | 最大送信電力は+10 dBm | 最大送信電力は+20 dBm |
| 互換性 | Bluetooth 4.0バージョンシリーズでのみ動作します | Bluetooth 4.0およびBluetooth 5.0バージョンシリーズと互換性があります |
| メッセージング容量 | 31バイト、実際のデータペイロードは17～20バイト | 255バイト |
| 電力要件 | その他 | もっと少なく |
| セキュリティ | 貧しい | より良いです |
| 混雑した環境における堅牢性 | 低くなる | より高い |
Bluetooth LEバージョン4.0、4.1、4.2でサポートされている基本的なビーコン技術は、フルBluetoothスイッチの片側を実際に使用するシンプルなデバイスを定義します。検出を希望するBluetoothデバイスは、ペアリングとそれに続くデータ交換を促す「アドバタイズ」メッセージを定期的に送信します。ビーコンのアドバタイズには、ペアリングを要求していないことを示す予約済みアドレスが含まれており、固定長の短いデータ「ペイロード」の直前に処理されます。距離が近い場合、消費者は自動的に短いビーコン通信を受信しますが、ペイロードの制限により、有用な情報を提供するには、関連するアプリケーションを起動するか、ブラウザを開く必要があります。この制限により、Bluetoothビーコンアプリケーションが制限されます。
Bluetooth 5ビーコンでは、アドバタイジングチャネルの利用可能なペイロードサイズが37バイトから255バイトへと5.0倍に増加し、カスケーディングモードによりパケットを連結してより長いメッセージを送信できます。つまり、ユーザーはアプリケーションを開かなくても、ビーコン送信から有用な情報を受け取ることができます。（Bluetooth XNUMXビーコンでは、チャネル共存性も向上しており、ビーコンが混雑した無線環境でも容易に移動できるため、消費電力の削減とバッテリー寿命の延長につながります。）
位置追跡
Bluetooth 5のAD拡張機能は、特に産業用IoT（IIoT）分野において、ビーコン技術の位置特定に関する開発が近年活発化している。移動中の物体（人や物）の位置をいつでも特定することで、人や資産の追跡が可能になる。位置ロックは、受信信号強度表示（RSSI）を使用してビーコンから受信機までの距離を推定することで実現される。送信信号強度と、距離に応じて信号強度が減少する割合が分かれば、受信機とビーコン間の距離を簡単に計算できる。
資産追跡に使用されるビーコン
資産追跡の場合、ビーコンの配置戦略は逆になります。Bluetoothビーコンは追跡対象物に固定され、その信号はインフラストラクチャ周辺に分散配置されたBluetooth LEノードのネットワークによって受信されます。3台（またはそれ以上）の端末がビーコンの信号を受信すると、三角測量によって位置が特定されます。対象となる資産は、ほぼあらゆる物、あるいはあらゆる人物です。
Bluetooth 5のビーコンメッセージに追加されたデータペイロードにより、アプリケーションやブラウザを介さずに、有用な量のデータ（例えば、測定パラメータや状態など）を送信できるようになります。例えば、温度測定により、医薬品のパッケージが規定の温度を超えて保管されていないかどうかを確認できます。
Bluetooth 4.0ビーコンとBluetooth 5.0ビーコンを比較した分析によると、Bluetooth 5シリーズはBluetooth 4よりも明らかに優れています。Bluetooth 4.0と比較して、Bluetooth 5.0の最大の特徴は、高速化とカバレッジの広さです。速度は最大2倍（1Mbps vs. 4Mbps）、通信範囲は最大800倍（200フィート vs. 8フィート）、帯域幅は最大XNUMX倍です。
誰もが常に出現する新しいトレンドに遅れずについていきたいと考えています。つまり、様々なテクノロジー機器にアップグレードするからといって、「時代遅れ」に見えるアイテムを忘れたり捨てたりすべきではありません。将来必要になるかもしれません。また、一度にすべての情報を得ることはできないことを覚えておく必要があります。どのような情報伝送においても、デバイスの範囲と速度のどちらかを選択する必要があります。さらに、デバイスがBluetooth 5.0に対応しているかどうかも考慮する必要があります。アプリケーションのニーズに基づいて、より多くの決定を下す必要があります。
中国を代表するIoTデバイスメーカーとして、OEM&ODMサービスを提供するMOKOSMARTは、Bluetoothビーコンを常に進化させてきました。開発中のビーコンは主にBluetooth 4.2とBluetooth 5.0の機能に基づいています。お客様のプロジェクトニーズに最適なビーコンソリューションをカスタマイズいたしますので、お気軽にお問い合わせください。
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