Golem.de programmiert: BluetoothLE im Eigenbau

Fitness-Armbänder, Heimautomation und Überwachung: BluetoothLE scheint der omnipotente Funkstandard zu sein. Golem.de zeigt, wie mit wenig Aufwand BluetoothLE erkundet und genutzt werden kann.

Artikel veröffentlicht am 24. April 2014, 12:02 Uhr, Alexander Merz

Raspberry Pi mit Bluetooth-Dongle und Breadboard (Bild: Golem.de)

Vom Mobile World Congress haben einige Kollegen interessante, BluetoothLE-basierte Gadgets mitgebracht. Apples iBeacon-Konzept hat Aufmerksamkeit erregt. Selbst für diejenigen, die keine eigenen BluetoothLE-Projekte realisieren wollen, können ein paar Grundkenntnisse und Werkzeuge zur Analyse seiner Umgebung in Zukunft ganz hilfreich sein. Deshalb haben wir das Thema aufgegriffen - und sind durch Zufall auf eine Bibliothek gestoßen, mit der mit geringem Aufwand ein BluetoothLE-Projekt umgesetzt werden kann.

Bluetooth vs. BluetoothLE

Die Begriffe Bluetooth und BluetoothLE werden selten genau unterschieden. Die beiden Buchstaben LE für Low Energy bedeuten aber nicht einfach nur ein paar zusätzliche oder andere Spezifikationen im Protokoll im Vergleich zum sogenannten Classic Bluetooth. Bei der Anwendungsentwicklung ist ebenfalls einiges verschieden.

Auch wer sich nur ein wenig mit Bluetooth beschäftigt hat, wird bereits von Profilen gehört haben: Dabei handelt es sich, vereinfacht gesprochen, um Definitionen, welche Methoden ein angesprochenes Bluetooth-Gerät bereitstellen und in welchem Format Nutzdaten ausgetauscht werden. Mittlerweile gibt es mehr als 25 Profile für die verschiedensten Anwendungsfälle. Am meisten genutzt und von fast jedem modernen Smartphone unterstützt werden A2D zum Übertragen von Musik und HFS für Headsets. Mit dem Profil HID werden Tastaturen und Mäuse an einen Computer angebunden.

Die grundsätzliche Natur einer Classic-Bluetooth-Verbindung ist unabhängig von diesen Profilen. In der Spezifikation steht explizit die Formulierung, dass für einen Nutzer eine Bluetooth-Verbindung zwischen zwei Geräten einem virtuellen Kabel gleicht. Das hat mehrere Konsequenzen: Zum einen ist eine Bluetooth-Verbindung damit immer exklusiv. Ein Smartphone kann also nicht Musik zu verschiedenen Bluetooth-Lautsprechern gleichzeitig streamen, sondern stets nur zu einem Empfänger. Zum anderen erfordert damit die Bluetooth-Kommunikation auch immer einen aufwendigen Kopplungs- wie Verbindungsprozess und erhält auf Protokollebene eine kontinuierliche Übertragung aufrecht.

Die erste Konsequenz ist unpraktisch für das Internet-of-Things, die zweite schraubt den Leistungs- und damit Energiebedarf eines Bluetooth-Gerätes in die Höhe.

Deswegen macht BluetoothLE vieles anders. Es gibt nur ein Profil, genannt Generic Attribute, kurz GATT. Bei diesem Profil stellt ein Bluetooth-Gerät keine Methoden bereit, sondern repräsentiert nur einen Schlüssel-Wert-Speicher. Die Kommunikation besteht also darin, Werte zu setzen oder zu schreiben. Das Bluetooth-Gerät muss dabei keine permanente Verbindung aufrechterhalten; damit entfällt auch die Notwendigkeit, die Kopplung und die Verbindung zu verwalten, wenn es nicht anderweitig notwendig ist. Dadurch sind aber bestimmte Anwendungen mit BluetoothLE nicht umsetzbar - wie zum Beispiel das Streaming von Inhalten.