Comment fonctionne Bluetooth Low Energy (BLE) ?

Bluetooth est une technologie de communication sans fil à courte portée, principalement conçue pour communiquer sur de courtes distances. Les besoins doivent se situer dans un rayon d’environ cent mètres. L’une des principales raisons de l’incroyable succès de la technologie Bluetooth est l’énorme flexibilité qu’elle offre aux développeurs. Offrant deux options radio, la technologie Bluetooth fournit aux développeurs un ensemble polyvalent de solutions complètes et adaptées pour répondre aux besoins de connectivité sans fil.

Bien que Bluetooth existe depuis deux décennies, sa dernière version, Bluetooth low energy (BLE), est en train de transformer la géolocalisation. BLE est conçu avec des caractéristiques similaires à celles de Bluetooth, mais en mettant l’accent sur le peu d’énergivore. Par conséquent, il n’est pas aussi rapide que Bluetooth et ne convient pas au transfert de fichiers volumineux, mais il est idéal pour déplacer de petites quantités de données avec une consommation d’énergie minimale.

BLE a permis à un large éventail de petits appareils IoT, tels que des capteurs et des étiquettes, de communiquer malgré des batteries limitées. La plupart des smartphones et des appareils d’aujourd’hui sont équipés de la fonction Bluetooth.

Le BLE consomme très peu d’énergie par rapport aux autres technologies sans fil et peut fonctionner pendant de longues périodes avec une seule charge de batterie.

Les capacités d’économie d’énergie du BLE en font un candidat idéal pour les cas d’utilisation dans la gestion de la chaîne d’approvisionnement et la logistique. Par exemple, les étiquettes de suivi BLE peuvent être placées sur les articles d’inventaire pour suivre leur emplacement tout au long de la chaîne d’approvisionnement. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour optimiser la chaîne d’approvisionnement et améliorer l’efficacité logistique.

En outre, BLE peut être utilisé pour tracker la condition des articles d’inventaire, comme la température ou l’humidité. Ces informations peuvent être utilisées pour s’assurer que les marchandises sont maintenues dans les bonnes conditions et éviter qu’elles ne se détériorent ou ne soient endommagées.

Les utilisations de Bluetooth low energy dans la gestion de la chaîne logistique sont nombreuses et variées. Avec sa faible consommation d’énergie et son ensemble de fonctionnalités robustes, BLE est bien adapté à un large éventail de cas d’utilisation dans ce domaine. Comme la technologie continue d’évoluer, nous pouvons nous attendre à voir des utilisations encore plus innovantes du BLE dans la gestion de la chaîne d’approvisionnement et la logistique.

• BLE utilise environ 1/10 de l’énergie utilisée par les appareils Bluetooth. BLE y parvient en étant constamment en « mode veille » jusqu’à ce qu’une connexion soit établie.
• Si les appareils ont besoin d’une portée plus étendue pour fonctionner, ils devraient utiliser Bluetooth, mais BLE devrait être utilisé s’ils ont besoin de fonctionner plus longtemps sur des distances plus courtes.
• BLE excelle dans la transmission de petits paquets de données peu fréquents en utilisant une faible quantité d’énergie et une faible latence, tandis que Bluetooth excelle dans le transfert continu de grandes quantités de données.
• Les temps de connexion Bluetooth sont d’environ 100 ms, alors que les temps de connexion BLE ne sont que de quelques mS – ce qui rend les connexions BLE beaucoup plus rapides que les appareils Bluetooth standard.
• Les appareils BLE peuvent se connecter à un plus grand nombre d’autres appareils, par rapport au Bluetooth standard.

Les avantages des balises Bluetooth Low Energy et BLE sont qu’aucune interaction n’est nécessaire avec l’infrastructure informatique existante pour la communication. Cette technologie de géolocalisation fonctionne avec précision aussi bien à l’extérieur qu’à l’intérieur.

Les beacons BLE permettent un suivi des biens à l’extérieur et à l’intérieur. Plus tu installeras de beacons BLE à l’intérieur, plus le positionnement de ton bien sera précis.

Il existe deux options pour localiser un dispositif de suivi via BLE:

• Geobeacon (fixed-location BLE beacon) : un marqueur de localisation BLE sur un lieu fixe annonce sa position par BLE. Le dispositif de suivi reçoit ces données et communique la position à l’utilisateur final
• Passerelle BLE : le dispositif de suivi annonce sa présence via BLE à une passerelle BLE située à un endroit fixe. La passerelle BLE identifie le dispositif de suivi et signale sa position à l’utilisateur final.

Les géobalises agissent comme des marqueurs de localisation. Ces appareils émettent un signal BLE que les dispositifs de suivi utilisent pour identifier leur emplacement. Ainsi, lorsque tu installes des beacons sur des lieux connus, le beacon diffusera son identifiant. Le dispositif de suivi qui se trouve à proximité identifie le diffuseur, la balise, et l’utilise pour déterminer sa position.

Avec les beacons, aucune interaction n’est nécessaire avec l’infrastructure informatique existante pour la communication. La balise elle-même est l’infrastructure minimale à installer. Une balise alimentée par une batterie est beaucoup moins chère que l’installation de fils dans les zones industrielles, pour laquelle tu pourrais avoir besoin d’arrêter des processus et d’effectuer des contrôles de sécurité.

La durée de vie de la batterie est garantie pendant de nombreuses années. Ils nécessitent très peu d’énergie et peuvent facilement être intégrés à ton infrastructure logistique existante. L’inconvénient est qu’il est un peu moins précis que le GPS et qu’il nécessite une infrastructure minimale alors que le GPS n’en nécessite aucune.

Une autre approche pour localiser un appareil BLE consiste à travailler avec des passerelles BLE. Les passerelles sont installées à des endroits fixes et servent de marqueur de localisation. Ces dispositifs sont utilisés pour localiser les appareils de suivi qui ne sont pas (nécessairement) connectés à Internet. Le dispositif de suivi transmet un signal BLE qui est reçu par la passerelle. La passerelle transmettra l’identifiant unique de l’appareil émetteur au nuage, ce qui permettra de le localiser.

Bluetooth low energy est utilisé pour de nombreuses applications différentes, mais il est mieux adapté aux utilisations où les autres technologies de suivi de l’emplacement sont limitées, comme dans les environnements intérieurs où les systèmes GPS ne peuvent pas évaluer avec précision l’emplacement des personnes, des objets et d’autres biens.

Le principal cas d’utilisation du BLE est celui des systèmes de positionnement intérieur. Les systèmes de positionnement intérieur sont mis en œuvre pour suivre l’emplacement des personnes et des biens, promouvoir des produits, partager des informations et aider à la navigation des personnes.

• Suivi de biens : Le BLE est utile pour suivre les emplacements généraux des personnes, des équipements et des biens dans les environnements intérieurs. De nombreuses installations de fabrication et d’entreposage utilisent le BLE pour suivre les biens qui s’y trouvent.
• Promotion de la production: Les entreprises utilisent BLE pour envoyer des notifications push aux appareils mobiles de leurs utilisateurs lorsqu’ils se trouvent à proximité de leurs magasins.
• Partage d’informations : BLE permet de partager des informations avec des personnes se trouvant à un endroit donné sur des points d’intérêt (POI) dans leur environnement.
• Navigation : BLE est également utilisé pour aider les gens à trouver plus rapidement les destinations souhaitées. Cela est généralement rendu possible par les personnes qui installent une application mobile spécifique pour permettre la communication entre leurs appareils et les beacons BLE présents dans la zone.

Chaque technologie a ses avantages et ses limites, et le BLE ne fait pas exception. La précision de la localisation BLE repose sur la détermination de la distance par rapport à un marqueur fixe. Il existe différentes approches. L’appareil peut prendre en charge l’emplacement du marqueur le plus proche, estimer les distances de tous les marqueurs qu’il peut atteindre et faire de la triangulation pour déterminer une position. Chez Sensolus, nous utilisons une seule balise BLE. Il existe également différentes techniques pour déterminer la distance entre deux appareils via BLE. Le plus simple est d’utiliser l’intensité du signal reçu, mais il est également possible de mesurer les angles ou de calculer le temps de vol. Cependant, l’utilisation de plusieurs nœuds en fonction de la force du signal reçu a une faible précision, et l’utilisation d’angles nécessite un matériel complexe.

BLE parvient à une consommation optimisée et peu énergivore en gardant la radio éteinte autant que possible et en envoyant de petites quantités de données à des vitesses de transfert faibles. Et surtout, elle est déjà implémentée dans la plupart des smartphones du marché.

Le BLE (et le Bluetooth en général) a été conçu pour des applications à courte portée, et son rayon d’action est donc limité. Il y a quelques facteurs qui limitent la portée de BLE :

• Le BLE fonctionne dans le spectre ISM de 2,4 GHz, qui est fortement affecté par les obstacles qui existent tout autour de nous, tels que les objets métalliques, les murs et l’eau (en particulier les corps humains)
• Performance et conception de l’antenne du dispositif BLE.
• Le boîtier physique de l’appareil.
• Orientation de l’appareil.