BLE (Bluetooth Low Energy)
・NordicSemiconductor社の最新情報
・BLEの理解の為の資料（初期導入の為の解説等）
BLEとは？
BLEで何？何ができるの？
ここではBLEとは何かについて、大雑把に説明したいと思います。
顧客様やセミナーを通じて、BLE理解の障害となっているものも見えてきましたので、少しでも正しい理解に近づければと思います。
既にお分かりの方々は飛ばしてもらって良いです。
【無線機器を取り巻く環境】
一般的(ユニバーサル)な無線通信規格の代表と言えば(携帯電話網のG3/G4/LTE等は除き)、以下3つです。
この3つは、受信機を別途準備しなくともPC/Mac/iPhone/Android等に繋がる事ができるという点で一般的です。
※ZigBeeやらW3やらNFCやらと騒がれてますが、単純には機器に繋がらないので、一般的ではないとしてます。
<携帯端末向けの一般的規格>
(1) 2.4GHz-WiFi[2.401~2.497GHz/1~14ch], IEEE802.11b/g※ISM(Industrial Scientific Medical)バンド内
5.xGHz-WiFi[W52:5.15~5.25GHz/36・40・44・48ch, W53:5.25~5.35GHz/ 52・56・60・64ch, W54:5.47~5.725GHz/100・104・108・112・116・120・124・128・132・136・140ch]
※5.xGHz帯はISMバンドではありません。別に覚えなくてOKです。
(2) BlueTooth通信：以前から有るBluetooth規格です。現在ではBluetooth Classic規格(又はBT Classic)と呼ぶ。
2.4GHz ISMバンドを使用します。単純に”Classic”と呼ぶこともあります。
他にもBT2.0、BT2.1+EDR、BT3.0、。。。BT4.0(？)、とも言う事があります。
(3) Bluetooth Low Energy通信：新しいこれからの規格。BLEやBluetooth LEと呼ばれてます。
2.4GHzのISMバンドを使います。
呼び方は、BLE、Bluetooth LE、BT4.0(?)、BT4.1などと呼ばれてます。
BT4.0という呼び方が、BT ClassicとBLEで使われてますが、解りやすく大雑把に書きますと。
| BT規格 | 下り通信 | 上り通信 | |
|---|---|---|---|
| 2.0 | 723.2kbps | 57.6kbps | |
| 2.1 | 723.2kbps | 57.6kbps | ペアリングの簡素化 |
| 2.x+EDR | 2.1781Mbps | 177.1kbps | ヘッドホン等に、+EDRと付いてます。 |
| 3.0 | 2.1781Mbps | 177.1kbps | 省電力性が高まりました。 |
| 3.x+HS | 24Mbps | 177.1kbps | +HSで下りスピードがUp ※規格策定中？ |
| 4.0 | BT3.x+BLE | 要は、BT3.0にBLE規格をくっつけたものがBT4.0と覚えて下さい。 | |
| 4.1 | BT4.0+インターネット接続 | ||
弊社が進めているBLE規格とはBT3.0と足し合わせて、BT4.0となってると思って考えて下さい。
BT4.0=BT3.0(Classic) + Bluetooth LE (BLE)
ほぼ間違ってません。
【それぞれの特徴】
一般的に言われている内容を以下の表に纏めます。
技術的に進化して行きますので、以後変わる点もありますが、基本はこれで間違い有りません。
| Wi-Fi | Bluetooth Classic | BLE | |
|---|---|---|---|
| 通信容量 | 大 | 中 | 小 |
| 通信距離 | 長い・Long Range | 短い(5~10m程度) | 短い(5~10m程度) |
| 消費電流 | 大きい (大容量バッテリ必要) |
中 (小型2次電池で数時間) |
微少 (ボタン電池で1年以上可) |
| 通信開始までの時間 | 遅い (余り意識しないが) |
遅い | 早い(一瞬) |
| ワイヤレスで出来る事 |
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| ワイヤレスで出来ない事・苦手な事 |
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| 設計の難易度 | 超難解 | 難解 | 容易 |
| コスト | 高い | 中 | 安い |
| PCとの接続性 | ◎ | ◎ | △ (まもなく◎) |
| Macとの接続性 | ◎ | ◎ | ○ (まもなく◎) |
| iOSとの接続性 | ◎ | ◎ | ◎ |
| Androidとの接続性 | ◎ | ◎ | △ (まもなく◎) |
| Internetへの接続性 | ◎ (Wi-Fiルータ等) |
× (今の所) |
△ (ルータがBT4.1対応するので、2015年にはバラ色) |
概ね、この様になってます。
【BLEが注目されている理由】
- 消費電流がとても低い(一般的Beaconでは1年～2年の動作も可能)
- 安い(他の2規格と比べるととても安い)
- 開発が容易(ソフトウェアメーカー・Web系メーカーでも参入可能)
- App/Apps/アプリケーションと繋げて、ソフトとハードの連動が容易
- BT4.1規格ではルータが対応すると、インターネットに直接接続可能。⇒(例)外出先からの室内操作も可能
- これからの標準機器(iOS/Android/Mac/Windows)が標準サポートし、ドングル(受信機)が不要！
- BeaconやiBeaconのサポートで新たなビジネスモデルが構築可能。
という所です。
【なぜ、ベンチャーがBLEを使ったシステムに注目しているのか】
- 導入が容易
- ソフトウェア・Firmware開発がBT ClassicやWi-Fiと比較して自由・簡単。制限・制約が無いに等しい。
- アプリとBLEとが直接繋がる為、ラジコンの様なシステムが簡単に構築可能。フィジカルコンピューティング！
- 医療・健康・フィットネスといった業界が最も注目しており、既に導入も始まっている。
- 今や、標準化したOSがグローバルに展開されてますので、BLE製品であれば、世界展開が容易です。
- BeaconやiBeaconを使ってWebサービスの拡充・展開が広がる
これ以外にも色々とありますが、企業秘密の部分もあります。。。
【BLEが出来る事とは？】
弊社でもこれを良く質問されます。
BLEの仕組みが解って来た、現在の答えは、
「まず、『何をやりたいか』を考えます。そうすると、その考えたものはBLEでほぼ全て実現できます！
但し、制約は(1)オーディオ(2)ストリーミング(3)音声(4)写真の転送、以外の短距離通信で！という制約があります。」
とても大きく出ましたが、事実殆どの事が可能だという点で、『何をやりたいか』を考える事が最初で、とても大事です。
実の所、BLEで出来る事をわざわざWi-FiやBT Classicで実現する事はありません。
やっても良いのですが、メリットが無いと言い切って良いでしょう。価格が安い・導入が容易・自由な設計が可能なBLEを使わず、わざわざ高価で・難解で・自由度が少ないBT Classicを採用します？
また、この様な質問も受けます。
「BLEで何ができるのか！？」と。。。※ホントに良く聞かれます。
弊社の答えは、
「ご自身で『何をしたいのか』を考えないと、無から知恵を出すのは私共の役割ではありません。
『何をしたいのか』が決まれば、弊社でも色々とアイディア・知恵をお貸しすることは可能です。
そのくらい、何でも出来ると思って先ずは考えてみて下さい」と。
BLEの特徴その他の情報は、本Webで色々と公開しますので、参考にしてください。
【『何がやりたいか』が決まったら。。。】
以下のようなステップがありますので参考にしてください。
| 状況 | Firmware開発 | Hardware開発・メカニカル開発 |
|---|---|---|
| 営業リソースのみの場合 | ご相談下さい。 | お任せ下さい |
| 開発リソースが無い場合 | ご相談下さい。 | お任せ下さい |
| Web系のリソースのみの場合 | Firmware開発をやってみましょう。 | お任せ下さい |
| アプリ系のリソースのみの場合 | Firmware開発をやってみましょう。 | お任せ下さい |
| ハードウェア系のリソースのみの場合 | App系の業者を紹介できます。 | N/A |
| 全てのリソースがある場合 | BLEを勉強して、自力開発しましょう。 | N/A |
| 学生など。。。 | 果敢にチャレンジしましょう。 | セミナー！勉強！ |
状況に応じて、対応しますのでお気軽にご相談ください。
ただし、弊社のポリシーとしては各企画会社様それぞれが独自開発が出来る様になる事を希望します。