Beleuchtungen mittels CSRmesh vernetzen Bluetooth Smart in neuem Licht

Mit dem auf Bluetooth 4.0 aufsetzenden Software-Layer CSRmesh ist es möglich, vernetzte Objekte ohne zusätzliche Gateways zu steuern. Eine erste Anwendung von CSRmesh ist die Implementierung von Beleuchtungssteuerungen.

Bluetooth Smart hat als Ergänzung zum klassischen Bluetooth-Standard bereits in vielen Anwendungen Einzug gehalten. Typisch ist die Kombination von Fernbedienung und Fernseher oder Maus und Keyboard mit Computer. Die stärkste Zunahme der Verbreitung von Bluetooth Smart ist getrieben durch die immer intensivere Nutzung von Smart­phones, die Bluetooth Smart unterstützen.

Für Bluetooth-Smart-Anwendungen sind Sensoren gefragt, die relativ wenige Daten übertragen, batteriegetrieben sind und sich meist in nicht allzu weiter Entfernung vom Smart­phone befinden. Ein Bluetooth-Smart-Gerät misst zum Beispiel die Pulsfrequenz oder den Blutzucker oder zählt und überträgt die Anzahl der gelaufenen Schritte. Aber vom Smart­phone aus lässt sich natürlich auch der Fernseher bedienen oder eine Lampe ein- und ausschalten. Dies funktioniert ebenso mit mehreren Lampen, die jeweils einzeln mit dem Smart­phone gekoppelt sind.

Dann stößt der reine Bluetooth-4.0-Standard allerdings an seine Grenzen. Zum einen ist natürlich die Reichweite beschränkt. Unter guten Bedingungen beträgt sie bis zu 50 m, doch sie wird durch Decken und Wände zusätzlich reduziert. Zum anderen ist es oft erwünscht, nicht nur mit einem einzigen Schalter – in diesem Fall mit dem Smart­phone – eine Lampe bedienen zu können. Hier kommt CSRmesh ins Spiel.

Eine neue Software-Schicht

CSRmesh ist kein neuer Standard, sondern setzt als reiner Software Layer auf Bluetooth 4.0 auf. Dabei stellt Bluetooth 4.0 eine Übermittlungsmöglichkeit von Nachrichten aus dem CSRmesh-Protokoll dar; alternativ können auch andere Träger (Bearer) wie UDP/IP oder der GATT-Layer aus dem klassischen Bluetooth genutzt werden. Eigentlich ist die einzige Voraussetzung für einen solchen Träger, dass Nachrichten an andere Teilnehmer geschickt und von dort wieder empfangen werden können. Von Bluetooth 4.0 wird die Möglichkeit des verbindungslosen Advertising genutzt. Dabei werden die kurzen Nachrichten auf bis zu drei speziellen Signalisierungskanälen innerhalb des 2,4-GHz-Frequenzbandes gesendet.

Diese drei Kanäle wurden bei Bluetooth 4.0 so gewählt, dass ein möglichst großer Abstand zu den WiFi-Kanälen besteht und somit eine große Störfestigkeit erreicht wird. Auf genau diese Weise arbeiten iBeacon-Sender. Gleichzeitig müssen die anderen Teilnehmer in der Lage sein, Nachrichten zu erhalten. Sie befinden sich im Scanning-Modus, in dem sie innerhalb bestimmter Zeitfenster Nachrichten empfangen können. Wenn das Sende- und das Empfangszeitfenster überlappen, kann eine Nachricht erfolgreich übertragen werden. Die Parameter sind bei CSRmesh so eingestellt, dass Reaktionszeit und Stromaufnahme bestmöglich aufeinander abgestimmt sind. Nachrichten werden in Form von 25 Byte großen Paketen durch das Netzwerk verwendet.