Bluetooth LE e Bluetooth Mesh sono arrivati nella casa intelligente. Philips Hue e gli altri dispositivi Bluetooth Smart Home che ne sono dotati sono stati progettati per facilitare l’avvio della casa intelligente. Spieghiamo lo standard wireless per l’automazione degli edifici e mostriamo le differenze con ZigBee, Z-Wave, WLAN o Thread.
Lo standard wireless Bluetooth è caratterizzato dalla semplicità di connessione dei dispositivi compatibili ( metamorworks / Adobe Stock )
- Cosa sono il Bluetooth LE e il Bluetooth Mesh? I fatti più importanti in breve
- Chi c’è dietro il Bluetooth?
- Che cos’è il Bluetooth LE (BLE) o Bluetooth Smart?
- Cosa significano le versioni del protocollo wireless Bluetooth 4.x?
- Cosa significano Bluetooth 5.0 e Bluetooth Mesh?
- Standard wireless Bluetooth: qual è la portata?
- Commutare una lampada Bluetooth 5.0 con uno smartphone Bluetooth 4.2?
- In cosa differisce il Bluetooth Mesh dagli standard wireless WLAN, Thread e ZigBee?
- In cosa differisce il Bluetooth dallo standard wireless Connected Home over IP?
- Quanto è sicuro il Bluetooth?
- Quali sono i codec audio Bluetooth più importanti?
- Che cosa sono Bluetooth LE Audio, LC3 e Bluetooth Audio Sharing?
- Quali sono i vantaggi del Bluetooth?
- Quali sono gli svantaggi del Bluetooth?
- Dispositivi Bluetooth in sintesi
- Altoparlante Bluetooth consigliato — JBL Charge 4
- Cuffie Bluetooth consigliate — Sony WH-1000XM3 con ANC
- Cuffie in-ear Bluetooth consigliate — Soundcore Life P2
- Sistema di illuminazione Bluetooth consigliato — Lampadina LED Bluetooth Philips Hue
- Serratura elettronica Bluetooth consigliata — Nuki Smart Lock 2.0
- Termostato Bluetooth consigliato — Eqiva Radiator Thermostat N
- Presa di corrente wireless Bluetooth consigliata — LEDVANCE Smart+ Plug
Contenuto
- Cosa sono il Bluetooth LE e il Bluetooth Mesh? I fatti più importanti in breve
- Chi c’è dietro il Bluetooth?
- Che cos’è il Bluetooth LE (BLE) o Bluetooth Smart?
- Cosa significano le versioni del protocollo wireless Bluetooth 4.x?
- Cosa significano Bluetooth 5.0 e Bluetooth Mesh?
- Standard wireless Bluetooth: qual è la portata?
- Commutare una lampada Bluetooth 5.0 con uno smartphone Bluetooth 4.2?
- In cosa differisce il Bluetooth Mesh dagli standard wireless WLAN, Thread e ZigBee?
- In cosa differisce il Bluetooth dallo standard wireless Connected Home over IP?
- Quanto è sicuro il Bluetooth?
- Quali sono i codec audio Bluetooth più importanti?
Cosa sono il Bluetooth LE e il Bluetooth Mesh? I fatti più importanti in breve
Il Bluetooth è uno standard radio che consente la comunicazione wireless su brevi distanze. Il Bluetooth si caratterizza soprattutto per la sua semplicità. Gli utenti devono solo impostare i dispositivi da collegare in una cosiddetta modalità di accoppiamento e selezionarla. Come per la WLAN, per la connessione senza fili viene utilizzata la banda di frequenza di 2,4 GHz. Sono disponibili 79 canali.
Bluetooth Mesh è una funzione disponibile per le versioni Bluetooth LE 4.x e 5 o successive. Come Thread, Bluetooth Mesh non richiede un hub, poiché ogni dispositivo Bluetooth Mesh funge già da hub.
Si possono distinguere quattro aree di applicazione:
- Streaming audio: in questo caso viene stabilita una connessione punto-punto, ad esempio tra uno smartphone Bluetooth e delle cuffie Bluetooth.
- Trasferimento di dati: anche in questo caso viene solitamente stabilita una connessione punto-punto, ad esempio tra uno smartphone Bluetooth e un braccialetto fitness Bluetooth.
- Servizi di informazione/localizzazione: il Bluetooth viene utilizzato per la trasmissione di servizi, ad esempio per la navigazione nelle fiere o per le informazioni sui punti di interesse.
- Reti di dispositivi: Bluetooth Mesh rende possibili anche applicazioni domestiche intelligenti più ampie, ad esempio per l’automazione degli edifici o i sistemi di illuminazione Bluetooth.
Chi c’è dietro il Bluetooth?
Lo standard wireless Bluetooth è sostenuto dal Bluetooth Special Interest Group (SIG). Si tratta di un’organizzazione globale alla quale dichiarano di appartenere più di 36.000 aziende. L’obiettivo è lo sviluppo collettivo della tecnologia Bluetooth e la creazione di standard tecnici comuni.
La prima pietra dello sviluppo del Bluetooth è stata posta nel 1996 da Intel, Ericsson e Nokia. Questi ultimi erano all’epoca due protagonisti dell’industria della telefonia mobile in piena espansione. Il nome Bluetooth deriva dal re Harald Bluetooth, che nell’alto Medioevo era anche re di Danimarca e Norvegia, unendo così parti della Scandinavia. La leggenda narra che il re avesse un dente morto di colore blu scuro, che gli valse il soprannome. Il logo Bluetooth deriva da due caratteri runici collegati, che costituivano le iniziali del re.
In origine il nome Bluetooth era solo un nome di lavoro. Il nome definitivo della tecnologia di trasmissione radio in campo vicino doveva essere RadioWire, ma poiché la ricerca del marchio non è stata completata in tempo per il lancio ufficiale della tecnologia, il nome Bluetooth è stato mantenuto.
Che cos’è il Bluetooth LE (BLE) o Bluetooth Smart?
Una pietra miliare della tecnologia Bluetooth è stata il Bluetooth 4.0, che si è concentrato sulla trasmissione di dati a risparmio energetico. Le versioni del Bluetooth che supportano questa funzione sono riconoscibili dalla denominazione Bluetooth LE. LE sta per Low Energy, cioè basso consumo energetico. Questo ha reso il Bluetooth interessante per dispositivi intelligenti come braccialetti per il fitness, smartwatch, serrature e termostati per il riscaldamento. In altre parole, dispositivi che trasmettono solo piccole quantità di dati e che si affidano a una batteria ricaricabile per il funzionamento.
Cosa significano le versioni del protocollo wireless Bluetooth 4.x?
Il Bluetooth ha fatto un «salto di qualità» con le sue tre principali versioni del protocollo wireless 4.x. È importante sapere che la modalità LE viene solitamente utilizzata solo per la comunicazione di dati. Lo streaming audio avviene in modalità Classic, grazie alla maggiore velocità di trasmissione dei dati.
- Protocollo wireless Bluetooth 4.0: introduzione del Bluetooth Low Energy per la comunicazione dati IoT con un massimo di 220 Kbit/s.
- Protocollo wireless Bluetooth 4.1: utilizzo del protocollo Internet IPv6 per l’indirizzamento dei dispositivi. Questo ha segnato l’inizio dell’uso del Bluetooth per l’Internet delle cose (IoT). Da allora, i dispositivi Bluetooth possono anche fungere da hub. Ciò significa che i dispositivi Bluetooth possono anche accoppiarsi tra loro senza bisogno di uno smartphone, ad esempio quando si collega in rete un telecomando Bluetooth con una lampada Bluetooth.
- Protocollo wireless Bluetooth 4.2: maggiore velocità di trasmissione dei dati in modalità LE. Migliore crittografia per la sicurezza dei dati.
Cosa significano Bluetooth 5.0 e Bluetooth Mesh?
Con il Bluetooth 5.0, la velocità di trasmissione dei dati in modalità LE è stata aumentata a 2 Mbit/s e uno smartphone Bluetooth che supporta questo standard può collegarsi a due dispositivi Bluetooth contemporaneamente. Un altro vantaggio del Bluetooth 5.0 è la maggiore portata, che passa da 50 a circa 200 metri — in modalità LE. Tuttavia, le specifiche di portata sono per lo più valori di laboratorio che non vengono raggiunti nella pratica.
In modalità classica senza risparmio energetico, la portata fino a 100 metri con velocità di trasferimento dati fino a 3 Mbit/s era già possibile nella versione Bluetooth 2.0 utilizzando la funzione EDR (Enhanced Data Rate).
La grande innovazione introdotta da Bluetooth 5.0 è stata l’introduzione dei beacon. Si tratta di piccoli trasmettitori Bluetooth che possono collegarsi a dispositivi Bluetooth come gli smartphone senza che l’utente debba accoppiarli manualmente. Questo era già possibile in passato, ma le applicazioni erano limitate in quanto il volume di dati dei beacon era molto limitato a 31 byte per pacchetto dati. Con Bluetooth 5.0 sono ora possibili 279 byte. Le applicazioni intelligenti che ne derivano sono, ad esempio, i servizi di navigazione per aree limitate come fiere, aeroporti o supermercati, che dovrebbero piacere soprattutto ai reparti marketing.
Standard wireless Bluetooth: qual è la portata?
Non esiste una relazione generale tra la portata e la versione Bluetooth di un dispositivo. Il motivo è che dipende dai rispettivi produttori quali chip e funzioni Bluetooth installano nei dispositivi. Il Bluetooth prevede 3 classi di prestazioni per la potenza di trasmissione:
- Classe 1: qui i dispositivi Bluetooth offrono una portata fino a 100 metri, con una potenza di trasmissione massima di 100 milliwatt. I chip sono utilizzati, ad esempio, nei notebook.
- Classe 2: i dispositivi Bluetooth che utilizzano questa classe offrono una portata di circa 50 metri, la potenza massima di trasmissione è di 2,5 milliwatt. Questa classe di prestazioni è utilizzata anche nei notebook o nei PC.
- Classe 3: la potenza di trasmissione è di circa 1 milliwatt e la portata è di circa 10 metri. La classe 3 è utilizzata nelle cuffie Bluetooth, negli altoparlanti Bluetooth e nei fitness tracker.
Un fitness tracker con Bluetooth LE 5.0 potrebbe quindi raggiungere un raggio d’azione teorico di 200 metri, ma se il produttore utilizza solo un chip con prestazioni di classe 3, la potenza di trasmissione è sufficiente solo per 10 metri, il che di solito avviene perché è necessaria una sola connessione dal braccialetto allo smartphone. D’altra parte, il fitness tracker beneficia dell’elevata velocità di trasmissione dei dati offerta dal Bluetooth 5.0 in Low Energy. La minore potenza di trasmissione contribuisce inoltre a mantenere basso il consumo energetico.
Commutare una lampada Bluetooth 5.0 con uno smartphone Bluetooth 4.2?
La compatibilità tra i vari standard Bluetooth è sempre fonte di confusione per gli utenti. Ad esempio, è possibile commutare una lampada smart home che comunica via Bluetooth con uno smartphone che utilizza solo il Bluetooth 4.2? La risposta è sì!
Uno dei principali vantaggi del Bluetooth è che le versioni superiori sono in gran parte compatibili verso il basso. Ciò significa che un dispositivo per la casa intelligente con Bluetooth 5.0 può essere facilmente accoppiato con uno smartphone che utilizza il Bluetooth 4.2, ma solo le funzioni delle versioni 4.2 possono essere utilizzate in combinazione.
Per rimanere al nostro esempio: La lampada intelligente Bluetooth 5.0 può essere accesa con il telefono cellulare, ma il tempo di risposta all’accensione o allo spegnimento può essere ritardato, poiché la versione Bluetooth inferiore dello smartphone ha una velocità di dati inferiore.
In cosa differisce il Bluetooth Mesh dagli standard wireless WLAN, Thread e ZigBee?
Con la funzione Bluetooth Mesh, implementata a partire dalla versione Bluetooth LE 4.x, lo standard wireless è diventato interessante anche per i fornitori di smart home. In una rete mesh, i dispositivi si collegano per formare una grande rete standardizzata in cui i dispositivi possono inviare e ricevere dati contemporaneamente. Una rete Wi-Fi mesh richiede anche un router Wi-Fi mesh e punti di accesso mesh, ai quali possono accedere i dispositivi Wi-Fi smart home, poiché questi ultimi non sono in grado di inviare dati ma solo di riceverli.
Rispetto a una rete WLAN Mesh, i dispositivi Bluetooth Mesh non richiedono punti di accesso o router speciali. Lo stesso vale per il protocollo wireless Thread. A partire da Bluetooth 4.0, anche i dispositivi Bluetooth sono in grado di creare una rete mesh, a condizione che i produttori integrino la funzione nei loro dispositivi.
Anche lo standard wireless ZigBee per la casa intelligente è dotato di funzionalità mesh di serie. Si tratta di uno standard wireless consolidato, a risparmio energetico e che offre un’ampia gamma di dispositivi. Molti produttori di smart home che offrono i propri sistemi di smart home utilizzano un protocollo wireless ZigBee modificato. Tra questi, ad esempio, Homematic IP e Bosch Smart Home. A differenza di Thread o Bluetooth, tuttavia, i dispositivi ZigBee richiedono ancora un gateway o un hub.
Affinché i dispositivi Bluetooth Smart Home possano essere gestiti a distanza, di solito è necessario uno smartphone abilitato a Internet con Bluetooth, che viene utilizzato anche per l’installazione e il funzionamento. Lo smartphone funge quindi da gateway o hub per la casa intelligente.
In cosa differisce il Bluetooth dallo standard wireless Connected Home over IP?
Una cosa che Wifi, Bluetooth e Thread hanno in comune è l’utilizzo del protocollo Internet IPv6 per la comunicazione dei dispositivi, al fine di indirizzarli. Tutti e tre gli standard wireless sono quindi tra i primi tre protocolli a essere supportati da Connected Home over IP.
Quanto è sicuro il Bluetooth?
L’impostazione della connessione e la trasmissione dei dati possono essere crittografate per una connessione Bluetooth. A tal fine, l’utente deve inserire un PIN almeno prima del primo accoppiamento del dispositivo, a condizione che l’opzione sia stata attivata nel software del dispositivo. L’utente può specificare che il PIN deve essere memorizzato per le connessioni successive.
Purtroppo, il Bluetooth continua a fare notizia a causa di vulnerabilità di sicurezza che consentono agli hacker di accedere agli smartphone o ai dispositivi IoT. Di recente, i ricercatori di sicurezza dell’EPF di Losanna, del CISPA Helmholtz Centre for Information Security e dell’Università di Oxford hanno attirato l’attenzione su una vulnerabilità di sicurezza del Bluetooth chiamata Bluetooth Impersonation AttackS (BIAS) in uno studio di sicurezza del maggio 2020.
Quali sono i codec audio Bluetooth più importanti?
Lo streaming audio Bluetooth avviene in modalità classica e non in modalità Low Energy, utilizzata per lo scambio di dati tra i dispositivi smart home. La maggior parte dei produttori usa il codice universale SBC, che offre una larghezza di banda fino a 345 kB/s. Tuttavia, la qualità della connessione può variare a seconda del collegamento, ad esempio se un altoparlante Bluetooth si allontana sempre più dallo smartphone.
Se si apprezza lo streaming audio di alta qualità, al momento dell’acquisto di un altoparlante o di cuffie Bluetooth si dovrebbe optare per il codec audio aptX di Qualcom. Sfortunatamente, i produttori di dispositivi spesso tagliano la corda in questo caso, poiché è necessario pagare i diritti di licenza. Come produttore di dispositivi audio e smartphone, Sony si affida al proprio codec audio Bluetooth chiamato LDAC. Anche Apple utilizza AAC, uno sviluppo proprietario. Rispetto a SBC, AAC con una larghezza di banda di 250 kBit/s sembra peggiore a prima vista, ma è ingannevole. Rispetto a SBC, AAC mantiene la stessa larghezza di banda.
