از ابتدای شکلگیری بلوتوث، این فناوری همواره بر پایه یک شبکه با توپولوژی ستارهای بنا شده است. (شکل 1، تصویر سمت چپ) در توپولوژی ستارهای همه دستگاهها به یک گره مرکزی متصل هستند. برای مثال، اگر بخواهید چندین موبایل را با بلوتوث به یکدیگر متصل کنید، یکی از موبایلها باید در نقش گره مرکزی عمل کند و ارتباط سایرین از طریق آن برقرار میشود. اما توپولوژی ستارهای با آنکه مدیریت سادهتری دارد، شعاع پوششدهی آن محدود است و کاربرد آن را برای اینترنت اشیا محدود میسازد. به عنوان نمونه، خط تولید یک کارخانه را با صدها حسگر هوشمند در نظر بگیرید که وضعیت آنی محیط را باید به اطلاع مرکز کنترل برسانند. در این سناریو، یک شبکه با توپولوژی ستارهای نمیتواند گزینه مطلوبی باشد.
به بیان ساده، beaconing راهی برای تبادل پیامهای خیلی کوتاه بین دستگاههای مجهز به بلوتوث و یا ردیابی آنها است، بدون اینکه نیاز به جفت کردن (pairing) دستگاهها باشد. این قابلیت میتواند بسیار کاربردی باشد. به طور مثال، فروشگاهی را در نظر بگیرید که تجهیزات ارسال beacon را در بخشهای مختلف از جمله صندوق ورودی و راهروهای مختلف کار گذاشته باشد. (شکل 2) تجهیزات مربوط بسیار کوچک و با ابعاد چند سانتیمتری هستند و در زمانهای متناوب سیگنالهای beacon را منتشر میسازند که حجم کمی داده روی آن قرار دارد. با توجه به حجم کم اطلاعات، توان ارسالی نیز ناچیز است؛ بنابراین، دستگاههای مذکور میتوانند سالها بدون تعویض باتری کار کنند.
حداکثر نرخ انتقال داده در بلوتوث نسخه 5، برابر با 2 مگابیت بر ثانیه است که دو برابر نسخه قبلی است. این افزایش نرخ با تغییر در کارکرد لایه فیزیکی حاصل شده است. البته این مقدار خیرهکننده نیست، اما به هر حال میتواند برای آن دسته از کاربردهای اینترنت اشیا که نیاز به پهنای باند بیشتر و تأخیر ناچیز دارند، برای مثال کنترل روباتهای جراح در صنعت پزشکی مفید باشد. یکی دیگر از مزیتهای نرخ بالاتر انتقال داده این است که حسگرهای هوشمند که دادهها را به تناوب ارسال میکنند، میتوانند تعداد دفعات ارسال را کاهش و حجم هر پیغام را افزایش دهند. این رویکرد کاهش مصرف انرژی را در پی دارد که در اینترنت اشیا حیاتی است.
تداخل فرکانسی همواره یک چالش اساسی در ارتباطات بیسیم بوده است. اینترنت اشیا نیز این مشکل را تشدید میکند، چراکه تراکم مکانی ارتباطات بیسیم افزایش مییابد. طراحان استاندارد بلوتوث نیز به این موضوع توجه داشتهاند و راهکارهایی برای سازگاری و همزیستی بلوتوث با سایر تجهیزات فرکانس آزاد ارائه کردهاند. یکی از این امکانات SAM (سرنام Slot Availability Masks) است که از تداخل بلوتوث روی شبکه مخابرات سلولی جلوگیری میکند. تکنیک SAM به طور ساده این گونه کار میکند که فرستنده بلوتوث فرکانسهای مورد استفاده در محیط توسط شبکههای مخابرات سلولی را پایش و از ارسال اطلاعات روی آنها خودداری میکند.
در آستانه سال جدید میلادی، مؤسسه معتبر گارتنر اینترنت اشیا را یکی از گرایشهای مطرح امسال ارزیابی کرده است. البته روند رو به رشد بازار اینترنت اشیا نیز بر این پیشبینی صحه میگذارد. بنابراین، طبیعی است استانداردهای شبکه در نسخههای جدید خود به اینترنت اشیا توجه نشان داده و سازگاری با آن را ملاک طراحی قرار دهند. یکی از این استانداردها، بلوتوث است که در این نوشتار قابلیتهای جدید آن را که در نسخه 5 لحاظ شده بررسی کردیم. البته بهبودهای حاصل شده برای همه کاربردهای این فناوری مفید است، از جمله انتقال فایل بین دو گوشی موبایل که خیلی از ما بلوتوث را با این ویژگی میشناسیم. اما به نظر میرسد هدف اصلی در نگارش نسخه جدید بلوتوث، توانمندسازی آن برای پیادهسازی اینترنت اشیا باشد. در این راستا، میتوان به افزودن توپولوژی مش به استاندارد که شعاع پوششدهی آن را افزایش داده و تکنیکهایی برای نرخ بالاتر انتقال داده اشاره کرد. همچنین، سیگنالهای راهنما نیز امکان انتقال داده را بدون انجام سیگنالینگ فراهم میسازد.
منبع: Mouser