Quelles sont les tendances technologiques et applications des PCB Bluetooth ?

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La technologie Bluetooth existe depuis une vingtaine d’années et connaît une véritable révolution avec le développement de l’IoT (Internet of Things) tandis que les applications des PCB Bluetooth se multiplient. Déployé pour répondre aux besoins des consommateurs, les évolutions technologiques du Bluetooth sont devenues un moteur de développement pour les smart buildings, les smart industries ou encore les smart cities.

Voici un panorama sur les dernières tendances technologiques du moment et les nouvelles applications marchés pour les PCB Bluetooth.

Bluetooth : histoire et principe

Le Bluetooth se présente comme une évolution d’une précédente technologie utilisant des infrarouges comme par exemple la télécommande. Ce système nécessitait de viser un capteur pour fonctionner et n’autorisait pas la connexion en réseau de plusieurs entités. Ces limites ont été franchies par l’arrivée du Bluetooth.

Ce dernier fonctionne sur une fréquence 2,4 GHz (ondes radio ultra haute fréquence UHF) et permet à l’aide d’un appareil « maître » de contrôler un maximum de sept autres appareils « esclaves » en se passant de connexion filaire. Ces « esclaves » ne communiquent pas entre eux et reçoivent des données uniquement du « maître ». Ce n’est plus le cas avec les dernières évolutions du Bluetooth comme nous allons le voir plus loin.

Le nom Bluetooth lui a été donné par le fabricant suédois Ericsson en 1994 et tire son origine d’un roi danois, Harald à la dent bleu (en anglais Harald Bluetooth), qui réussit autrefois à unifier plusieurs tribus sous un même royaume.

Technologie Bluetooth : les tendances

Le Bluetooth Low Energy (BLE)

Le Bluetooth Low Energy – aussi appelé Bluetooth LE ou Bluetooth Smart – est apparu en 2010 suite au déploiement de la version 4.0 du Bluetooth Core Specification. Son débit est similaire au Bluetooth classique (1 Mbit/s) mais sa consommation d’énergie est 10 fois moins élevée et sa portée reste équivalente. La connexion peut être établie rapidement et interrompue dès que le transfert de données est terminé. Il est ainsi possible de concevoir des dispositifs sans fil à courte portée pouvant fonctionner des mois, voire des années, à partir d’un simple bouton.

Le BLE permet une réduction importante de la consommation d’énergie et du coût de fonctionnement tout en maintenant les performances, ouvrant ainsi la voie aux réseaux maillés fonctionnant en Bluetooth.

Réseaux Bluetooth Mesh

Au départ, le nombre d’appareils pouvant être connectés à un réseau Bluetooth était limité à sept appareils communiquant avec un dispositif « maître » uniquement (et non entre eux). Ce n’est plus le cas aujourd’hui.

Dans un réseau maillé, au lieu d'un appareil central communiquant avec des périphériques individuels, un message est relayé d'un point du réseau à un autre par saut de canaux bidirectionnels, connectant ainsi plusieurs nœuds. Il apporte des avantages notables, car il permet un contrôle simultané de dizaines de périphériques connectés, de surmonter des limitations de portée et de générer une redondance.

L’apparition des réseaux fonctionnant en Bluetooth Mesh a été rendue possible par le Bluetooth BR/EDR (transmission d’un flux constant de données à l’aide d’une connexion de point à point entre deux appareils) et le Bluetooth Low Energy (transmission d’un flux non constant plus économe en énergie le long d’une connexion de point à point ou en « one-to-many »).

Cette capacité de maillage repose donc en grande partie sur le standard Bluetooth LE, conçu pour une connexion sécurisée et fiable de plusieurs dizaines, centaines, voire milliers d’appareils entre eux. Idéal pour les smart buildings, la smart industry ou les smart cities et partout où la construction d’un réseau autonome et intelligent s’avère nécessaire.

Cette technologie reposant sur le BLE utilise une faible bande passante pour la transmission de données pour faire le relai entre appareils à basse consommation d’un même réseau mesh. Autre avantage : les réseaux mesh sont ad hoc, simplifiant l’ajout ou le retrait de nœuds et nécessitant seulement une petite , voire aucune, reconfiguration du réseau.

Bluetooth 5

La plupart des smartphones dernière génération sont équipés du Bluetooth 5. C’est la version la plus récente (2016) des spécifications établies par le Bluetooth Special Interest Group (SIG) et régulièrement mises à jour par des groupes de travail pour répondre aux évolutions technologiques et aux besoins du marché.

Le Bluetooth 5 double la portée à 200 mètres et le débit des transmissions en BLE est multiplié par quatre à 4 Mbits pour une consommation d’énergie équivalente. Autre avancée majeure : la réduction des interférences avec le Wi-Fi qui utilise des plages de fréquences similaires, ce qui pouvait auparavant causer des interférences.

Ces nouvelles spécifications vont donner une nouvelle impulsion aux réseaux Bluetooth Mesh en permettant de couvrir l’ensemble d’un bâtiment industriel, d’une maison individuelle ou d’un immeuble.

Web Bluetooth

Le Web Bluetooth est une API JavaScript développée en 2014 par Jeffrey Yasskin et Vincent Scheib travaillant chez Google. Ce code peut être lu par un navigateur web pouvant dès lors communiquer avec n’importe quel autre système Bluetooth, le tout sans avoir à installer une application à chaque fois. Cette avancée devrait élargir les horizons du Web grâce à des interactions directes avec le monde des objets physiques (wearables ou smart home par exemple).

Créer des applications web spécifiques pour contrôler et surveiller un réseau Bluetooth assure une compatibilité à moindre coût avec les principes d’architecture du cloud computing gouvernant la majorité des autres systèmes IT.

Bluetooth et tendances du marché

Les dernières évolutions du Bluetooth contribuent à la croissance des ventes d’appareils équipés de cette technologie. La version 2019 du Bluetooth Market Update publiée chaque année par le SIG évoque un taux de croissance annuel composé des ventes (CAGR) à 8 % sur les cinq prochaines années. Elles devraient atteindre 5,4 milliards d’unités vendues équipées du Bluetooth en 2023.

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Le Bluetooth Low Energy en forte croissance

Fil conducteur pour le développement des systèmes IoT, le Bluetooth Low Energy équipera 90 % des équipements Bluetooth en 2023 pour une quantité d’appareils livrés estimée à 1,6 milliard en 2023.

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Applications de la technologie et secteurs d’activités

Les applications pour les systèmes équipés des nouvelles spécifications Bluetooth sont nombreuses :

  • Le streaming audio : casques et écouteurs, enceintes portables et systèmes complets pour équiper la maison.
  • Le transfert de données : wearables, montres connectées, jouets et outils connectés, santé connectée, accessoires et périphériques pour ordinateur personnel.
  • IoT as a service : Point of Interest Information pour les distributeurs cherchant à améliorer l’expérience client et pour les smart cities, item finding pour retrouver tout objet personnel grâce au Bluetooth (clés, portefeuille, sac, etc), service de localisation en temps réel en usine ou dans un hôpital, système de guidage indoor.
  • Les réseaux industriels : système de contrôle pour les smart buildings et la smart industry, système de monitoring (température, humidité, productivité des salariés, etc), systèmes intelligents autonomes pour l’éclairage, la ventilation et la sécurité pour économiser l’énergie, diminuer les coûts de fonctionnement et optimiser la durée de vie du réseau.

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