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Nordic:Bluetooth 5 將重新定義 BLE 產品布局

來源:Nordic   發布時間:2017/3/2 17:02:28   瀏覽點擊數:1733

人們最初認識Bluetooth,多是以手機專用的通信耳機為起點;爾后它慢慢進駐到計算機周邊、音響和汽車領域,更堪稱是最廣為人知的近距離無線通信技術。然隨著技術不斷演進,4.0版本開始依不同傳輸速率在標準 Bluetooth 之外,另衍生出兩個支脈:"Smart"應用在使用鈕扣式電池、且傳輸單一信息的設備,"Smart Ready"則鎖定任何雙模的 Bluetooth 4.0 電子產品,兼容性是三者中的一個。顯而易見,新發展出的這兩支子系統,其精神在于"低功耗",才得以盡量延長鈕扣式電池的使用壽命或支持雙模運作。

 

因應市場變遷,出爐的 5.0 版本更進一步針對物聯網 (IoT) 進行底層優化,包括:結合 Wi-Fi 做室內定位導航、無需配對即可接受信標 (beacon) 數據……;其中,特將"傳輸距離、數據傳輸率和廣播通信容量"列為三大強化重點項目。在低功耗 Bluetooth (Bluetooth Low Energy, BLE) 耕耘多年的射頻廠商——諾迪克半導體 (Nordic Semiconductor),相當看好 BLE 在保健、穿戴式產品等消費電子的潛力,直言Bluetooth 5 將重新定義 BLE 產品布局;為求持續與技術演進亦步亦趨,Nordic 迄今已自行開發超過 130 個的軟件堆棧,并在測試套件完成一億次聯機。
 

資料來源:Bluetooth SIG 白皮書


無線電編碼+功率放大器,覆蓋"全屋應用"

就在Bluetooth 5 規格底定不久,Nordic 更順勢搶在今年初就推出新版協議堆棧和軟件開發工具包 (SDK)。Nordic臺灣區域業務經理陳俊志表示,雖說光學/手勢/語音/動作捕捉等人機接口皆適合用于智能家庭,例如:光學與動作捕捉可借助一定亮度的光源/紅外線感光與照相機等光學輸入成就;手勢辨識可藉光學與動作捕捉輸入或懸浮觸控 (hovering) 等技術實現,但在眾多輸入技術中,語音仍是最簡便、直覺的方式,僅需麥克風即可;若硬要一決高下,主要還是取決于使用情境、場域、尺寸及周邊器件等因素。
 

照片人物:Nordic Semiconductor 臺灣區域業務經理陳俊志

 

Nordic指出,"現階段 Bluetooth 5 雖尚未將語音應用納入規范,但高達2Mbps 的傳輸率,將讓BLE 語音應用出現曙光";Bluetooth5 無線時間 (time-on-air) 大幅減少、通信更快速、質量更穩定且功耗更低等特性,可顯著改善用戶體驗。他們還提到,Bluetooth5 長距離模式另有 500 kbps  125 kbps 兩種新的數據傳輸率模式,善用無線電相關編碼可將傳輸范圍大幅提升四倍;搭配 Nordic 新款內建功率放大器的新無線電架構單芯片——nRF52840,可實現約111dBm的總聯機預算、穿透墻壁和物體,覆蓋"全屋應用",特別適用于智能家庭。

 

承襲Nordic 現有 nRF52 系列成熟架構發展而成的nRF52840,內嵌 64MHz  32 ARMCortex M4F 處理器,并搭配具有強大通用處理能力、浮點運算和 DSP 性能的 CPU,可支持過去無法以單芯片解決方案實現的復雜 BLE和其他 ZigBee / Thread (IEEE 802.15.4) 等低功耗無線應用;為智慧家庭應用奠定基礎,也可作為具有6LoWPAN 及標準因特網協議特性的網絡適應層(Adaption Layer)。nRF52840另可支持 Bluetooth 5、802.15.4、ANT 和專用的2.4GHz 無線技術,并設有一個全速USB 2.0控制器以及四線 SPI接口周邊器件。
 

3:開發人員可在 Nordic  nRF52840  nRF52832 SoC 開發Bluetooth 5

 

"多角色并行協議堆棧"實現長距離和高傳輸
nRF52840 
具備 802.15.4 擴展功能,可作為物聯網、智慧家庭或工業用無線感測網絡 (WSN) 等互操作性串接——S140 v5.0-alpha"多角色并行協議堆棧",協助開發人員透過nRF52840 實現 Bluetooth 5 長距離和高傳輸率模式;nRF5系列的軟件開發工具包 SDK v13.0-alpha,則提供具備新型長距離和高傳輸率性能的應用范例。另著眼于智能家庭及穿戴式設備有朝金融支付和身分辨識發展的傾向,Nordic 擬于今年季量產的 nRF52840 將結合ARM CryptoCell-310 加密加速器,可為 Cortex-M based 單芯片提供大量的加密密碼、密鑰和儲存選項,增強安全性。

 

Nordic現有 nRF52832 單芯片亦配備Bluetooth 5 協議堆棧——S132 v5.0-alpha,能以2Mbps 高傳輸率模式進行開發,并具有多達 20 個并行聯機的容量。至于開發平臺方面,陳俊志認為Google、Amazon Apple 各擅勝場:Apple Homekit 生態圈相對封閉、嚴格,只支持蘋果自有操作系統;Google陣營正好反其道而行,主推 Thread 標準搭配On-hub、廣納非蘋果開發商;Amazon 則主打Alexa 語音助理,提供用戶實時生活訊息與居家控制。值得留意的是,在普羅大眾近來頻被Amazon 相關報導攻占版面之際,Nordic 的親身經驗是:目前市場反應仍以Apple Google 詢問度較高。
 

4:基于Apple HomeKit 平臺,可從 iOS 系統開關的 BLE電子鎖

 為此,Nordic針對智慧家庭推出的開發工具包包括智能語音遙控器、Apple Homekit IPv6 over BLE (Google Thread 將于 2017 年推出);陳俊志透露,前兩項皆已有客戶開發且進入量產,后兩項可運用在節點監控。順帶一提,上述nRF52832 已被應用在基于 Apple HomeKit 平臺開發的觸控面板電子門鎖,用戶可經由內建Bluetooth 4.0 以上及 iOS 系統的智能手機/平板電腦/AppleTV 之應用程序 (APP) 開、解鎖;當然,包括求助 Siri。屋主可輕松發送""的用戶代碼至任何訪客手上,最多可保留 30 組代碼,且可指定特定到訪日期和時間。

 

此外,屋主可隨時予以禁用或刪除用戶代碼,還能查看特定活動和歷史記錄,并在使用鎖定時接收通知。,陳俊志補充,電視因為放置場域最接近家庭對外連網端點,且機頂盒傳送的數字內容可與智能家庭所運用到的傳感器、溫濕度計、保全或其他家電整合,透過電視屏幕顯示實時狀態,是擔當"控制中樞"的理想候選之一。


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