LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。
LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。
Wi-Fi
Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。
一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。
80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。
针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee
ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。
虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。
ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
NB-IoT
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
蓝牙50
蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。
说起物联网(Internet of Things, IoT),估计很多人都耳熟能详,因为我们早就在各种各样的媒体中看到过好多次这个名词了。
按照中国传统观点,万物实际上是有着天然的联系的,那么人类为何又要画蛇添足般地再把他们连接起来呢?原因很简单, 万物的天然联系是依靠的自然规律,而人类并不能控制他们,而物联网让万物以人类的意愿进行连接,从而让人类可以控制他们 。物联网,无非是又一个人类征服和控制自然的尝试而已。只要万物能够互联并且通过有效的手段在需要的时候知道他们的状态,从而采用有效的手段进行干预,那么人类就有了对万物的相当程度的控制权。
这给了人们很大的想象空间,因此,也吸引了大量的淘金者,试图分享这样一块看起来巨大无比的蛋糕。 但这么多年来,现实并不乐观。
根据我的了解——可能并不准确——我感觉物联网现在处于一个比较尴尬的阶段。 一方面,物联网的呼声很大,人们寄予很大的期望;但另一方面,市场的反响并不热烈,本来应该跟人们的生活息息相关的物联网,似乎在现实中并没有被人们所感知。我观察到的现实就不很乐观。 算得上物联网的智能家居曲高和寡,国内力推的NB-IoT雷声大雨点小,LoRa使用的主流频段在国内被事实上禁用, Zigbee等覆盖范围过小……
在这里,我想梳理一下物联网在国内发展的现状,以便于更好地定位和找出问题所在。
物联网可以看做是互联网的升级版本,传统的互联网连接的是人;物联网不光连接人,还要连接物,除了人类的互动外,还需要让人能够更好地把控物。 人是自带智能的,所以传统的互联网的重点在于连接,只要有连接,人们就会互动,产生内容等,对网络的智能要求就不高;但物联网连接的是物,物本身不具备智能, 需要通过人来控制或者智能系统来自动控制。
物联网也是近十年来出现频率很高的智慧某某(例如智慧城市,智慧楼宇,智慧园区,智慧安防等)的基础设施。 什么是智慧?我认为就是能够根据某个特定的需求和目标,自主动态调节现有状态的能力 。这需要至少有两个部分构成,一是要有数据分析和处理的“大脑”部分,二是要有数据收集和指令执行的“躯体”部分。 我们往往把狭义的躯体部分作为狭义的物联网, 也可以称为物联网10, 实现了物体的初步连接和数据收集和反馈能力,但这套系统要想实用,实际上离不开人,因为数据的分析和控制指令的下达还是需要人来做;而大脑+躯体才是真正智慧的物联网,在我看来这才是能够给人类带来很大便利的物联网,才具备大范围应用的技术基础, 可以把这称为物联网20。
现阶段的物联网还是停留在由人控制的阶段,也就是10时代,这个阶段对数据的处理存在瓶颈,因此,并不适合复杂的应用,也不适合大范围使用。因此我们可以看到,应用比较广泛的应用也就是那少数的简单应用,如抄表、环境监测、家电控制等。云计算、大数据、机器学习、人工智能等技术是近几年的IT领域的热点,进展也非常迅速,他们的发展为物联网向20阶段进化提供了坚实的基础。
我们日常生活,现有的已经足够很好地满足人们的需求了;物联网,只是人们对更高生活水平的追求的产物,并且不是必需的;对于非必需品来说,要想普及需要足够的性价比或者就索性走高端路线。但从目前的物联网市场看,由于缺少比较成熟的家用物联网方案,因此并不能大规模使用,这导致物联网应用起来成本比较高,在家居中只有高端住宅才可能会使用,占比很少,家居物联网在这种初级阶段必须得要走高端路线,当然这也符合很多新事物的初始状况特征。
物联网在工商业中也有一些应用,例如RFID领域,我们已经可以在一些商店中看到。其他还有很多物联网项目,多数隐藏在智慧某某的名头之下,现阶段,只要是冠以智慧的项目,其造价一般会令人咂舌。 因此,在性价比不高的情况下,人们使用他的积极性自然不高了。
中国运营商去年决定要大力推广NB-IoT,他们试图提升性价比,因此希望设备和解决方案提供商们能够以较低的价格提供相关产品,由于其体量,确实有部分供应商愿意以接近成本价的价格向其提供产品;但即使是这样,愿意使用的用户也不多,这让供应商的积极性大大降低,因为根本就无利可图。也因为此,NB-IoT的这一波推广活动实际上到目前看来是比较失败的。
从连接介质来看,物联网分为有线和无线两种,考虑到实际部署的难度,无线方式显然更有机会会成为主流的连接方式。
从终端和因特网连接关系来看,物联网也可以划分为两种方式:一种是直接和因特网连接,例如NB-IoT、2/3/4G蜂窝网络、eMTC等; 另一种是通过网关间接和因特网连接,例如LoRa、SigFox、ZigBee、BLE、WiFi等。不同的协议都是针对不同的应用场景设计的,因此在实际使用中都有其优缺点。例如我们常用的WiFi,要保证速率和可靠性,因此覆盖距离不够长,连接不可靠; NB-IoT主要用于低速率物联网应用,能够直接联网,但速率低, 用户连接数少; LoRa的覆盖比较广,但速率低,用户连接数也有限制……
因此,实际部署时需要根据不同的应用场景选择不同的技术、标准以及相应的设备,而在现场实施的时候又会有很多意想不到的困难。无线部署也需要做网优等工作,对实施人员的要求比较高。 这些都增大了物联网的部署难度。
由于物联网一般使用无线技术,那么频谱资源就是物联网的一个非常核心的资源。频谱资源时稀缺的,因为有太多的地方需要这类资源。例如我们的移动电话、微波通信、卫星通信、应急通信、无线WiFi等等。这些资源由于其稀缺性,需要统一的规划。而这在不同的国家也面临着不同的状况。
例如现在比较火热的LoRa,阿里巴巴、腾讯等互联网企业刚刚加入该标准联盟,结果国家的新的频谱规划就给予他们致命一击,LoRa所使用的sub-1G的频谱资源实际上是不开放的。
目前在全球,唯一明确的民用频段就是24GHz,也就是WiFi、蓝牙等使用的频段。但这个频段的问题是与低频段的无线电波相比,越障能力比较差,因此覆盖能力不强。而又由于太多的民用无线设备都是用这个频段,导致这个频段的信号比较“脏”,收到的干扰比较大。 现有的使用这个频段的蓝牙、WiFi协议本身也是为了IP宽带连接而设计的,专注于速率,所以也导致覆盖范围一般不超过100米,并且连接数量有着很大的限制。 因此,要想避免频谱资源的政策风险,就只能使用24GHz这个频段 ,那么如何在这样的情况下增加无线覆盖的范围,提升覆盖距离,就是物联网公司需要解决的一个大问题。
比较有实际应用意义的物联网的规模需要达到一定的程度,也就是终端要足够多,很多地方并不具备电源接入的条件,那么就需要终端的功耗要足够低或者索性无源。
无源当然是最佳的方式,目前的解决方案是要加储能电路,但这种电量非常微小,在现有的技术条件下,覆盖范围和传输能力都受到严重的制约,只能适应很少的一部分场景。因此,大多数情况还是需要有源的终端,这就需要功耗尽可能地低了。 功耗问题可能是目前物联网面临的主要问题之一。
例如在智慧停车之类的项目中,有部分方案是用NB-IoT实现的。这个标准由于使用了蜂窝技术,只有运营商具备掌控的能力,所以电信运营商和设备商都非常有热情去推广,也号称一块电池可以用十年,看起来功耗似乎很低,但那是有前提条件的,就是它平时处于睡眠状态,每天主动醒来一次上传一次数据,在这样的情况下才可能坚持十年。 但用于停车就得频频被唤醒,因此在这个场景中使用就非常耗电。根据实际使用的经验,差不多5个月左右就得去更换电池了。这带来极大的维护工作量,而且电池的成本本身也非常高。因此,至少在停车这种方案中,NB-IoT并不是一个好的选择。如果用LoRa呢?在停车中也有应用,表现好一点,能够达到一年多的使用时间而不用换电池。而一般里面模块和芯片的寿命在5年以上,也就是说,在终端设备的生命周期里,需要更换多次电池,每一次更换电池实际上跟新开工一个项目工作量差不多多少。因此,我们不能说这种状况是令人满意的。
所以,如果能够解决有源终端的功耗难题,不光可以大大减轻日后的维护工作量,还可以大大降低终端的成本,这是因为在实际应用中,电池是物联网终端的主要成本之一。
技术本身是没有国界的,但遗憾的是我们并不生存在一个理想的世界里,我们的现实世界依然存在着各种各样的利益群体,有的时候出于自身利益的考虑,作为体现现代竞争力的物联网技术就要受到一些因素的制约。国家就是一个典型的利益群体,而国家安全往往是这个群体的最高利益之一。信息安全是国家安全的一个重要方面,物联网搜集各种各样的信息,这些信息有的时候就是非常机密的情报,不方便被其他利益团体所获知,因此,在物联网标准方面,在一开始就要注意这个方面。
LoRa是美国公司Semtech所提出的一个物联网标准,也是目前比较主流的标准。这个标准对标的是SigFox——一个欧洲的私人公司封闭的物联网标准,但SigFox用自己的标准建了一个覆盖很广的网络,对外运营物联网业务,可以叫做物联网供应商;而LoRa是半开放的标准,允许用户使用这种技术进行模块和终端产品的开发,并用这些产品组建自己的LoRa物联网,虽然相比于市场上主流的其他方案,看起来价格并不贵,但标准、芯片等核心部分过分集中于美国的供应商Semtech上,在特定的时候这就是一个很大的风险。
因此,无论是物联网方案提供商、物联网产品开发商,还是用户,在选择物联网标准的时候要考虑到这个问题。当然,对于小规模的民用应用,采用什么标准问题不大,但对于军用、大规模应用来说,不考虑这个因素将可能让投资全部打水漂。 最近的无线电频谱的一个征求意见的文件就让某国外标准被判了死刑,即使我们最大的两个互联网公司刚刚加入了这个阵营也是无可奈何。
NB-IoT是中国特别是运营商和设备提供商力推的标准,但它的问题在于功耗较高、用户容量有限,所以,在很多场景里并不适合。因此,中国还需要更多的物联网标准,来补充NB-IoT的不足。
首先,物联网界,万物都疯了,苦于它们没有生命,没有嘴。自己想表达的信息只能通过各种通讯协议传达给人类和世界各地。
NB-IoT,4G对比:
WIFI和zigbee对比:
ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和几种无线技术的对比如下表所示:
在2015年9月的RAN #69会议上经过激烈撕逼后协商统一,NB-IoT可认为是NB-CIoT和NB-LTE的融合。
物联网的应用场景相当广泛,比如,智能泊车、自行车联网防盗、车联网、智慧城市、智慧建筑、环境监控…
——完——
现阶段物联网智能家居的应用极为多元,在设计初期就需要d性地搭配不同的无线连接技术,本篇SKYLAB将从无线模块解决方案的角度来详细分析,哪些无线模块可用于物联网智能家居应用。
基于WiFi技术的智能家居解决方案
WiFi方案的优势是技术成熟,单独的设计就可以接入公网,成本也是相对较低。缺点则是WiFi设备功耗大,无法满足供电供电的需求;接入数量也相对有限,一个家庭路由器只能接入32~64个设备;无法复杂组网,覆盖能力严重受制于路由器的部署。WiFi方案在物联网初级阶段有较大优势,单独的模块依托路由器即可入网,优势明显,虽然接入数量不多,但是在物联网、只能家具未大规模普及的情况下,也可以满足大多数需求。80211ac可能会一定程度缓解WiFi方案缺陷,但是该技术的普及还需要很长的路。适用于部分对功耗要求不明显,且不会大量部署的产品,例如:智能电饭煲,智能空调,智能灯等传统家具入网。
智能家居WiFi模块选型:根据产品实际需求选择WiFi模块的通讯接口、数据速率、发射速率、传输距离、芯片、封装尺寸、供电、天线以及频率范围等。
基于蓝牙技术的智能家居解决方案
蓝牙方案的优势在于低功耗,与手机的交互比较简单。目前蓝牙的优势就是功耗与容易实现与手机的交互,缺点则是设备无法独立入网。而随着蓝牙50与蓝牙mesh的普及,基于蓝牙模块的物联网应用更如雨后春笋。适用于对功耗有要求且需求手机直接就能交互的产品,例如:智能门锁,智能称,智能牙刷,Mesh灯控,智能照明以及智能楼宇。
智能家居蓝牙模块选型:了解蓝牙解决方案的应用场景、需要实现的功能(应用框图),以及功能实现过程中所能提供调用的接口(主从设备,功能),考虑模块供电,尺寸,接收灵敏度,发射功率,Flash,RAM,功耗(广播,连续传输,深度睡眠,待机状态),连接距离,接口,天线,性价比等。
二战期间,本应该凭借美貌吃饭的好莱坞女演员 Hedy Lamarr,却偏要凭实力与钢琴家 George Antheil 联手,研究跳频扩频(FHSS)技术。据相关资料记载,这项技术于1942 年8月被申请为专利。在此后近半个世纪的岁月中,这项技术一直未被重视,直到 20 世纪 80 年代,FHSS技术才被军方用于战场上的无线通讯系统。而后,FHSS技术下沉到大众市场,也影响到了蓝牙、WiFi等无线技术的发展。
时移世易,当初以FHSS为基础的蓝牙技术也发生了巨大的变化——其标准从蓝牙10升级到了蓝牙50再到LE Audio,在这场技术变迁的过程当中,蓝牙到底改变了什么?
蓝牙技术的起源
蓝牙技术最早可以追溯至 199 4年,当初,爱立信投身于蓝牙技术的研究是将其当做是RS-232数据线的替代方案。RS-232是常用的串行通信接口标准之一,它是由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家于1970年共同制定。RS-232总线规定了25条线,包含了两个信号通道,即第一通道(称为主通道)和第二通道(称为副通道)。RS-232采用的是点对点连接,通常一个串口只能连接一个外设。而采用蓝牙技术则可以连接多个设备,从而克服了数据同步的难题。因此,蓝牙技术被视为是移动 电话 和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。
199 7年,爱立信公司借此概念接触了移动设备制造商,讨论其项目合作发展并获得支持。 199 8年,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家企业成立了蓝牙技术联盟的前身——“特别兴趣小组”(Special Interest Group,SIG),其目标是开发一个成本低、效益高、可以在短距离范围内随意无线连接的蓝牙技术标准。在这当中,关于蓝牙的命名也发生了一件趣事。当时SIG的合同框架已经接近完成,但关于这项短据无线连接技术却还没有确定正式的名称,其备选名称PAN因偏向流行语,在当时的互联网搜索引擎中已经拥有很高的流量,因此,商标搜索没通过。英特尔的Jim Kardach建议使用蓝牙作为临时代号。后来有人引用Kardach的话说:“哈拉尔德国王蓝牙,以团结斯堪的纳维亚半岛而出名,正如我们打算通过短距离无线链路将PC和蜂窝产业结合在一起一样。”
07版是蓝牙的首个标准版本,其支持Baseband与LMP通讯协定两部分。 而后,SIG成立,又先后发布了蓝牙08版,09版、10 Draft版、10a版以及10B版。 199 9年下半年,微软、摩托罗拉、三星、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在全球范围内掀起了一股蓝牙热潮。
蓝牙标准的演进推动终端应用变化
在这股蓝牙的热潮之下,蓝牙标准也伴随着技术终端应用的需求发生了改变。
199 9年所推出的蓝牙10版本,因为技术上存在着数据泄露的问题,所以,蓝牙并未立即受到广泛的应用。此外,当时对应蓝牙功能的电子设备种类少,蓝牙装置也十分昂贵,也是蓝牙未被大规模采用的原因之一。直到2001年,蓝牙11才做为首个正式商用的版本开始面向市场。该版蓝牙标准也被正式列入IEEE标准,也被称为IEEE 802151。同年,SIG成员公司超过2000家。
过了几年之后,蓝牙成为了电子产品的必备功能,其售价也因技术的成熟而大幅下降。为了扩宽蓝牙的应用层面和传输速度,SIG于2003和2004年先后推出了12(该版本为了解决容易受干扰的问题,加上了抗干扰跳频功能)、20版,并附加了很多新功能。据维基百科资料显示,20版本中增加了例如EDR(Enhanced Data Rate,配合20的技术标准,将最大传输速度提高到3Mbps)、A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,一个控音轨分配技术,主要应用于立体声耳机)、AVRCP(A/V Remote Control Profile)等。Bluetooth 20将传输率提升至2Mbps、3Mbps,远大于1x版的1Mbps(实际约7232kbps)。蓝牙20版开始支持双工模式——即一面作语音通讯,同时也可以传输数据。也是从这个版本开始,蓝牙才被市场所认可。随后,在2007年中,SIG针对存在的问题进行了改进,并发布了蓝牙21版。此时,蓝牙技术的出现,让手机实现了可互相传输音视频以及等功能。但当时手机之间通过蓝牙连接的方式比较繁琐,配对双方都显示一个6位的数字,由用户来核对数字是否一致,并输入Yes/No,两端Yes表示一致即可配对。这种当时虽然繁琐,但却可以防止中间人攻击。
2009年,蓝牙 30 也开始面向市场,采用了全新的交替射频技术,并取消了UMB应用。在本年4月,蓝牙技术联盟颁布了蓝牙核心规范 30 版( 30 +HS),是一种全新的交替射频技术。蓝牙 30 +HS提高了数据传输速率,集成80211PAL最高速度可达24Mbps,是蓝牙20速度的8倍。此外,引入了增强电源控制,实际空闲功耗明显降低。这一特性还添加了闭环功率控制,意味着RSSI过滤可于收到回复的同时展开。此外,该版本中还增加了“直接开到最大功率(go straight to ma xi mum power)”的请求,旨在应对耳机的链路损耗,传统蓝牙耳机也逐渐流入市场。
2010年, 三位一体 蓝牙40的发布再次变革了蓝牙技术。在该版本发布之时,SIG还提出了“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。其中,高速蓝牙主攻数据交换与传输;传统蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点;蓝牙低功耗顾名思义,以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是NOKIA开发的Wibree技术,本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术,在被SIG接纳并规范化之后重命名为Bluetooth Low Energy(后简称低功耗蓝牙)。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式,此外,Bluetooth 40还把蓝牙的传输距离提升到100米以上(低功耗模式条件下)。至此,通过蓝牙40的发布,也为接下来物联网的发展奠定了基础。
而后,2013年底,蓝牙技术联盟推出了蓝牙41规范,其目的是为了让 Bluetooth Smart技术最终成为物联网发展的核心动力。该版本提升了对LTE和批量数据交换率共存的支持,以及通过允许设备同时支持多重角色帮助开发者实现创新。通过蓝牙41版本,使得支持该标准的耳机、手表、键鼠,可以不用通过 PC、平板、手机等数据枢纽,实现自主收发数据。例如智能手表和计步器可以绕过智能手机,直接实现对话。2014年,SIG又更新了蓝牙标准,推出了蓝牙42,不但速度提升25倍,隐私性更高,还可以通过IPv6连接网络。这一技术允许多个蓝牙设备通过一个终端接入互联网或者局域网,这样,大部分智能家居产品可以抛弃相对复杂的 WiFi 连接,改用蓝牙传输,让个人传感器和家庭间的互联更加便捷快速。
2016年,蓝牙标准伴随着物联网应用的爆发也进行了继续演进,在此期间,SIG发布了蓝牙50版本,相比蓝牙40版本,50在传输速度提升了两倍,传输距离增加了四倍,数据传输量提升八倍,同时可以与 Wi-Fi 共存,不互相干扰。2019年,SIG又推出了蓝牙51,新增寻向功能,将蓝牙定位的精准度提升到厘米级,功耗更低、传输更快、距离更远、定位更精准。伴随着蓝牙51标准的推出,也让业界看到了将蓝牙技术应用于室内定位的前景,这也是目前蓝牙技术的未来发展前景之一。
此外,伴随着万物互联时代的来临,蓝牙技术也进行了吸收和扩展。除蓝牙1、2、3、4、5系列标准以外,蓝牙技术联盟于2017年7月正式宣布,蓝牙技术开始全面支持Mesh网状网络,据悉,蓝牙Mesh将兼容蓝牙 4 和 5 系列的协议。全新的Mesh功能提供设备间多对多传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信能力,适用于楼宇自动化、无线传感器网络等需要让数以万计个设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。伴随着蓝牙Mesh的推出,智能家居得到了极大的发展,该领域也被视为是蓝牙未来发展的又一方向。在2018年的国际消费电子展上,阿里巴巴与联发科宣布携手推动蓝牙Mesh技术,签署合作协议,打造了首款支持蓝牙Mesh技术的Smartmesh无线连接方案。
蓝牙新标准将再次对终端应用进行改革
2020年1月,蓝牙技术联盟在拉斯维加斯举办的CES2020上发布了其新一代蓝牙音频技术标准——低功耗音频LE Audio。该方案伴随着TWS耳机的爆发而被受 关注 ,因此,有业内人士认为,LE Audio蓝牙标准将再次对终端应用产生重大影响。
众所周知,此前传统蓝牙耳机没有得到广泛的使用,是因为其音质和续航时间并不令人满意。而采用了LE Audio蓝牙标准的TWS耳机,可以在低能耗下实现在更长的距离上传输更好的声音。据SIG官方网站介绍,在提升音质方面,LE Audio蓝牙标准中包括一个新的高质量,低功耗音频编解码器,即低复杂度通信编解码器(LC3)。LC3即使在低数据速率下也能提供高质量,它将为开发人员带来巨大的灵活性,使他们能够在关键产品属性(例如音频质量和功耗)之间进行更好的设计折衷。据相关报道显示,LC3的质量提高了三倍,传输音频时的能耗却降低了三倍。
据相关报道显示,SIG将于今年推出LE Audio的独立功能,SIG期望芯片制造商能够在明年至18个月的时间内发布支持LE Audio的新设计。这是因为LE Audio需要手机端先支持LE Audio标准后,TWS耳机才更有意义。因此,在这种情况下,TWS耳机还距离其真正的爆发时期还有一段距离。
同时,SIG在其官网中还介绍道,LE Audio将不仅为TWS耳机带来发展机会,这项标准也将推动其他音频产品的发展。例如,LE Audio将推动蓝牙助听器的开发,从而为越来越多的听力损失者带来蓝牙音频的所有好处。LE Audio还将添加广播音频,使音频源设备可以将一个或多个音频流广播到无限数量的音频接收器设备。广播音频为创新提供了重要的新机遇,其中包括启用新的蓝牙用例“音频共享”。蓝牙音频共享可以是个人的或基于位置的。通过个人音频共享,人们将能够与周围的其他人共享蓝牙音频体验;例如,与家人和朋友共享智能手机中的音乐。通过基于位置的音频共享,机场,酒吧, 体育 馆,院和会议中心等公共场所现在可以共享蓝牙音频,从而增强访问者的体验。
结语
通过上述资料显示,蓝牙从最初的音频传输、图文传输、视频传输,演变成为了物联网传输的主角。尤其是在去年当中,蓝牙技术的发展也带动了TWS耳机市场变革。从蓝牙技术的变迁中看,它的发展对下游终端产品影响巨大。伴随着近几年来,终端产品的多样化趋势,也为蓝牙的发展带来了新的机会。
同时,蓝牙作为无线通信中的一员,蓝牙技术还需要与WiFi等其他无线传输技术进行竞争,蓝牙技术如何在这场竞争中保持优势,是值得业界所 关注 的。
(照片为40在台发表时档案照)
蓝牙联盟正式于本周起推出Bluetooth42核心规格,主要强化隐私权保护与传输速度提升,同时也将核准支援IP连网的定义;此次的更新重点可分为三部分,包括隐私与资安、速度与网际网路连网。隐私与资安方面将隐私权控管主导权回归消费者,避免蓝牙连线在未经许可下被轻易追踪,尤其是在具备beacon的零售商店增加购物安全性。
在速度方面,此次提升BluetoothSmart装置间传输速度以及可靠性,相较既有版本增加25倍,同时传输速度与封包容量增加后也大幅减少传输错误发生率并降低能耗,进而提升连网效率;另外Bluetooth42以Bluetooth41的IPSP为基础,可使BluetoothSmart感测器透过IPv6/6LoWPAN直接进行连网,并藉IP联网使既有的IP基础架构管理BluetoothSmart的EdgeDevice(边缘装置),此项定义预计年底前核准。
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Note真的笔较厉害?
我觉得蓝牙技术是几大无线通信技术中最适合物联网发展的,它的低功耗和低辐射就是一大优势。据我所知,早在今年年初,蓝牙路由器就获得了美国CES大奖,上个月的世界物联网大会上,蓝牙路由器也获得了银奖,证明了在物联网行业内,对于蓝牙物联网是认同的。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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