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最新版本蓝牙增添可衍生大量潜在应用的功能

Chim Chan?? Nordic Semiconductor区域销售经理?? EDNC Magazine?? 2014年11月27日 ?? 收藏1
蓝牙智能(以前称为蓝牙低功耗)作为蓝牙核心规范4.0版本(Bluetooth v4.0)的一部分,于2010年发表后表现一直相对低调,但现在已跃为新闻头条。

正如IHS公司分析师所预测,蓝牙智能芯片的全球出货量在2018年将上升至接近3亿颗,相比2013年结束时仅超过3,000万颗,未来五年年均复合增长率(CAGR)将达到55%以上。2013年的出货量比2012年的900万颗增长了将近250%,今年的出货量预计又会加倍。

2013年市场上出现了第一批大批量应用配件(Appcessory),其2014年销售量预计超过5,000万个(图1)。与配备蓝牙智能即用(Bluetooth Smart Ready)技术的智能手机、平板电脑及台式电脑的无缝连接,使应用配件的领域迅速扩张。

图1:2014年预计销售超过5,000万个应用配件。
图1:2014年预计销售超过5,000万个应用配件。

应用配件可以将周边产品(例如健身传感器或玩具)与带有蓝牙智能即用技术的智能手机、平板电脑或台式电脑上的软件结合起来。应用配件通常由钮扣电池等小型电池供电,从超低功耗(ULP)的蓝牙智能芯片将数据发送到移动设备上。主设备的应用程序(App)通常会分析并显示该数据。许多App也可以很容易通过社交媒体分享信息。

蓝牙智能即用产品(包含Apple的设备以及大多数Android平台的手机)都配备了Bluetooth v4.0/v4.1芯片,可以做到“标准”蓝牙技术能做到的工作,而且还可以与蓝牙智能芯片通信,因此越来越多地用于以钮扣电池供电的外设和产品,例如智能手表。

在未来几年内,智能手机和平板电脑的销售预计将会激增。Statista Research分析师估计,到2020年移动设备的累计全球总出货量将达到61亿个。IHS公司的分析师较为保守,但仍提出了高数字的预测。该公司估计,2013年底智能手机的用户数为19.19亿个,而之后的五年将成长到50.82亿个。由于多家公司正竭力推出应用配件,且蓝牙技术与智能手机及平板电脑之间的密切关联性,未来连接至每个智能手机的蓝牙智能设备的数量即将激增。

到2020年,市场累计出售的配备蓝牙智能的产品可能达到240亿个, 而一些分析师估计该市场每年的总值可达到1,310亿美元。

新版本的蓝牙技术(“蓝牙4.1版”)引入了一些新功能,有助于建立最终实现蓝牙智能设备直接连接到互联网的技术基础─而无需利用智能手机或平板电脑的运算能力。移动设备可能仍然充当一个集线器(Hub)或作为Wi-Fi路由器并收集数据,但是功能日益强大的软件则存放在云端,可用来分析和处理信息。

虽然新版本仍然无法实现直接的互联网连接,但它体现了蓝牙技术联盟(SIG)对扩大蓝牙技术可触及范围的决心,这种策略将会鼓励并推动较应用配件市场更为庞大的新类型产品市场。

在IP上实现蓝牙的基础

从技术的角度看来,Bluetooth v4.1可以更好地针对由该技术固有的流媒体模式、ULP操作模式(使用遵守规范的“低功耗核心配置”技术),以及互联网协议(IP)连接操作而产生的不同使用情况加以调整。

开发人员可能会认为Bluetooth v4.1带来的最重要的一项功能,是让智能手机等设备可同时作为蓝牙智能即用集线器和蓝牙智能外设的拓扑结构。设备采用按照新规范设计的芯片,具有将数据从传感器或智能手表传递到智能手机及PC上的功能。

另一种可为开发人员提供更大自由度的特点,是建立散射网(scatternet)的能力。以往,蓝牙以建立多个微微网(piconet)的方式来进行沟通,但是它的三位地址空间将微微网最多数量限制在八个设备上— 一个集线器和七个外设—这样可能限制蓝牙技术的使用能力。但是,现在的新技术可以让一个设备设定为集线器或外设,而一个集线器可能与超过八个的设备进行通信。

对开发人员来说,Bluetooth v4.1另一个重要的改变是为他们保持通话提供了更多的灵活性。在Bluetooth v4.0中,蓝牙智能设备和蓝牙智能即用设备之间联机“广告”的间隔是固定的,即当一个活动设备(如健身监测仪)从集线器中被分离出来时,联机就可能很快被中断,且只能重新手动恢复。从Bluetooth v4.1开始,开发人员可以设定联机广告的时间间隔,进而适应任何可能使用的场景。

Bluetooth v4.1最明显的增强之处,可能是通过实现逻辑链接控制和适配协议(L2CAP)的面向连接通道,来奠定IP连接操作的基础(最终实现与互联网的直接沟通)。虽然L2CAP早就是Bluetooth v4.0的一部分,但直到最新版本发表后,蓝牙智能及蓝牙智能即用才可利用L2CAP的面向连接通道。

面向连接的通道具备建立专用通道的能力,而专用通道有与之相关的固定数值。面向连接的通道和专用通道对互联网协议版本6(IPv6)而言是基本要求(IPv6是通信协议的最新版本,可为网络上的电脑提供辨识和定位系统,并路由互联网上的流量)。

此外,Bluetooth v4.1支持较长的数据包,被称为长型最大传输单元(MTU)。对于在蓝牙智能连接中承载IP封包数据,支持更长数据封包是必不可少的。要注意的是, 在蓝牙智能设备可以直接和互联网连接之前,仍然有许多技术障碍需要克服,还有几个蓝牙技术的修订版。但是,正如蓝牙技术联盟所言:“Bluetooth v4.1 专用通道的实施是未来在传感器层面支持IPv6的一个基础步骤。”

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蓝牙? 蓝牙芯片? 物联网?

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