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超低功耗设计旋风,BLE加速物联网成型

木马童年 2020-10-8 10:30 22 0

  低功耗蓝牙(BLE)将在物联网市场大放异彩。BLE因具备更低的功耗与成本优势,不仅iOS、Android和Windows三大作业系统皆已原生支援,亦成为行动装置的标准配备,未来更可望扩展至穿戴式与智慧家庭等多元应用领域 ...

  低功耗蓝牙(BLE)将在物联网市场大放异彩。BLE因具备更低的功耗与成本优势,不仅iOS、Android和Windows三大作业系统皆已原生支援,亦成为行动装置的标准配备,未来更可望扩展至穿戴式与智慧家庭等多元应用领域,加速物联网成型。

  2011年蓝牙技术联盟发布新标准--蓝牙低功耗(BLE),亦被称为蓝牙(Bluetooth)Smart,其为一种新型无线网路技术,瞄准医疗、健身、安全和家庭娱乐等应用领域,与“典型的”蓝牙相比,BLE不仅能大幅降低功耗和成本,同时也能维持相似的传输距离。

  BLE最初是由诺基亚(Nokia)于2006年以Wibree的名字推出,当蓝牙核心规范4.0版本于2010年被采纳时,BLE也被并入主要的蓝牙标准中。近期,愈来愈多业界人士逐渐改以蓝牙Smart称呼BLE,并以此打造新的无线连接方案,将键盘、滑鼠或遥控器无缝连接至智慧型手机、平板装置、笔电或智慧电视,让消费者能便利地使用智慧联网装置上的各种创新功能,并与手表、护腕或智慧标签(Smart Tag)建立无线连结,实现身体健康和健身情况的自我监测,以及寻找丢失钥匙等应用,引爆新一波设计商机。

  蓝牙Smart刮起低功耗联网设计旋风

  蓝牙Smart针对多个市场而设计,包括人机介面周边设备(HID)、穿戴式电子装置、遥控器、近距离感测器、室内导航(Indoor NavigaTIon)设备和智慧电视。其中,无线键盘和滑鼠等HID解决方案相当符合目前行动联网装置的设计发展趋势,可望帮助用户摆脱令人生厌的线缆或通用序列汇流排(USB)收发器。微软(Microsoft)也在Windows 8中增加符合HID规范的蓝牙Smart技术支援,使主流的桌上型电脑作业系统都能提供蓝牙Smart原生支援。

  除了蓝牙Smart以外,目前市面上的确存在其他用途相近的无线技术,例如专有的ANT协定,是由全球卫星定位系统(GPS)设备制造商Garmin旗下的子公司Dynastream InnovaTIons设计和销售,智慧型手机通常需要一个收发器(或USB Dongle)才能使用ANT协定。虽然现今的消费性电子产品中的多模通讯晶片可能有支援ANT,但大多数手机厂商并不倾向于采用该技术。

  另外,超低功耗数位增强无线电话系统(DECT ULE)则非常适合智慧家用网路等需要更大功率和传输距离的应用;尽管如此,蓝牙Smart在所有电视遥控器、无线滑鼠、键盘和其他配件等短距离点对点(Peer to Peer)应用中,技术则更胜一筹,这要归功于蓝牙Smart技术在众多消费性电子产品中的高普及率。

  对于以超低功耗为特点的技术而言,必须进一步支援使用太阳能为系统供电的能源采集(Energy HarvesTIng)装置,或甚至为可充电电池供电,而现阶段,蓝牙技术已能在太阳能键盘实现能源采集功能,让设备更加省电。

  市场研究调查机构IHS预测,蓝牙Smart技术将快速普及,相关晶片的累计出货量至2016年底将突破三亿五千万颗,可望进一步促进“量化自我”趋势的大规模普及,即一场自我监测健康资料运动的兴起,未来人们将能自动在社群网站上发布他们跑步的距离或是骑脚踏车的路程。

  ABI Research指出,穿戴式健身装置和医疗感测器市场规模,至2017年将达到一亿七千万件。

  针对出货量持续攀升的穿戴式装置市场,IHS近期发布的一项调查显示,拥有运动健身智慧型手机应用的受访者中,近36%的用户表示电池电力是个问题,而使用支援蓝牙Smart的低功耗元件意味着智慧型手机使用各类监测感测器(如心率)的时间能够延长,将减少对电池使用时间的不利影响。

  软硬体益趋成熟 蓝牙Smart应用百花齐放

  据市场研究机构IMS Research统计,智慧型手机中的蓝牙配售率已接近100%,而且该技术也被大量的消费性电子产品采用,新一代的蓝牙Smart技术更可望在未来5~7年内延伸至汽车领域上,这些能接收和使用智慧装置资讯的设备节点被称为--Bluetooth Smart Ready,可收取符合蓝牙低功耗规范装置所发送的资料。

  蓝牙Smart设计日渐成熟,相关穿戴式装置、智慧型手机和平板装置的运动健身应用程式正逐渐被用于“自我监测”心率、血压、血糖、卡路里摄取量、体重与体质或睡眠模式,以及走路、跑步和骑车运动。此外,医疗配件更能让人们有效地“自我管理”各类糖尿病、高胆固醇、高血压或慢性阻塞性肺病(COPD)等慢性疾病。

  健身配件及智慧眼镜则可透过智慧型手机或平板装置的应用程式,即时提供各类视觉和听觉回馈资讯。举例来说,一块液晶显示(LCD)显示幕被整合至眼镜中,可显示用户行走的平均速度、心率、踏步频率、消耗热量、指导建议、好友在滑道或路上的位置等各种训练资料,进而将锻炼效率提升至最高,并准确追踪其目标的进度。

  至于近距离感测器和室内导航标签设计则包含一对已预先配对的标签,消费者只须按一个键就能找到对方,其中一个标签附着在用户的钥匙、手机或遥控器上。这些标签还可用于购物中心的商店或机场的便民设施,以便让消费者更容易透过应用程式找到他们想要的东西。

  此外,内建蓝牙Smart的智慧电视遥控器也即将问世。由于使用红外线遥控器不易操控智慧电视,蓝牙Smart将可为消费者提供一种简易的、低延误及双向沟通的方式,新型蓝牙Smart遥控器将配备一个触控面板或Qwerty键盘,外加语音辨识功能,目的是增强全新个人电脑(PC)/电视混合产品的使用者体验。在没有使用的状态之下,蓝牙Smart控制器将透过进入深度睡眠模式节省电能,且能在几毫秒内瞬间唤醒。

  最后,在很多使用情况之下,消费者藉由蓝牙Smart技术毋须在网路上发布任何资讯,也能进行智慧型手机应用程式相容的活动;显而易见,该技术将大幅促进物联网的发展,并以超低功耗实现可靠安全的点对点连接和超长的电池使用时间,将成为未来无线联网产业的重要发展方向。

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