最新版本藍(lán)牙增添可衍生大量潛在應(yīng)用的功能

1、最新版本藍(lán)牙增添可衍生大量潛在應(yīng)用的功能 智能(以前稱為藍(lán)牙低功耗)作為藍(lán)牙核心規(guī)范4.0版本(bluetooth v4.0)的一部分，于2010年發(fā)表后表現(xiàn)向來(lái)相對(duì)低調(diào)，但現(xiàn)在已躍為新聞?lì)^條。正如ihs公司分析師所預(yù)測(cè)，藍(lán)牙智能芯片的全球出貨量在2018年將升高至臨近3億顆，相比2013年結(jié)束時(shí)僅超過(guò)3,000萬(wàn)顆，將來(lái)五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率(cagr)將達(dá)到55%以上。2013年的出貨量比2012年的900萬(wàn)顆增長(zhǎng)了將近250%，今年的出貨量預(yù)計(jì)又會(huì)加倍。2013年市場(chǎng)上浮現(xiàn)了第一批大批量應(yīng)用配件(appcessory)，其2014年銷售量預(yù)計(jì)超過(guò)5,000萬(wàn)個(gè)(圖1)。與配備藍(lán)牙智能即用(b

2、luetooth smart ready)技術(shù)的智能手機(jī)、及臺(tái)式電腦的無(wú)縫銜接，使應(yīng)用配件的領(lǐng)域快速擴(kuò)張。圖1：2014年預(yù)計(jì)銷售超過(guò)5,000萬(wàn)個(gè)應(yīng)用配件。應(yīng)用配件可以將周邊產(chǎn)品(例如健身或玩具)與帶有藍(lán)牙智能即用技術(shù)的智能手機(jī)、平板電腦或臺(tái)式電腦上的軟件結(jié)合起來(lái)。應(yīng)用配件通常由鈕扣電池等小型電池供電，從超低功耗(ulp)的藍(lán)牙智能芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備上。主設(shè)備的應(yīng)用程序(app)通常會(huì)分析并顯示該數(shù)據(jù)。許多app也可以很簡(jiǎn)單通過(guò)社交媒體共享信息。藍(lán)牙智能即用產(chǎn)品(包含apple的設(shè)備以及大多數(shù)平臺(tái)的手機(jī))都配備了bluetooth v4.0/v4.1芯片，可以做到“標(biāo)準(zhǔn)”藍(lán)牙技術(shù)能做到

3、的工作，而且還可以與藍(lán)牙智能芯片通信，因此越來(lái)越多地用于以鈕扣電池供電的外設(shè)和產(chǎn)品，例如智能手表。在將來(lái)幾年內(nèi)，智能手機(jī)和平板電腦的銷售預(yù)計(jì)將會(huì)激增。statista research分析師估量，到2020年移動(dòng)設(shè)備的累計(jì)全球總出貨量將達(dá)到61億個(gè)。ihs公司的分析師較為保守，但仍提出了高數(shù)字的預(yù)測(cè)。該公司估量，2013年底智能手機(jī)的用戶數(shù)為19.19億個(gè)，而之后的五年將成長(zhǎng)到50.82億個(gè)。因?yàn)槎嗉夜菊吡ν瞥鰬?yīng)用配件，且藍(lán)牙技術(shù)與智能手機(jī)及平板電腦之間的疏遠(yuǎn)關(guān)聯(lián)性，將來(lái)銜接至每個(gè)智能手機(jī)的藍(lán)牙智能設(shè)備的數(shù)量即將激增。到2020年，市場(chǎng)累計(jì)出售的配備藍(lán)牙智能的產(chǎn)品可能達(dá)到240億個(gè)， 而一

4、些分析師估量該市場(chǎng)每年的總值可達(dá)到1,310億美元。新版本的藍(lán)牙技術(shù)(“藍(lán)牙4.1版”)引入了一些新功能，有助于建立終于實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙智能設(shè)備挺直銜接到互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)而無(wú)需利用智能手機(jī)或平板電腦的運(yùn)算能力。移動(dòng)設(shè)備可能仍然充當(dāng)一個(gè)集線器(hub)或作為wi-fi路由器并收集數(shù)據(jù)，但是功能日益強(qiáng)大的軟件則存放在云端，可用來(lái)分析和處理信息。雖然新版本仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)挺直的互聯(lián)網(wǎng)銜接，但它體現(xiàn)了藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(sig)對(duì)擴(kuò)大藍(lán)牙技術(shù)可觸及范圍的決心，這種策略將會(huì)鼓舞并推進(jìn)較應(yīng)用配件市場(chǎng)更為浩大的新類型產(chǎn)品市場(chǎng)。在ip上實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的基礎(chǔ)從技術(shù)的角度看來(lái)，bluetooth v4.1可以更好地針對(duì)由該技術(shù)固有的流媒

5、體模式、ulp操作模式(用法遵守規(guī)范的“低功耗核心配置”技術(shù))，以及互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(ip)銜接操作而產(chǎn)生的不同用法狀況加以調(diào)節(jié)。開(kāi)發(fā)人員可能會(huì)認(rèn)為bluetooth v4.1帶來(lái)的最重要的一項(xiàng)功能，是讓智能手機(jī)等設(shè)備可同時(shí)作為藍(lán)牙智能即用集線器和藍(lán)牙智能外設(shè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。設(shè)備采納根據(jù)新規(guī)范設(shè)計(jì)的芯片，具有將數(shù)據(jù)從傳感器或智能手表傳遞到智能手機(jī)及pc上的功能。另一種可為開(kāi)發(fā)人員提供更大自由度的特點(diǎn)，是建立散射網(wǎng)(scatternet)的能力。以往，藍(lán)牙以建立多個(gè)微微網(wǎng)(piconet)的方式來(lái)舉行交流，但是它的三位地址空間將微微網(wǎng)最多數(shù)量限制在八個(gè)設(shè)備上 一個(gè)集線器和七個(gè)外設(shè)這樣可能限制藍(lán)牙技術(shù)的用法

6、能力。但是，現(xiàn)在的新技術(shù)可以讓一個(gè)設(shè)備設(shè)定為集線器或外設(shè)，而一個(gè)集線器可能與超過(guò)八個(gè)的設(shè)備舉行通信。對(duì)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，bluetooth v4.1另一個(gè)重要的轉(zhuǎn)變是為他們保持通話提供了更多的靈便性。在bluetooth v4.0中，藍(lán)牙智能設(shè)備和藍(lán)牙智能即用設(shè)備之間聯(lián)機(jī)“廣告”的間隔是固定的，即當(dāng)一個(gè)活動(dòng)設(shè)備(如健身監(jiān)測(cè)儀)從集線器中被分別出來(lái)時(shí)，聯(lián)機(jī)就可能很快被中斷，且只能重新手動(dòng)復(fù)原。從bluetooth v4.1開(kāi)頭，開(kāi)發(fā)人員可以設(shè)定聯(lián)機(jī)廣告的時(shí)光間隔，進(jìn)而適應(yīng)任何可能用法的場(chǎng)景。bluetooth v4.1最顯然的增加之處，可能是通過(guò)實(shí)現(xiàn)規(guī)律鏈接控制和適配協(xié)議(l2cap)的面對(duì)銜接通道

7、，來(lái)奠定ip銜接操作的基礎(chǔ)(終于實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的挺直交流)。雖然l2cap早就是bluetooth v4.0的一部分，但直到最新版本發(fā)表后，藍(lán)牙智能及藍(lán)牙智能即用才可利用l2cap的面對(duì)銜接通道。面對(duì)銜接的通道具備建立專用通道的能力，而專用通道有與之相關(guān)的固定數(shù)值。面對(duì)銜接的通道和專用通道對(duì)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6(ipv6)而言是基本要求(ipv6是通信協(xié)議的最新版本，可為網(wǎng)絡(luò)上的電腦提供辨識(shí)和定位系統(tǒng)，并路由互聯(lián)網(wǎng)上的流量)。此外，bluetooth v4.1支持較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包，被稱為長(zhǎng)型最大傳輸單元(mtu)。對(duì)于在藍(lán)牙智能銜接中承載ip封包數(shù)據(jù)，支持更長(zhǎng)數(shù)據(jù)封包是必不行少的。要注重的是， 在藍(lán)牙智

8、能設(shè)備可以挺直和互聯(lián)網(wǎng)銜接之前，仍然有許多技術(shù)障礙需要克服，還有幾個(gè)藍(lán)牙技術(shù)的修訂版。但是，正如藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟所言：“bluetooth v4.1 專用通道的實(shí)施是將來(lái)在傳感器層面支持ipv6的一個(gè)基礎(chǔ)步驟?！彼{(lán)牙芯片的實(shí)力藍(lán)牙智能芯片是現(xiàn)今蓬勃進(jìn)展的應(yīng)用配件和潛在的云端配件(cloudcessory)革命的關(guān)鍵。例如，nordic semiconductor公司的nrf51系列系統(tǒng)級(jí)芯片()便是先進(jìn)的藍(lán)牙智能芯片設(shè)計(jì)示范，并正用于廣泛的革新性產(chǎn)品中。例如， 最近在英國(guó)倫敦玩具展上贏得“2014年最佳新玩具”獎(jiǎng)的scalextric公司賽車控制系統(tǒng)(rc s ) ( 圖2)就采納了nordic的

9、nrf51822藍(lán)牙智能芯片，可讓用戶通過(guò)藍(lán)牙智能即用設(shè)備上運(yùn)行的app，以無(wú)線方式建立并管理競(jìng)賽。該app支持競(jìng)賽的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和功能，其中一些挺直影響了賽車的性能，包括車手的名字、圈數(shù)和時(shí)光、最快圈數(shù)、燃油量、輪胎磨損程度，以及定制的油門響應(yīng)等。圖2：scalextric公司的賽車控制系統(tǒng)采納nordic的nrf51822藍(lán)牙智能芯片，通過(guò)在藍(lán)牙智能即用設(shè)備上運(yùn)行的app以無(wú)線方式管理競(jìng)賽。另一個(gè)例子是由 technology公司設(shè)計(jì)的氣象站，它同樣用法了nordic的藍(lán)牙智能芯片。該產(chǎn)品可挺直與智能手機(jī)及平板電腦舉行通信，用法戶能夠在氣象站到智能手機(jī)相距長(zhǎng)達(dá)50m的距離內(nèi)，立刻接收到當(dāng)?shù)氐臍?/p>

10、壓和天氣預(yù)告更新，以及由氣象站的傳感器和多達(dá)五個(gè)遠(yuǎn)程無(wú)線傳感器收集的溫、濕度讀數(shù)。nordic的soc 的核心部分是一個(gè)新型2.4 ghz 以及功能強(qiáng)大的 -m0微控制器。該微控制器是一個(gè)32位器件，與上一代ulp無(wú)線芯片通常嵌入的8位8051內(nèi)核相比，可提供更強(qiáng)大的計(jì)算能力。該微控制器是專為ulp操作而設(shè)計(jì)，十分適合藍(lán)牙智能應(yīng)用。不過(guò)，雖然硬件規(guī)格精彩，但關(guān)鍵的創(chuàng)新在于軟件架構(gòu)。在典型的ulp無(wú)線銜接應(yīng)用中，(rf)協(xié)議和應(yīng)用程序代碼作為單一整體架構(gòu)的一部分。但nrf51系列soc則不同，其協(xié)議和應(yīng)用單元之間徹低分別，這有效消退了介于兩者之間的所有依靠關(guān)系。應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以在沒(méi)有與編譯或

11、運(yùn)行時(shí)光有關(guān)的依靠或潛在抵觸下，平安地構(gòu)建或移植現(xiàn)有的應(yīng)用程序。此外，這種支配意味著開(kāi)發(fā)人員可以專注于開(kāi)發(fā)最適合應(yīng)用程序的辦法。其他的無(wú)線銜接ic則不同，其應(yīng)用程序和協(xié)議代碼具有關(guān)聯(lián)的固有銜接，開(kāi)發(fā)人員在囫圇開(kāi)發(fā)周期都必需當(dāng)心對(duì)待這些限制和依靠。雖然nordic的nrf51系列芯片是先進(jìn)的解決計(jì)劃，但bluetooth v4.1等開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的益處之一就是鼓舞建立多廠商的供給鏈，為工程師提供產(chǎn)品挑選，并且哺育競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境來(lái)刺激創(chuàng)新。nordic和其他供貨商已經(jīng)預(yù)備好一年交付多達(dá)10億個(gè)藍(lán)牙智能芯片，這些芯片將提供優(yōu)異的性能，而每個(gè)器件的成本只需幾美元，并且每個(gè)芯片都保證能與其他全部器件相互操作。通過(guò)在

12、現(xiàn)有藍(lán)牙技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建，再加上關(guān)注rf工程復(fù)雜性的創(chuàng)造商的支持，以及從商業(yè)公司到“創(chuàng)客(maker)”社群的創(chuàng)新者，如今可以在幾乎任何產(chǎn)品上加入無(wú)線銜接功能，并為產(chǎn)品增添“智能性”。更好的是，其中有些藍(lán)牙智能芯片能夠升級(jí)其軟件，消費(fèi)者甚至不會(huì)察覺(jué)到其正在舉行升級(jí)。這類“ota ( 空中下載) ” 更新對(duì)其他無(wú)線技術(shù)而言是例行程序。例如，消費(fèi)者很認(rèn)識(shí)通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)在智能手機(jī)上更新app，或是通過(guò)wi-fi下載用于便攜計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的平安補(bǔ)丁。但是對(duì)于ulp無(wú)線芯片而言，ota更新并不是例行程序。直到現(xiàn)在， 這種狀況才改變過(guò)來(lái)。這是由于bluetooth v4.1應(yīng)對(duì)了這個(gè)挑戰(zhàn)，在l2ca

13、p層打開(kāi)了挺直通道，從而可舉行大量的信息交換(加速下載)。有些(并非所有)藍(lán)牙智能芯片如今可以用法自己的無(wú)線銜接，利用這項(xiàng)功能簡(jiǎn)便、迅速地升級(jí)rf協(xié)議軟件(“?！?或開(kāi)發(fā)人員的應(yīng)用程序代碼。例如，nordic剛剛發(fā)布了最新的softdevice ( 用于nrf51系列soc的自立協(xié)議棧，包含了rf協(xié)議軟件和符合bluetooth v4.1的相關(guān)管理架構(gòu)) 。softdevice(v7.0)包含了“ota設(shè)備固件更新(ota-dfu)”功能(圖3)，支持無(wú)線軟件升級(jí)。圖3：nordic的s110 softdevice包含一項(xiàng)支持無(wú)線軟件升級(jí)的功能。ota無(wú)線更新對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員非常有利，由于即使產(chǎn)

14、品已經(jīng)在消費(fèi)者手中，他們?nèi)钥梢蕴砑有鹿δ艿浆F(xiàn)有的產(chǎn)品中并修復(fù)缺陷(bug)。最獨(dú)特的是，nordic芯片使得開(kāi)發(fā)人員可只更新應(yīng)用軟件，而不會(huì)擔(dān)當(dāng)破壞協(xié)議棧的任何風(fēng)險(xiǎn)。但更重要的是，消費(fèi)者能夠受益于重要軟件的升級(jí)，為他們現(xiàn)有的無(wú)線外設(shè)帶來(lái)真正的新功能。這個(gè)能力可讓將來(lái)的新一代銜接設(shè)備在云端服務(wù)器發(fā)出指示后更新軟件。如此一來(lái)，消費(fèi)者就無(wú)需為了用法新的軟件(例如新版本藍(lán)牙技術(shù))，就要丟棄手上的產(chǎn)品而改買新產(chǎn)品。同樣，假如產(chǎn)品采納了nordic的藍(lán)牙智能芯片，無(wú)需涉及應(yīng)用程序，藍(lán)牙協(xié)議棧就可以舉行升級(jí)。這樣加快了升級(jí)，節(jié)約了電池電量，并且限制了未正確完成升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)。物與物的銜接當(dāng)代的藍(lán)牙智能應(yīng)用配件(

15、比如動(dòng)作傳感器)，只能通過(guò)智能手機(jī)等hub才干銜接到網(wǎng)絡(luò)。但是由bluetooth v4.1引入的將來(lái)功能中，傳感器將可挺直拜訪儲(chǔ)存在云端的服務(wù)器軟件。這樣的功能將使原本“ 無(wú)腦的” 物體變得“聰慧”。例如，一把傘可以銜接到互聯(lián)網(wǎng)，以確認(rèn)是否會(huì)下雨，并提示物主在出門時(shí)帶上它 無(wú)需任何人為干預(yù)。另一種狀況是，物主在觀看到滿天烏云后從傘架抓起一把雨傘，可以將信息傳回服務(wù)器上，使當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)告變得越發(fā)精確。將來(lái)版本的藍(lán)牙技術(shù)可能通過(guò)路由器或等設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)銜接，它們能夠通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上的軟件層接收藍(lán)牙信息并重新傳回云端服務(wù)系統(tǒng)。與智能手機(jī)和平板電腦不同，這些網(wǎng)關(guān)將不需要一個(gè)完整的操作系統(tǒng)(os)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)信息。雖然藍(lán)牙智能設(shè)備可以利用這樣的網(wǎng)關(guān)銜接到互聯(lián)網(wǎng)，但網(wǎng)關(guān)將只是一個(gè)將傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端的服務(wù)器，而不會(huì)執(zhí)行任何分析或處理。此外，這些將來(lái)版本的藍(lán)牙將使應(yīng)用配件得