BLE将大行其道

时间:2022-10-07 04:35:35

随着苹果iOS和谷歌安卓平台加码支持蓝牙技术,自2010年问世以来就引起广泛关注的低功耗蓝牙技术(BLE)在应用领域已表现得越来越强大。如今,几乎每一款新上市的智能手机都会采用以低功耗为特性的蓝牙4.0技术,消费类电子产品、个人电脑、汽车、医疗与健康、运动健身以及智能家居行业的产品都有望与BLE加大融合,创造全新的应用方式。BLE的大行其道值得期待。

逆袭NFC

2013年8月,苹果公司收购硅谷低功耗无线芯片制造商Passif,其后又在iOS7中依然舍弃NFC而选择支持BLE,推出iBeacon,移动支付巨头Paypal推出基于BLE的通信器产品,被认为意味着移动支付真正的“未来形态”后,NFC似乎遭到了BLE的逆袭,前途变得渺茫起来。

BLE(Bluetooth Low Energy)也称蓝牙4.0或者Bluetooth Smart,拥有低功耗、3毫秒低延迟、AES-128加密等特点,被称为蓝牙技术史上“具有里程碑意义的技术”。根据官方数据,蓝牙4.0的峰值能耗约为3.0的一半,极低的运行和待机功耗使得一粒纽扣电池可连续工作一年甚至数年之久。而且,通过在现有的蓝牙芯片上采用BLE技术,制造商几乎不用增加额外的成本和PCB空间,对OEM而言非常方便。根据不久前曝光的一份蓝牙特别工作组(SIG)有关未来蓝牙技术演进的文档显示,未来的蓝牙版本将更“酷炫”,它会有更快的连接速度、更少的电量消耗、更长的连接距离和更好的保密性以及支持IPv6,并将具备生物测量身份认证功能。未来任何具有蓝牙通信功能的物品,都可以获得一个IP地址,从而通过互联网进行访问和定位,目前蓝牙工作组正在研究这种定位所需的连通设备和IP地址的网关设备。

不难看到,相比NFC,BLE技术表现出更优越的性能和更宽泛的使用市场。如苹果iBeacon的信息传输距离可达50米以上,而NFC标签的理论有效传输距离只有20厘米,且使用NFC标签的花费也是使用iBeacon基站的两倍。BLE能够兼容大量的现有产品,使消费者和设计者有了更多的选择,而NFC却长期纠结于内耗之中,令相关业者无所适从。

更现实的是,BLE的市场推进情况对NFC而言威胁极大。目前除了苹果、Paypal等公司的追捧,诺基亚也在研发一款基于低功耗蓝牙技术的距离传感器设备,而谷歌在安卓4.3中添加了对蓝牙4.0的支持更是极大的利好信号,因为安卓系统在市场上占据大半江山,谷歌此举势必引来众多移动设备厂商支持BLE,蓝牙4.0将得到迅速普及。蓝牙技术联盟大中华区开发者计划总监何根飞透露,目前该联盟会员单位已超过19000家,年底即可超过20000家,其中中国会员超过3000家。同时,预计今年搭载蓝牙4.0配件的出货量将达2.2亿部,明年会达到5亿部,2018年将超过11亿部,BLE可谓欣欣向荣。

而作为长期以来技术最成熟的近场支付方案,NFC的产业链则过长,利益分配与射频标准都难以统一,商业化进程缓慢。有业内人士表示,现实社会中的确已拥有数以万计的NFC终端,NFC还被植入了信用卡和旅行卡之中,一些大型商店和公共交通系统也正在部署NFC设备,但因为NFC芯片支持范围过小,且需要能够处理所有不同类型的NFC标准,导致人们使用起来非常困难。目前,支持NFC功能的手机占全球总出货量不足20%,PayPal全球CEO大卫·马库斯甚至直言“不看好NFC”,如果不改变现状,NFC可能会在爆发之前就迎来死亡。

广阔的发展前景

全球最大的蓝牙芯片供应商CSR公司不久前宣布推出第二代Bluetooth Smart平台,以便为开发者开发低功耗无线配件产品提供更大的灵活性。这两款新平台CSR1010和CSR1011已经在全球上市,它们可为一系列设备的开发提供完整的端到端解决方案,这自然是促进BLE发展的新动力因素。当然,“安卓+蓝牙4.0”的意义更重大,CSR公司低功耗无线产品部总监Paul Williamson便表示,安卓的支持为开发者开发低功耗无线创新设备及更多功能的移动应用提供了巨大的机会。

一直以来,蓝牙技术在配件方面的应用都更受关注,但随着移动时代的迅猛发展,BLE将会有更大的用武之地。事实上,BLE的低功耗技术,在设计之初便主打医疗与健康监控等特殊市场,而总的来说,蓝牙4.0的发展方向将是运动管理、医疗健康照护、智能仪表、智能家居以及各种物联网相关应用。

在医疗健康领域,过去不少健康类的应用都是基于蓝牙2.1协议去做的,但因受限于耗电问题而未能在市场上掀起太大波澜。BLE化解这一难题后,市场被强力激活。如由英特尔发起、并由许多不同医疗技术与保健机构成立的Continua健康联盟,便已决议将BLE纳入日后的标准传输技术中。现在市场上已有许多采用蓝牙2.1规格的医疗产品,如血压计、血糖仪等,未来,通过Continua健康联盟正式认证的蓝牙4.0规格的医疗类产品肯定会越来越多。健康应用方面,BLE也有广阔的市场空间,其可以与健身设备进行无缝结合,人们在使用健身器材时,就能通过相关设备如计步器、脉搏机等来传送并记录运动情况进入移动设备,保存个人的健康信息。

BLE与安卓的结合更将对当下如火如荼的“物联网”起到推波助澜的作用。目前市场上的所有智能设备都是物联网生态发展的推动力量,但BLE能够起到打通物联网和传感器设备之间的“关节”的节点作用,这将从关键意义上推动物联网的真正发展。由于蓝牙技术一向关注上层应用,有统一标准,因此各种各样的底层硬件虽出自不同制造厂家,却可以互联互通,能够形成完善的生态环境,为自身及物联网产品市场都创造了良好环境。

有分析认为,当BLE把每个人的安卓或者其他移动设备变为一个传感器标签时,它所能做的将不仅仅是通过应用软件去找东西,而将拥有巨大的可拓展性,如它可以通过App和传感器来构建一个P2P的网络以模拟GPS的功能等。总之,当BLE传感器无处不在时,定然蕴藏着巨大商机。

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蓝牙标准的发展

V1.1(1998年):传输率约在748~810kb/s,因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰影响通讯质量。

V1.2:748~810kb/s 的传输率,增加了抗干扰跳频功能。

V2.1(2004年):改善了装置配对流程,短距离的配对方面,具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC(Near Field CoMMunication)机制。具备更佳的省电效果。

V3.0(2009年):核心是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP),一种全新的交替射频技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传输速率更高,功耗更低。

V4.0(2010年):蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布,正式采纳蓝牙4.0核心规范(Bluetooth Core Specification Version 4.0 ),并启动对应的认证计划。 包括三个子规范,即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙4.0的改进之处主要体现在三个方面:电池续航时间、节能和设备种类上。有效传输距离也有所提升,为60m。

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