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藍牙模塊技術在物聯網的影響力

來源: 作者: 發布日期:2016-09-01 17:44:49 加入收藏 關注:
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      據業內人士分析,可能在2018年后智能家電即將是物聯網最多客戶之一,可想而知,這塊大蛋糕伴隨著的是激烈的競爭。目前ZiBee被廣大廠商看好,那么被認為有不足的藍牙模塊技術是否可以重新昔日的輝煌呢?

 

  藍牙模塊無線技術工作于免許可的2.4GHzISM頻段,采用1600hop/s的快速跳頻技術、正向糾錯編碼(FEC)技術和FM調制方式,設備簡單,支持點到點、點到多點通信。對于物聯網應用而言,其最大的致命缺陷在于點到點傳輸,但是藍牙Mesh或許能彌補這一缺陷。

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物聯網時代藍牙模塊技術的挑戰

在過去的20多年里,人類經歷2次大的連接,第一次是90年代起Internet 逐步普及,網線將11億人連接到一起。第二次是2000年以后手機的普及又將地球人又一次緊密連接起來。藍牙技術在1994年由電信巨頭愛立信公司創制,隨后,1998年藍牙技術聯盟成立,創始公司包括:蘋果、愛立信、英特爾、聯想、微軟、諾基亞、東芝。

 

  現在我們正經歷物聯網階段的第三次大的連接,創立于手機時代的藍牙技術面臨挑戰。藍牙技術聯盟亞太區市務高級經理李佳蓉女士介紹:“面對IoT領域的機會,藍牙模塊有幾項技術特性必須克服,首先,因為IoT將導致聯網裝置數量大幅增加,現有的IPv4支持能力將有限,IPv6的技術支持勢在必行,組網的能力也會受到考驗;其次,便攜式移動設備對于功耗的要求更為嚴苛;在物聯網與生活結合得更加緊密之后,安全性也是重要的考量。”

為順應時代潮流,藍牙模塊低功耗(BLE)技術推出,相較傳統藍牙擁有更好的信噪比,傳輸距離更遠,通常可以達到50米,而傳統的只有6~8米。藍牙模塊BLE功耗低,省電,數據傳輸量小但速率快。盡管優點多多,然而在智能家居、智能照明等領域的應用上,一直存在著距離短、組網能力差等問題。

 

  隨后,2014年底藍牙技術聯盟推出全新藍牙4.2核心規格,在隱私保護、傳輸速度和直接通過IPv66LoWPAN接入互聯網等方面做出重大改進,讓物聯網領域的互聯更加快速安全。20152月,藍牙技術聯盟成立Bluetooth Smart Mesh工作組,助力Bluetooth Smart技術實現標準化的mesh網絡功能。

 

  藍牙模塊Mesh技術

                     BluetoothLogo.svg.png

  

  無線Mesh網將傳統WLAN中的無線”熱點”擴展為真正大面積覆蓋的無線”熱區”。無線Mesh非常適合于覆蓋大面積開放區城(包括室外和室內)的無線區域網絡解決方案。

 

  藍牙模塊Mesh脫胎于CSR倡導的私有協議CSR MeshCSR Mesh20142月由CSR公司推出的一款全新的Bluetooth Smart解決方案。這項技術主要是通過將藍牙配置與控制協議整合到單一的芯片中,利用星型網絡和中繼技術,讓每個網絡可以連接超過65000個節點,網絡和網絡間也能實現互連,最終可對無數個搭配Bluetooth Smart的設備通過同一手機、平板電腦或PC進行互聯或直接操控,從而構建整體家居自動化。

 

  特點一: CSR Mesh的功耗只有Zigbee的幾十分之一

 

它可以通過節點與節點之間的信息傳播,讓信號在Mesh網絡間不斷地傳輸,以達到控制目標設備的功能,而無需傳統意義上的網關,因此,我們可以利用手機或平板上的APP來進行控制,操作起來十分方便。

特點二:環環相扣的加密功能保障信息安全

 

其他廠商如恩智浦也推出了藍牙模塊Mesh解決方案。恩智浦Bluetooth Smart Mesh的解決方案不同于其他網格技術可能出現泛洪(Flooding)而導致“廣播風暴(broadcast storm)”、增加能源消耗等缺陷。恩智浦低功耗解決方案能夠完全同步和路由各種協議,從而實現節點之間的高效端對端連接;能夠創新的在整個網絡中實現數量級的能效提升;還具有增強的安全性和帶自愈功能的網絡自組功能,并在未來保護分層網格架構(layered-mesh architecture),以更好地支持藍牙智能設備,其所提供over-the-air 無線升級功能,可助部署之后的網絡升級。恩智浦這個方案能夠幫助開發商和制造商在開發智能家居產品,包括照明、傳感器、溫控器以及其他家用藍牙模塊智能設備時,實現多節點通信設計。

 

  藍牙模塊Mesh的優點

 

  一、低成本:每年十幾億部的智能手機幾乎全部搭載藍牙4.0,龐大的體量攤銷了藍牙協議、藍牙芯片的軟硬件研發成本。藍牙模塊的成本平均大概只有其他協議的一半。當阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物聯網無線模塊包郵大法的時候,9.9元就是藍牙模塊,19.9元是Wi-Fi模塊。

 

  二、超低功率:適中的帶寬、低發射功率和完備的休眠機制造就了藍牙的超低功率,藍牙4.0BLE的出現,更是把待機功耗帶到了微瓦級,而且啟動快速,不像Wi-Fi,啟動一次需要幾百毫秒,空耗系統功耗。

 

  三、多信道:Wi-Fi2.4GHz上只定義了14個頻道, 而藍牙4.0定義了79個頻道,在中國式公寓樓這一普遍場景,智能家居聯網必須有足夠多的頻道才能避免同頻干擾。這一點上藍牙完勝了Wi-FiZigBee2.4GHz868MHz915MHz一共才定義了27個信道,遠遠不能勝任大面積家庭使用導致的同頻干擾。

 

  四、覆蓋盲區少:藍牙自聯網降低了覆蓋距離的要求,而且節點越多,覆蓋盲區越少。一般人家中5個以上藍牙燈泡或開關,就可以形成全家無盲區覆蓋。

 

  五、傳輸速度:藍牙4.2的理論帶寬上限24Mb,帶寬可以傳送短視頻或圖片。

 

  

  藍牙模塊技術未來怎么發展?

 

  藍牙模塊技術未來的發展,主要有技術和應用兩個方面。技術方面,除了發展藍牙Mesh技術之外,藍牙模塊技術也將突破現在10米的通信距離,解決通信距離的限制問題。同時,在能耗不增加的基礎上,藍牙技術的傳輸速度將提升至當前的一倍。

 

未來,藍牙模塊技術將不僅僅是文件傳輸,會有更多應用場景。第一,Beacon。藍牙Beacon應用徹底改變了人們對連接和信息發布的認識。很多人熟悉的Beacon都是覺得它是零售環節當中使用。實際這只是Beacon市場當中很小的一塊,Beacon還可以用于工業、農業領域。第二,定位與發現。第三,更智能的自動化解決方案。智能建筑、智能家居、智能汽車未來都可以通過藍牙連接到一起,包括控制溫度,控制門鎖,控制窗戶等,藍牙非常適合這些低功耗的小設備使用。還可以通過通過Mesh的功能,將所有設備連接到一起提供一整套的解決方案。

 

  雖然智能家居在未來的物聯網所占的比例是非常大的,但是對于激烈的競爭下,以后是藍牙模塊技術還是ZigBee最終勝出,成為這個市場的標準還是需要觀察。

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