BLE là gì?

Bluetooth Low Energy (BLE) là công nghệ giao tiếp không dây công suất thấp có thể được sử dụng trong một khoảng cách ngắn để cho phép các thiết bị thông minh giao tiếp. Một số thiết bị bạn tương tác hàng ngày như điện thoại thông minh, đồng hồ thông minh, thiết bị theo dõi thể dục, tai nghe không dây và máy tính đang sử dụng BLE để tạo trải nghiệm liền mạch giữa các thiết bị.

BLE là một tiêu chuẩn Bluetooth tương đối mới được xác định bởi Nhóm Lợi Ích Đặc Biệt Bluetooth (SIG) với trọng tâm là năng lượng thấp. Nó cho các nhà sản xuất thiết bị thêm giao diện truyền thông năng lượng thấp trên các giải pháp hiện có. Nó cũng được sử dụng để tạo ra các thiết bị tiêu thụ điện năng thấp như đèn hiệu có thể được cung cấp năng lượng bằng pin đồng xu nhỏ trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm.

BLE có nhiều khả năng và được triển khai trong một loạt các lĩnh vực như sức khỏe, thể dục, bảo mật, tự động hóa gia đình, giải trí gia đình, công nghiệp thông minh và IoT (Internet of Things). Nó cũng được ứng dụng trong điện thoại thông minh và máy tính xách tay mà chúng ta sử dụng hàng ngày.

Apple đã sớm áp dụng BLE trên điện thoại thông minh với việc phát hành iPhone 4s vào năm 2011. Ngày nay, phần lớn các thiết bị Android và iOS trên thị trường đều kết hợp BLE để giao tiếp và tương tác với các thiết bị khác. Sự phổ biến của điện thoại thông minh đã cho phép nhanh chóng áp dụng BLE và cung cấp cho các nhà sản xuất thiết bị quyền truy cập vào cơ sở người dùng BLE trên toàn thế giới.

Vai trò thiết bị: Trung tâm và Ngoại vi

Để hiểu cách hoạt động của BLE, chúng ta cần xác định một số thuật ngữ và khái niệm. Thiết bị BLE hoạt động ở vai trò trung tâm hoặc ngoại vi và đôi khi còn được gọi là client hoặc máy server.

Trung tâm (client)

Thiết bị khởi tạo các lệnh và yêu cầu cũng như chấp nhận các phản hồi.

Ví dụ: máy tính, điện thoại thông minh

Ngoại vi (server)

Thiết bị nhận lệnh và yêu cầu và trả về phản hồi

Ví dụ: cảm biến nhiệt độ, máy đo nhịp tim

Chúng ta thường nghĩ về thiết bị BLE với vai trò thiết bị ngoại vi qua những thứ như tai nghe, máy theo dõi thể dục, máy đo nhịp tim,... Nếu thiết bị báo tính khả dụng của nó để kết nối và cung cấp giao diện để giao tiếp thì nó chính là thiết bị ngoại vi.

Thay vào đó nếu thiết bị phát hiện, kết nối và tương tác với các thiết bị ngoại vi thì nó chính là thiết bị trung tâm. Chẳng hạn như máy tính hoặc điện thoại thông minh. Trung tâm thường quét các thiết bị ngoại vi gần đó và hiển thị danh sách các thiết bị được tìm thấy. Nếu thiết bị ngoại vi có thể kết nối, trung tâm có thể kết nối với thiết bị ngoại vi được chỉ định và bắt đầu trao đổi thông tin.

Giao tiếp BLE hoạt động như thế nào

BLE sử dụng cấu trúc dữ liệu phân cấp để xác định cấu trúc trao đổi thông tin. Thiết bị BLE với vai trò là thiết bị ngoại vi sẽ báo các đặc điểm có thể được sử dụng để giao tiếp với thiết bị. Các thuộc tính này được xác định bằng cách sử dụng cấu hình GATT (Thuộc tính chung). Các đặc điểm thể hiện các giá trị dưới dạng các gói thông tin nhỏ có thể thay đổi theo thời gian.

Các đặc tính có thể được định nghĩa để chứa các giá trị kiểu đọc hoặc ghi. Các thiết bị ngoại vi cung cấp đặc điểm kiểu đọc nói chung là công bố thông tin cho trung tâm tiêu thụ. Các thiết bị ngoại vi cung cấp đặc điểm kiểu ghi thường cung cấp giao diện để nhận dữ liệu từ trung tâm - ví dụ như giá trị cấu hình thay đổi một số thứ trên thiết bị ngoại vi.

Ví dụ, giả sử chúng ta có một thiết bị ngoại vi triển khai BLE để cung cấp giá trị đọc nhiệt độ từ cảm biến. Thiết bị ngoại vi này sẽ có đặc tính nhiệt độ kiểu đọc với giá trị nhiệt độ hiện tại được đặt trên đặc tính. Khi các kết quả đọc nhiệt độ thay đổi, thiết bị ngoại vi sẽ cập nhật giá trị đặc tính. Sau đó, thiết bị trung tâm được kết nối như máy tính hoặc điện thoại thông minh sẽ ghi nhận các thay đổi trên đặc tính ngoại vi đó để cập nhật nhiệt độ theo thời gian thực qua BLE từ thiết bị ngoại vi.