Bluetooth 開発者
体験

Bluetooth Low Energy とは?

Bluetooth 仕様 4.0 バージョンでは、まったく新しいリンクレイヤー仕様を組み込んだ Bluetooth Low Energy (LE) が導入されています。Bluetooth LE は、2 つのデバイスがデータを控えめに交換してエネルギーを節約すると同時に、大量のデータ転送のために一連のパケットの送信を容易にします。さらに、広告によるデータのブロードキャストのサポートも含まれます。

Bluetooth LE アーキテクチャ

Silicon Labs では、お客様に最高の Bluetooth ソリューションをお届けすることに力を注いでいます。当社の Bluetooth スタックは、長距離、1M 、2M PHY をサポートし、デバイスが長距離または高速で通信できるようにします。当社の Bluetooth スタックは、方向検出やその他の位置情報サービスもサポートし、屋内ナビゲーション、資産追跡、近接検出などのアプリケーションを可能にします。さらに、当社の Bluetooth デバイスは、SoC、NCP、RCP モード、3 つの異なる統合モード、コスト、パフォーマンス、柔軟性の異なるトレードオフを提供する機能で動作できます。低消費電力、高性能、または汎用性の高い Bluetooth ソリューションが必要な場合でも、Zebra が対応します。

ポイントツーポイント接続

Bluetooth Classic と同様に、Bluetooth LE を使用して 2 つのデバイスを接続してデータを交換することができます。Bluetooth LE は、主に GATT データベースで特性を読み書きすることでデータ交換をサポートしますが、バルクデータの転送も可能です。接続は 125k/500k/1M/2M のシンボル・レートをサポートし、高いレンジ(数百メートル)と高いデータ・レート(最大 1.6Mbps)から選択できます。

位置情報サービス

Bluetooth ビーコンは資産追跡に使用できますが、トラッキングの精度は通常低くなります(メートル)。Bluetooth 5.1 は、位置検出に関してサブメーターの精度をもたらす特別なビーコンを導入しました。これは、資産の正確な追跡に使用できます。 

Bluetooth ビーコンは、資産の存在を知らせ、限られた量のデータ (ID など) を送信するために使用できる短いパケットを定期的に送信します。Bluetooth ビーコンは、資産追跡、ジオフェンシング、製品タグ付け、同様のユースケースで使用されています。

Bluetooth メッシュ

Bluetooth 仕様ではネットワークレイヤーは定義されていませんが、マルチ接続サポートにより、1 台のデバイスをより多くのデバイスに接続し、スター的トポロジーを形成できます。Bluetooth LE デュアルトポロジーでは、拡張されたスター的トポロジーも作成できます。注意すべきは、ノード間でのデータ転送のみです。実際の Bluetooth LE ベースのネットワークが必要な場合は、Bluetooth メッシュソリューションをご覧ください。

Bluetooth 5.4 の最新情報

ブロードキャスト・データ(PaWR)

Bluetooth LE 広告を使用すると、無制限の数のデバイスにデータを送信できます。拡張された広告があれば、一度に最大 1650B を送信し、いつでもペイロードをリピートするか変更するかを選ぶことができます。定期的広告は、継続的なスキャンの必要性を排除し、応答付き定期的広告(PAwR)は、何千ものデバイスへの確認応答によるデータ転送を可能にします。

電子棚札

Bluetooth 5.4 は、アクセスポイントと数千の ESL タグ間の超低消費電力データ交換に必要なすべての機能を定義し、ESL の事実上の標準となることを目指しています。

Silicon Labs を使った Bluetooth 開発者体験

Silicon Labs は、Bluetooth デバイスの開発を加速します。プロセスの各ステップの概要を説明し、プロジェクトの各段階においてお客様を支援します。私たちは、開発プロセスを簡素化し、デバイスを迅速かつ効率的に市場に投入できるようにお手伝いします。
Bluetooth 開発者体験の 3 つの重要なステージと、各ステージを無事に完了するために必要なことの概要をまとめました。

スタート・ガイド
開発する
製品の展開
  1. 1. キットを購入する:例とハードウェア
  2. 2. EFR Connect モバイルアプリ
  3. 3. ユーザーアカウントを作成する
  4. 4. 開発環境の設定
  5. 5. デモを見る
  1. 1. サンプルアプリケーションの作成
  2. 2. 開発とデバッグ
  3. 3. テストと反復
  1. 1. 製品の適格性確認
  2. 2. 製品の製造

1. キットを購入する:ハードウェアと例

Silicon Labs は、超低コストのスモール・フォーム・ファクタ・プロトタイピング・プラットフォームから、堅牢なネットワーク向けのコンパクトな機能満載の開発プラットフォーム・キットまで、いくつかの Bluetooth 開発キットを提供しています。ご覧になりたいデモに基づいて、以下のニーズに最適なキットを選択してください。詳細な評価と将来の開発を可能にするために、Silicon Labs は少なくとも つの2開発キット(2BLE ノード)を選択することを推奨します。

 
キット BGM220 エクスプローラー・キット EFR32BG22 Thunderboard キット EFR32xG24 開発キット
OPN (BGM220-EK4314A) (SLTB010A) (xG24-DK2601B)
説明 BGM220 エクスプローラー・キットは、BGM220P Bluetooth® モジュール向けの、非常に低コストで、スモール・フォーム・ファクタ開発および評価プラットフォームです。 Thunderboard BG22 は、スモール・フォーム・ファクタで、Bluetooth 接続をバッテリ駆動の IoT 製品に追加するために最適化された開発プラットフォームです。 EFR32xG24 開発キットは、コンパクトで機能満載の開発プラットフォームです。これは、ワイヤレス IoT 製品の開発とプロトタイプ作成の最速パスを提供します。
価格 $10 米ドル $45 米ドル $79 米ドル
Flash/RAM 512 kB / 32 kB 512 kB / 32 kB 1536 kB / 256 kB
AI/ML    
マイクロフォン    
EFR Connect モバイル・アプリ・デモのサポート/カバレッジ
RGB LED    
保健温度計のデモ ✔*
Blinky
環境  
モーション  

 *デモ - エクスプローラー・キットの模擬温度計

Bluetooth 開発キットの全リストを表示

デモを使って迅速に稼働させる

Thunderboard のセンサーアレイ、温度読み取り用のヘルス温度計、双方向通信用の Blinky などの当社のデモで Bluetooth 開発の取り組みを加速させましょう。携帯電話をクライアントとして使用して、モニタリングを迅速に設定します。

Thunderboard

xG24 開発キットまたはサンダーボードと連動する各種センサー・セットをサポート。携帯電話をクライアントとして、環境(温度、周囲光、湿度、UV、モーションセンサー、磁気センサー)モニタリングの設定に使用できます。

温度計

温度値を取得し、Bluetooth LE クライアントに転送するための医療温度計のサポート。すべてのボードがこの例をサポートしています(温度計チップが接続されていない場合を除く)。携帯電話をクライアントとしての温度測定監視の設定に使用できます。

Blinky

Bluetooth LE を介した IO スイッチング機能を実証するために、サーバーとクライアント間の双方向通信をサポートします。 センサーのステータスを取得しながら、リレー/ランプ/ファンのリモートスイッチに使用できます。

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2. EFR Connect BLE モバイルアプリ

OTA アップデート、データ・スループット、Android と iOS の相互運用性など、Bluetooth 組み込みアプリケーションのテストとデバッグをすばやく実行できます。スマートフォンに EFR Connect アプリをダウンロードして、今すぐ開発をスピードアップしましょう。

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3. ユーザーアカウントを作成する

開発キットをお待ちの間、ユーザーアカウントを設定することをお勧めします。

Silicon Labs のアカウント:

Silicon Labs のアカウント:このアカウントでは、開発者コミュニティ、入門ガイド、プライベート GitHub リポジトリ、Simplicity Studio 開発環境にアクセスできます。アカウントを作成するか、アカウントへのアクセスを確認することができます。

Silicon Labs + Matter

Bluetooth SIG に参加する

Bluetooth 仕様を使用し、Bluetooth 製品の認証を取得するには、Bluetooth Special Interest Group (SIG) のメンバーになる必要があります。SIG にアクセスして、どの会員レベルが最適かを判断してください。

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3. 開発環境の設定

開発環境の選択には多くの選択肢があることは承知していますが、Simplicity Studio は Bluetooth を使用してデバイスを開発するのに最適な選択肢だと考えています。その理由は:

  • プログラマとデバッガ機能を搭載しているため、手動セットアップの心配がありません。
  • 購入済みのボードを認識し、使用できるサンプルアプリを特定します。

環境の設定にヘルプが必要ですか?スタートガイドをお使いいただければすぐに起動して実行できます。

Simplicity Studio の完全オンライン インストーラーをダウンロードする

システム要件

Windows     Windows 10(64 ビット)
Windows 11
MacOS 10.14 Mojave
10.15 Catalina*
11.x Big Sur*
12.x Monterey*
* Keil 8051 または IAR ツールチェーンご使用する場合は、こちらをクリックしてください 
Linux Ubuntu 20.24 LTS

 

CPU     1 GHz 以上
メモリ 1 GB RAM(ワイヤレス・プロトコル開発用に 8 GB を推奨
ディスク空き容量 最低限の FFD インストール用の 600 MB ディスクスペース
ワイヤレス・ダイナミックプロトコルのサポートには 7 GB
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4. デモを見る

以下は、最小限のコーディングで簡単に実現できる追加のアイデアのリストです。以下に提案するように、参照されているアプリケーション例を修正します。これらのユースケースは、すぐに使えるデモとしてではなく、さらなる評価のための完璧なコンテキストを提供します。

温度計クライアントと温度計サーバー

水洗浄システム

温度計の例で測定された外部温度に基づいて、温度計クライアントの例は、休暇期間中に家畜を灌漑するためのバルブを開きます。GPIO の処理は、Blinky の例で確認できます。

推奨キット:

(*温度計センサー付きボード)

Blinky サーバーと温度計サーバー

環境およびリモートドアオープナー

温度計の例は温度データを提供し、Blinkyの例はフロントヤードドアをリモートで開く衝動を提供します。すべて EFR モバイルアプリを使用して制御できます。

推奨キット:

(*温度計センサー付きボード)

NCP クライアント、Thunderboard サーバー

PC 上の Web サーバーへのロギング機能を備えた外部環境測定ツール

温度計の例にはすべての温度読み取り値が表示され、NCP は PC ホストに接続され、PyBGAPI 温度計クライアントの例にはすべての測定値が記録されます。

推奨キット:

(*温度計センサー付きボード)

NCP クライアント、Blinky サーバー

ガレージ・ドア・オープナー

Blinky の例を使用して、PC 上のガレージへのアクセスを NCP ホストとして記録しながら (PyBGAPI などを介して)、EFR Connect モバイルアプリを使用してリモートでガレージドア・オープナー (リレーを介して接続されるモーター) を駆動します。 同じサーバー/アクチュエーターを次の 2 つの方法で運転します。EFR モバイルと PC

推奨キット:

NCP クライアント、Blinky および温度計サーバー

外気温と天気予報に基づくシェード・アジャスター

温度計の例は、外部温度を測定し(Thunderboard を使用する場合、Thunderboard の例を使用して周囲光をこれに組み合わせることができます)、NCP にデータを送信します。NCP ホスト(PyBGAPI など)は、インターネットからデータを取得し、家のシェードを調整する事前定義されたアルゴリズムを使用して、SOC Blinkyの例をコマンドします。Blinky はシェードのモーターに接続されます。このユースケースを評価するのに最適なツールは、PyBGAPIツールを使用することです。

推奨キット:

(*温度計センサー付きボード)

追加デモ

アプリケーション開発をゼロから開始するのは簡単なことではありません。Bluetooth SDK には、最も頻繁に使用する事例を網羅する埋め込みデモや例が組み込まれています。

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1. サンプルアプリケーションの作成

Bluetooth アプリケーションの開発は、主に 2 つのステップで構成されています。GATT データベース構造を定義し、connection_opened、connection_closed などのイベントのイベント ハンドラを定義します。

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3. テストと反復

このステップでは、製品をテストラボに提出する前に製品をテストし、製品がテストに合格することを確認することが重要です。これらのリソースは、製品がコンプライアンス試験に合格したことを保証するのに役立ちます:

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1. 対象製品(認証)

Bluetooth 認証プロセスは、グローバルな製品の相互運用性を促進し、Bluetooth® ブランドとエコシステムの強みを強化し、すべての Bluetooth SIG メンバーの利益をもたらします。認証は、メンバー企業が Bluetooth 製品が Bluetooth 特許・著作権ライセンス契約および Bluetooth 商標ライセンス契約 (総称して Bluetooth ライセンス契約) および Bluetooth 仕様に準拠していることを保証します。

*ログインが必要です

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2. 製品の製造

Bluetooth DAC インジェクションは最終製品に必要です。Silicon Labs は、カスタム部品製造サービス (CPMS) で Bluetooth 認定のための DAC インジェクション・プロセスを簡素化し、工場からエンドユーザーの自宅まで、秘密鍵を秘密に保ちます。

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スタート・ガイド
1. キットを購入する:例とハードウェア
2. EFR Connect モバイルアプリ
3. ユーザーアカウントを作成する
4. 開発環境の設定
5. デモを見る
開発する
1. サンプルアプリケーションの作成
2. 開発とデバッグ
3. テストと反復
製品の展開
1. 製品の適格性確認
2. 製品の製造
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