Bluetooth de baja energía (BLE)
¿Quieres integrar la tecnología BLE en tus soluciones IoT? Te explicamos cómo funciona este protocolo estándar de comunicación inalámbrica.
¿Qué es Bluetooth Low Energy?
Bluetooth Low Energy (BLE), también conocido como Bluetooth inteligente, es una tecnología de comunicación inalámbrica diseñada para crear redes privadas (PAN) para establecer conexiones entre objetos conectados y pasarelas (smartphones, PC, puntos de acceso) con el fin de recopilar una amplia gama de datos.
Esta variante del Bluetooth “clásico” se ha diseñado para ofrecer el menor consumo de energía posible, lo que ha contribuido en gran medida a su desarrollo en el mercado de los objetos conectados industriales. Entre otras cosas, esta especificidad técnica significa que los objetos conectados pueden funcionar durante periodos mucho más largos reduciendo su tiempo de actividad.
Por su forma de funcionar, Bluetooth Low Energy se adapta mejor a las aplicaciones industriales que el Bluetooth “tradicional”. Muchas aplicaciones industriales no requieren altas velocidades de repetición de transmisión, ni la transmisión de información pesada o compleja.
Integrado en sensores inalámbricos y balizas, este protocolo de comunicación abierto facilitará la recogida de datos como la temperatura, la humedad ambiental, la detección de apertura de puertas, el movimiento o un número de identificación.
Descubre nuestra gama de balizas Bluetooth y sensores industriales.
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Balizas Bluetooth vs. Sensores Bluetooth
Para recopilar datos mediante la tecnología Bluetooth Low Energy, los fabricantes se basan en infraestructuras de red que utilizan objetos conectados, como balizas o sensores.
Baliza Bluetooth
Una baliza Bluetooth es una pequeña baliza inalámbrica, similar a una insignia, cuya función es emitir un número de identificación único llamado UID (Identificador Único) a intervalos regulares. Las balizas BLE pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones relacionadas con la identificación, el inventario automático y el seguimiento :
Sensor Bluetooth
Un sensor Bluetooth industrial es un sensor inalámbrico para medir y recoger diversos datos medioambientales. Un sensor Bluetooth puede utilizarse en una amplia gama de sectores para digitalizar los procesos empresariales y mejorar el rendimiento y la seguridad:
Inventario automático de palés, piezas de repuesto, etc.
Seguimiento de equipos en una obra, en un almacén, en un vehículo, etc.
Identificación de conductores, pasajeros, etc.
Identificación de remolques, volquetes, etc.
Control de acceso a edificios y obras,…
Proteger los bienes y equipos contra el robo
Mantenimiento predictivo y preventivo
Trazabilidad de la cadena de frío
Medir la tasa de ocupación de los espacios de trabajo
Gestión del consumo de energía en los edificios
Baliza Bluetooth
Una baliza Bluetooth es una pequeña etiqueta inalámbrica, similar a una insignia, cuya función es emitir un número de identificación único llamado UUID (Identificador Único Universal) a intervalos regulares. Las balizas BLE pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones relacionadas con la identificación, el inventario automático y el seguimiento :
Identificación de remolques, volquetes, etc.
Control de acceso a edificios y obras,…
Identificación de conductores, pasajeros, etc.
Seguimiento de equipos en una obra, en un almacén, en un vehículo, etc.
Inventario automático de palés, piezas de repuesto, etc.
Sensor Bluetooth
Un sensor Bluetooth industrial es un sensor inalámbrico para medir y recoger diversos datos medioambientales. Un sensor Bluetooth puede utilizarse en una amplia gama de sectores para digitalizar los procesos empresariales y mejorar el rendimiento y la seguridad:
Proteger los bienes y equipos contra el robo
Mantenimiento predictivo y preventivo
Medir los índices de ocupación de los espacios de trabajo
Trazabilidad de la cadena de frío
Gestión del consumo de energía en los edificios
¿Por qué elegir BLE?
Si buscas una tecnología de comunicación inalámbrica que ofrezca flexibilidad de alcance manteniendo un bajo consumo de energía, BLE es la solución ideal para tus necesidades de IoT.
Reducción del consumo de energía
BLE está diseñado para minimizar el consumo de energía, lo que significa que tus dispositivos pueden funcionar durante más tiempo con una sola batería. Desde dispositivos de seguimiento hasta sensores inteligentes, BLE prolonga la duración de la batería.
Alcance adaptativo
BLE ofrece un alcance flexible que puede ajustarse según las necesidades de la aplicación. Puedes tener un alcance desde unos pocos metros hasta varias decenas de metros, lo que permite adaptarlo a escenarios de uso específicos.
Conectividad e interoperabilidad
BLE tiene muchos perfiles estándar que definen cómo deben comunicarse los dispositivos para casos de uso específicos, lo que lo hace compatible con una amplia gama de dispositivos, desde teléfonos inteligentes a sensores IoT, facilitando la interoperabilidad entre todos los dispositivos.
Seguridad mejorada
Los protocolos de seguridad BLE garantizan la protección de tus datos durante la transmisión. Puedes confiar en la confidencialidad de tu información, incluso en entornos sensibles.
¿Cómo funciona Bluetooth de baja energía?
La tecnología Bluetooth Low Energy permite el intercambio bidireccional de datos mediante ondas de radio UHF y funciona en la gama de frecuencias ISM de 2,400 GHz a 2,483 GHz. Para que los dispositivos puedan comunicarse, se asignan a BLE 40 canales separados por 2 MHz.
BLE tiene diferentes tipos de conexión y cualquier objeto conectado a BLE puede tener hasta 4 funciones diferentes:
- El emisor: su función es transmitir regularmente datos a un dispositivo, pero no acepta ninguna conexión entrante. Puede actuar como servidor.
- Observa: en este contexto, el objeto sólo puede escuchar e interpretar los datos enviados por un emisor. No puede enviar una conexión al servidor.
- La unidad central: el dispositivo recibe y procesa los archivos transmitidos por una Emisora.
- El periférico : Se encarga de las conexiones de la central, antes de transferirle archivos.
¿Tienes un proyecto IoT?
Nuestros expertos pueden ayudarte y asesorarte en la elección de sensores y balizas Bluetooth.
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¿En qué consiste una infraestructura de red BLE?
Una infraestructura de red BLE se basará en un conjunto de balizas y/o sensores Bluetooth, una pasarela (punto de acceso, smartphone, PC, rastreador, etc.), un back-end (servidor/nube) y una aplicación empresarial.
Los objetos conectados transmitirán a intervalos regulares para enviar su número de identificación y/o los datos de los sensores. La pasarela BLE escaneará y escuchará continuamente su entorno y detectará balizas y sensores IoT dentro de su perímetro. Recogerá la información y la transferirá al servidor/nube del cliente, ya sea a través de Ethernet, WiFi o 4G. En el back-end, los datos brutos se almacenarán, procesarán y analizarán.
Una vez descifrados los datos, pueden visualizarse en la aplicación empresarial en forma de historial, gráfico o mapa. También se pueden enviar comandos a las balizas y sensores desde la aplicación empresarial, como la función LED ON/OFF.
¿Cuál es el alcance del BLE?
El alcance de la señal Bluetooth Low Energy (BLE) es una de las características clave de esta tecnología de comunicación inalámbrica. El alcance determina la distancia máxima a la que un dispositivo BLE puede establecer una conexión y comunicarse con otro dispositivo, como un teléfono inteligente, un sensor o un accesorio. Aquí tienes algunos puntos importantes que debes entender sobre el alcance de la señal BLE:
Alcance típico
El alcance de la señal BLE varía en función de varios factores, como la clase de potencia del dispositivo, el entorno, los obstáculos y las interferencias de radio. Sin embargo, en general, el alcance típico de BLE oscila entre 10 y 100 metros. En distancias cortas, el alcance puede ser muy corto (unos pocos metros), mientras que en distancias largas puede ser de 100 metros o más.
Clases de potencia
Los dispositivos BLE se clasifican generalmente en tres categorías de potencia: Clase 1, Clase 2 y Clase 3. La Clase 1 ofrece el alcance máximo, hasta más de 100 metros. La Clase 2 es habitual en los dispositivos BLE, como los teléfonos inteligentes, y ofrece un alcance típico de unos 10 metros. La Clase 3 es poco frecuente y ofrece un alcance limitado a unos pocos metros.
Entorno y obstáculos
El entorno tiene un impacto significativo en el alcance del BLE. Los obstáculos físicos, como paredes, muebles y elementos metálicos, pueden atenuar la señal y reducir el alcance. Los entornos exteriores abiertos suelen proporcionar un alcance mayor que los interiores abarrotados.
Interferencias de radio
Las interferencias de otros dispositivos inalámbricos o redes Wi-Fi pueden alterar el alcance de BLE. En entornos donde coexisten numerosas fuentes de señales inalámbricas, el alcance puede verse afectado.
Aplicación específica
El alcance real puede variar dependiendo de cómo se implemente BLE en un dispositivo concreto. Algunos fabricantes incorporan antenas más potentes para aumentar el alcance, mientras que otros pueden priorizar el bajo consumo a expensas del alcance.
Aplicaciones
La gama BLE es adecuada para muchas aplicaciones IoT, como la vigilancia personal, los sensores de proximidad, los rastreadores de objetos, los dispositivos para llevar puestos, los sistemas de cierre sin llave y muchas otras.
¿Cuál es la diferencia entre Bluetooth Low Energy y Bluetooth tradicional?
Bluetooth Low Energy (BLE) es una variante de Bluetooth Classic que forma parte de los estándares desde que se publicó la versión v4.0 en 2010. Estos dos protocolos de comunicación inalámbrica comparten el mismo origen, pero sus características, funcionalidades y ámbitos de aplicación son muy diferentes.
Consumo de energía
Debido a su mayor consumo de energía, el Bluetooth convencional se suele utilizar en dispositivos alimentados por una fuente de energía constante, como enchufes eléctricos o pilas más grandes.
Bluetooth Low Energy, como su nombre indica, está diseñado para ser energéticamente eficiente. Es ideal para aplicaciones que requieren una batería de larga duración, como sensores, dispositivos de seguimiento y dispositivos portátiles.
Latencia
El Bluetooth clásico está diseñado para la transferencia de datos a alta velocidad. Es ideal para transmitir archivos grandes, como música en streaming y voz de alta calidad. Sin embargo, esto implica un mayor consumo de energía.
BLE está diseñado para pequeñas transferencias de datos, pero es eficaz para enviar datos periódicamente o en respuesta a eventos. Esto lo convierte en una opción ideal para la supervisión y el control a baja velocidad.
Velocidad de transferencia de datos
BLE admite conexiones intermitentes, en las que los dispositivos se despiertan, intercambian datos y pasan al modo de reposo para ahorrar energía. Este enfoque es ideal para dispositivos que no necesitan una conexión constante.
El Bluetooth clásico, en cambio, suele utilizarse para conexiones continuas, como la transmisión inalámbrica de audio desde un smartphone a unos auriculares o un altavoz. Es muy adecuado para aplicaciones que requieren una transmisión constante de datos.
Gama
En términos generales, el protocolo Bluetooth es una tecnología inalámbrica de proximidad. El Bluetooth convencional ofrece un alcance limitado a unos pocos metros (de 10 a 15 m como máximo). Bluetooth Low Energy, en cambio, ofrece un alcance algo mayor, que permite llegar hasta unos cientos de metros en campo abierto.
En todos los casos, el entorno en el que se utilicen las balizas y sensores Bluetooth tendrá un gran impacto en su alcance. Su rendimiento se verá degradado por obstáculos como paredes o vigas metálicas.
En resumen, la principal diferencia radica en el consumo de energía y las aplicaciones objetivo. El Bluetooth convencional es adecuado para aplicaciones que requieren una transmisión de datos continua y a alta velocidad, mientras que el BLE está diseñado para aplicaciones de bajo consumo y transferencia esporádica de datos. La elección entre ambos depende de tus necesidades específicas de comunicación inalámbrica.
¿Qué tecnologías alternativas existen al BLE?
BLE vs Malla Wirepas
La tecnología Wirepas utiliza una red en malla, en la que cada dispositivo conectado puede actuar como repetidor de datos, creando una red autoorganizada y resistente. Esto permite una gran flexibilidad a la hora de configurar la red. Pero a diferencia de BLE, Wirepas no está estandarizada y es abierta, centrándose principalmente en la conectividad local, lo que significa que es adecuada para aplicaciones que requieren comunicaciones de corto alcance en entornos específicos. Para aplicaciones como el seguimiento de personas o herramientas en interiores, la tecnología Wirepas ofrecerá mayor precisión y capacidad de respuesta que BLE.
BLE vs Quuppa
La tecnología Quuppa se basa en una infraestructura formada por antenas cableadas de 360° fijadas en altura y balizas de localización llamadas “etiquetas” incrustadas en los objetos o personas que se desea localizar. La principal diferencia entre la tecnología BLE y Quuppa radica en el método utilizado para calcular la posición. Quuppa se basa en el método AoA (ángulo de llegada), que ofrece una localización en tiempo real (RTLS) extremadamente precisa (<1m), mientras que BLE se basa en la intensidad de la señal RSSI, lo que permite localizar con una precisión de unos pocos metros. Sin embargo, la infraestructura de red necesaria para alcanzar este nivel de precisión con la tecnología Quuppa puede suponer un coste de adquisición más elevado que con BLE. La elección entre ambas tecnologías dependerá de las necesidades específicas de la aplicación y de los niveles de precisión requeridos.
BLE vs Wi-Fi
La elección entre BLE y Wi-Fi en el campo del IoT depende de las necesidades específicas de la aplicación. BLE es ideal para dispositivos de bajo consumo y corto alcance, mientras que Wi-Fi es más adecuado para aplicaciones que requieren velocidades de datos más altas a mayor distancia. También es posible utilizar estas dos tecnologías de forma complementaria para satisfacer los requisitos específicos de un proyecto IoT. La tecnología Bluetooth de baja energía es interoperable con las redes Wi-Fi existentes, lo que facilita mucho su integración, sobre todo para aplicaciones en edificios inteligentes.
