- Advertisement -
首頁 標籤 藍牙

藍牙

- Advertisment -

具備高度可靠性/安全性 藍牙滿足工業連網應用需求

然而,鮮為人知的是,即使在最惡劣的環境中,藍牙也可為工業應用提供無線連接(圖1)。藍牙的技術發展一直是與時並進,在2016年12月最新發布的藍牙5規範中,它增強了功能組合,可適用於全新的使用案例。但是,經常被忽視的是,就其核心技術來看,在工業應用方面,藍牙確實擁有龐大的發展潛能。 圖1 使藍牙適用於惡劣環境的主要特性 藍牙工業應用八大特色 上述提到,就其核心技術來看,藍牙在工業應用方面擁有龐大的發展潛能,而以下是八個支持或選用藍牙來連接工業應用的有力論點。 不易受到干擾 藍牙是在毋須授權的2.4GHz ISM(工業、科學和醫療)頻段上運作,並與各種RF技術共存,包括Wi-Fi、Zigbee,以及如汽車警報和視訊裝置等其他的商業應用。 為了使訊號被接收到,藍牙採用一種稱為適應性跳頻(Adaptive Frequency Hopping)的技術。在傳統藍牙(Bluetooth Classic)標準中,2.4GHz ISM頻段是由79個單獨的1MHz通道所組成。在低功耗藍牙(BLE)中,頻譜則被劃分為40個單獨的2MHz通道,以實現更寬鬆的RF設計並進一步降低成本。 訊息會被分割成小的數據封包,並且每隔625微秒,會在不同的通道上一個接一個地發送。根據協定的順序,通道每秒最多可切換1,600次。未能完整傳送到接收器的封包會再重新傳送,如果是通道的問題,便會被標記並在後續的通訊中避免使用。因此,藍牙通訊的結果是,能找到切斷雜訊的最佳路徑,以便可靠地進行無線數據傳輸。 支援高裝置密度 藍牙已經為支援高裝置密度進行了最佳化設計,此外,若附近有多個網路,仍能以有限的干擾繼續運作。它的簡短數據封包非常適用於工業應用,如測量和控制,這類應用都僅需要很短的傳輸時間。因此,它們不會不必要地干擾電波,能把對其他裝置的干擾降至最低。 藍牙還具有自動電源控制功能,僅利用到達接收器裝置所需的訊號強度來傳送封包。這意味著,當沒有雜訊須切斷時,它們不會耗費太高的功率。此特性亦能減少電波的負荷,能夠在不造成干擾的情況下,增加相同頻段上的裝置數量。它還具有節省電力的額外好處。 最後,藍牙也為了與Wi-Fi共存進行了最佳化設計,Wi-Fi通常會在工業和消費性產品環境中與藍牙共享ISM頻段。Wi-Fi通道在ISM頻段中使用22MHz頻寬,可同時容納多達三個非重疊通道。利用適應性跳頻技術,藍牙能夠最佳地利用無負載的電波。 能偵測並糾正位元錯誤 當訊噪比低時,例如,在嘈雜環境中或當傳輸距離很長時,訊息中有位元錯誤的機率便會增加。除了透過避免使用不可靠的通道來偵測錯誤,以最佳化通道跳頻設計之外,若需要,藍牙還可以利用前向糾錯(Forward Error Correction, FEC)來修正接收器端的位元錯誤。這是透過在主要訊息中增加冗餘位元,然後FEC演算法可用它來修正錯誤。因此,這也有助於藍牙在長距離和嘈雜環境中可靠地傳送訊息。 適用於現有設計 序列埠(Serial Ports)已使用了數十年之久,且將持續用於工業應用。藍牙序列埠規範(Bluetooth Serial Port Profile, SPP)可透過藍牙模擬具備硬體交握的完整序列介面(RS232、RS422/485)。點對點或多點運作的無線連接可用來取代序列纜線,SPP已被用來透過序列介面在筆記型電腦、控制系統和其他裝置之間交換數據。 提供廣大覆蓋範圍 雖然藍牙通常被當作傳輸距離僅為數公尺的無線通訊技術,但它已被證明能夠在更長的距離上可靠地運作。曾有一項研究,針對基於藍牙的即時感測器致動器介面在惡劣工業環境中的效能進行了評估。 藍牙5可提供的傳輸距離更長。在開放空間條件下並使用良好的天線,我們能夠使用藍牙長距離模式(編碼PHY)把訊息傳輸至1.7公里以外。 在最具挑戰性的情況下,透過把廣播訊息的時間增加到8倍,可以在藍牙5長距離模式中實現更遠的覆蓋範圍。透過建置藍牙網狀網路,還可以在密集環境中進一步擴展覆蓋範圍。在網狀網路中,訊息可以從一個節點傳送到另一個節點,直到它們到達目的地為止。 適用於任何地方 藍牙裝置是專為滿足相同的全球標準要求而設計。這對裝置製造商來說非常重要,他們不必擔心須維護多種產品型號(SKU)來因應全球市場需求。隨著藍牙技術廣泛應用到手持式裝置,更提供了可透過專用應用程式從任何一種智慧型手機或平板電腦與藍牙裝置連結的機會。 滿足工業物聯網應用 根據LED照明和感測器裝置用彈性式照明韌體套件供應商Silvair的報告,與其他短距離無線技術相比,藍牙的無線電性能(低功耗版本)更為突出,特別是在速度方面,因而能提高效率、延遲和反應能力。此外,藍牙已針對許多非常小容量的數據封包傳輸進行了最佳化設計,使其成為物聯網應用的理想選擇,不僅適用於連網家庭或城市,亦適用於連網工業應用。 設計非常安全 藍牙具備多項特性,使其成為安全的無線技術。例如,前面提到的適應性跳頻技術,它是取決於僅有發射器和接收器知道的偽隨機跳頻序列來運作。這意味著,竊聽者必須跟蹤所有可用的通道並正確地拼湊數據封包,才有可能取得發送的訊息。 從藍牙4.2開始,藍牙裝置的配對,亦即裝置間通訊的先決條件,是採用符合聯邦資訊處理標準(Federal Information Processing Standards, FIPS)的演算法來生成所謂的橢圓曲線(Elliptic Curve Diffie-Hellman, ECDH)公鑰-私鑰對。此特性稱為LE安全連接,可保護傳輸的數據不會因為中間人(Man-In-The-Middle, MITM)的攻擊而被攔截。 藍牙模組也可被設定為讓其他的藍牙裝置看不見,這表示,駭客將不知道它們的存在。只有事先配對過的裝置之間才能建立連接。 藍牙確保長期可靠效能 藍牙技術聯盟(SIG)成立20年以來,藍牙技術隨著使用案例的演進而與時俱進,一直以來都獲得市場的廣泛採用。最早,藍牙被定位為行動電話間數據同步的無線技術,但它很快就擴大到支援各種的使用案例,特別是個人電子裝置間的數據傳輸。今天,藍牙低功耗(從4.0版開始)和藍牙5.0更是擴大範疇,扮演完全不同的角色,能夠適用於物聯網的諸多應用。 自藍牙標準推出以來,藍牙已經證明自己是工業製造流程的強大連接解決方案。涵蓋工業製造、醫療設備和井下測量等多樣化領域,數以萬計家的公司,多年來,都已經成功地將藍牙運用在各種工業應用,在未來,藍牙技術仍將持續在連網工業應用領域扮演重要的角色(圖2)。 圖2 藍牙技術的工業應用 (本文作者為u-blox短距離無線電產品資深產品策略主管)
0

Dialog發表SmartBondDA1469x系列藍牙低功耗系統單晶片

Dialog發表了SmartBondDA1469x系列藍牙低功耗系統單晶片,這是Dialog用於無線連接,最先進且功能豐富的多核微控制器單元(MCU)系列。新產品系列包括四種型號,全植基於Dialog SmartBond產品的成功,將為各種物聯網連接的消費應用帶來更強大的處理能力、資源、應用範圍和電池壽命。 DA1469x產品系列旨在擴展應用範圍,以Dialog經過驗證的SmartBond技術為基礎。這些設備的三個整合內核均根據其在連接設備之間感測、處理和通訊的能力而進行精心挑選。 為提供元件優異的處理能力,DA1469x產品系列是第一款配備ARM Cortex-M33核心專屬應用處理器的無線微控制器產品。M33核心為開發人員提供了更強大的處理能力,適用於更高強度的應用,如高階健身追蹤器,先進的智慧型家居設備和虛擬現實遊戲控制器等等。 DA1469x系列為開發人員提供了先進的連接功能,可以滿足未來各種應用的需求。新的內建無線電提供了兩倍的範圍,以及基於ARM Cortex-M0+的軟體可編程數據包引擎,可支援多種協議進而為無線通信提供充分靈活性。 在連接方面,一個新興的應用是製造商透過新的藍牙5.1標準所提供的AoA(Angle of Arrival)和AoD(Angle of Departure)功能進行精確定位。憑藉其無線電前端效能和可組態協議引擎,DA1469x符合此新版本藍牙標準,為需要精確室內定位的設備(如大樓門禁和遠端無鑰匙進入系統)開闢了新的機會。 為了增強DA1469x的感測功能,M33應用處理器和M0+協議引擎配備了感測器節點控制器(SNC),該控制器基於可編程微型DSP,可自主運行並獨立處理從感測器連結到數位或類比介面的數據資料,僅在必要時喚醒應用處理器。除了此一節能功能外,最先進的電源管理單元(PMU)還可以藉由控制不同的處理內核並根據實際需要彈性啟動,達成最傑出的電源管理表現。 整體而言,開發人員將擁有DA1469x系列全面的計算能力和功能。SoC具有高達144 DMIPS,512 kB RAM的內存記憶體保護、浮點運算單元以及專屬加密引擎,可實現端到端安全性和可擴展儲存空間,確保可實現各種先進智慧型設備應用,同時支援多種介面,能更進一步擴展功能、提高附加價值。
0

CEVA推出全新RivieraWaves藍牙5.1 IP

CEVA宣布推出其RivieraWaves藍牙5.1 IP的最新版本。這款IP能夠利用到達角(AoA)和出發角(AoD)進行測向(Direction Finding)的熱門全新功能,從而實現增強的定位服務。CEVA同時提供藍牙雙模式和低功耗藍牙兩種版本。 ABI Research研究分析師Henrique Rocha指出,即時定位系統(RTLS)和室內定位系統(IPS)的市場潛力無窮,涵蓋包括智慧製造、醫療保健、零售中的近端裝置搜尋服務(Proximity Service)、機場尋路、商場和酒店等眾多領域。隨著AoA和AoD測向功能正式成為藍牙5.1標準的一部分,藍牙技術便可提供一種具有釐米級精度的改良式定位服務解決方案。隨著此一產業不斷地擴展,藍牙技術憑藉其極具成本效益和功率效益的特性,以及互通性保證支援,必將成為RTLS和IPS的首選技術。 CEVA無線連接業務部門副總裁兼總經理Aviv Malinovitch表示,CEVA從客戶群中看到他們對精確室內定位和資產追蹤的濃厚興趣,並且已經與一些客戶簽署了多份授權協議,讓他們使用CEVA此一最新的藍牙5.1 IP。CEVA很自豪能夠藉由這方面的能力,協助客戶快速增強其具備藍牙功能的產品。 藍牙技術聯盟執行董事Mark Powell 表示,藍牙社群不斷地想方設法來滿足持續變化的市場需求並開啓新的機會,增添藍牙測向功能正展現出藍牙技術聯盟致力於在定位服務市場推動創新及開拓豐富增長機會的決心。
0

芯科推出全新藍牙5.1提升3倍定位精度

芯科科技(Silicon Labs)宣布推出全新Wireless Gecko產品系列之Bluetooth軟體,該產品為業界最全面性的物聯網(IoT)連接解決方案。Silicon Labs的商業、工業和零售客戶可透過最新藍牙核心規格5.1中新增的藍牙測向功能提升定位服務精確度,例如室內導航、資產追蹤、空間運用和興趣點(POI)搜尋等。 因應不斷成長的定位服務市場需求,藍牙新增全新的測向功能以利裝置判斷藍牙訊號的方向。新功能可支援多種辨別訊號方向的方法,包括到達角(AoA)與出發角(AoD),Silicon Labs採用的藍牙新功能可判斷5度角內的訊號方向。目前,藍牙資產追蹤和室內定位解決方案提供的定位精度範圍約3~4公尺,藉由Silicon Labs藍牙5.1解決方案,開發人員將能設計定位精度高達1公尺內的產品,實現互連應用的全新可能。 Silicon Labs資深副總裁暨物聯網產品總經理Matt Johnson表示,Silicon Labs藍牙測向解決方案為業界在定位服務的精準度帶來重大突破,Silicon Labs無線解決方案結合藍牙5.1的新增功能,有助於開發人員重塑產業並提升人們的生活品質。 除定位服務升級之外,藍牙5.1還能協助開發人員測量精確的睡眠時脈並降低功耗、使用GATT緩存功能提升智慧家庭連線品質,以及利用廣告通道指標在高干擾的RF環境中優化藍牙網狀網路信標(beacon)。 藍牙技術聯盟執行總監Mark Powell表示,我們一直積極滿足不斷變化的市場需求和開拓新契機,新增的藍牙測向功能實現了這項承諾,帶動創新並支援定位服務市場中的龐大商機。
0

貿澤供貨Silicon Labs藍牙模組助連線功能升級

貿澤電子(Mouser Electronics)即日起開始供應Silicon Labs的Wireless Xpress BGX13x模組。Wireless Xpress BGX13x模組提供了組態型的開發使用體驗,內含工程師所需要的所有元件,能以Bluetooth技術為基礎的物聯網(IoT)應用幫助快速開發,系統封裝(SiP)或PCB模組均可提供Bluetooth 5相容性,適用於各種物聯網應用,包括智慧家庭裝置、感測器和工業監控。 貿澤電子所供應的Silicon Labs Wireless Xpress BGX13x模組為可取代藍牙低功耗纜線的解決方案,且無需開發無線韌體。裝置僅需透過模組內的UART介面,便能讓嵌入式系統透過藍牙低功耗連結與智慧型手機和其他BGX裝置連線及通訊。使用者也能運用原生的裝置管理功能,以無線下載(OTA)方式遠端管理及更新具備藍牙功能的產品。終端使用者可利用Silicon Labs提供的Zentri裝置管理服務(DMS),透過行動版應用程式輕鬆安裝及更新韌體,即時檢視裝置的狀態指標,以及調整產品設定。 BGX13P PCB模組和BGX13S SiP可透過Xpress指令API控制的內建式藍牙堆疊,以及已預先設定纜線可替代韌體,全部整合在PCB面積只有51mm²的模組內。兩個模組均已通過藍牙、CE、FCC、日本和南韓的認證。 模組支援於Wireless Xpress BGX13P入門套件,該套件內含BGX13P擴充板和預先安裝的BGX13P模組。BGX13P擴充板可透過USB連接埠連接PC在獨立模式下運作,或搭配Silicon Labs EFM8或EFM32入門套件,以模擬的嵌入式主機模式運作。
0

Wi-Fi/藍牙加持基礎儀器 實現高CP值智慧實驗室

物聯網(IoT)話題正熱,此風潮也吹到量測儀器產業。為因應物聯網設備量測需求,不僅使得基礎儀器的需求提升,就連基礎儀器本身向外的資料傳輸與儲存也成為熱議題。因此,也已有儀器廠商推出導入無線介面的基礎儀器組合,瞄準評價市場,實現高CP值的智慧實驗室。 旺群儀器創辦人葉品顯表示,任何量測儀器只要跟電腦連線扯上關係,便會提高數倍價格。舉例而言,現如今一台最平價的分貝計只要台幣600元以下便能入手,但是一旦導入有線介面,價格便可能突破萬元台幣,價差非常大。 葉品顯進一步說明,目前市面上儀器之間的連線多以USB、RS232、GPIB與LAN為主,在平價的基礎儀器上導入有線介面除了將大幅增加成本之外,也會帶來配線複雜與掉線的缺點。 有鑑於此,旺群正式於2017年11月代理中國儀器商利利普旗下OWON品牌儀器,並推出包含示波器、訊號產生器、電表與電源四套件組合,其中示波器與電表導入了Wi-Fi與藍牙無線技術,並且瞄準教育市場與工程師各體用戶,期待能將物聯網的概念導入至基礎儀器之中,為該二客群帶來高CP值的智慧實驗室。 在2018年旺群已與台南科大合作,在校園中建置14套智慧實驗室配備。葉品顯認為,基礎儀器的介面無線化將會持續發酵,在未來預期將會有更多廠商投入該市場;旺群則期待能秉持著先行者的優勢,在該市場搶下優勢。  
0

貿澤新藍牙模組供貨簡化物聯網應用設計

貿澤電子(Mouser Electronics)開始供應Cypress Semiconductor的EZ-BLE和EZ-BT WICED模組。全整合式Bluetooth Smart Ready EZ-BT和藍牙低功耗EZ-BLE嵌入式無線網路連結裝置(WICED)模組可簡化物聯網(IoT)裝置、家庭自動化、醫療裝置和工業應用的設計及開發流程。 貿澤電子所供應的Cypress EZ-BLE和EZ-BT WICED模組具備內建晶體振盪器、快閃記憶體、被動元件,以及整合32位元Arm Cortex-M3處理器的Cypress CYW207xx系統單晶片(SoC)。此低功耗裝置支援脈寬調變(PWM)和類比-數位轉換(ADC),以及UART、SPI和I2C序列通訊。EZ-BT模組亦內含PCM/I2S音訊介面,和512 KB的序列快閃記憶體。EZ-BLE模組另提供含128KB快閃記憶體和60 KB SRAM記憶體的版本,可執行無線更新與自主運轉。 EZ-BT WICED模組包含免授權費且相容於藍牙5.0的藍牙協定堆疊,另外EZ-BLE WICED模組則包含免授權費且相容於藍牙4.1的BLE協定堆疊。EZ-BLE模組具備預先設定的EZ序列韌體平台,可提供即時使用的藍牙低功耗(BLE)連線。 EZ-BLE和EZ-BT WICED模組均支援於Cypress WICED Studio軟體開發套件(SDK),此套件是唯一將Wi-Fi與藍牙結合到單一整合發展環境(IDE)且專為物聯網設計的SDK。WICED Studio IDE可用於藍牙應用的快速組態、開發及程式設計。 貿澤亦供應EZ-BLE WICED評估板和EZ-BT WICED評估板,可協助工程師進行模組的開發工作。評估板除了作為獨立評估套件使用,也能搭配Arduino相容擴充板,實現額外的功能擴充。
0

u-blox/Iskraemeco/EMH合作整合藍牙介面至智慧量表

定位與無線通訊技術廠商u-blox正在開發一種方法,讓公用事業用戶能更輕鬆地追查他們的能源消耗狀況,並將之視覺化。此概念性驗證(Proof of Concept, PoC)設計是u-blox與斯洛維尼亞(Slovenia)的量表業者Iskraemeco和德國的EMH三方攜手合作的成果。 這個概念性驗證(PoC)設計是利用藍牙低功耗(BLE)介面,將智慧量表裡的數據傳送到消費者的智慧型手機或平板電腦。然後,行動裝置便可針對目前與過去的能源消耗,提供更詳細的視覺化數據顯示,而不像在智慧量表上只能有簡單的顯示功能。這種概念性驗證提供一種簡易、安全、可靠的方式讓客戶輕鬆獲取能源消耗的最新資訊,尤其,大部分量表都位於狹窄的雜物櫃或室外機櫃,查看不便。從公用事業的角度來看,使用藍牙等標準化技術也可以實現具互通性且具成本效益的解決方案。 這個概念性驗證(PoC)的開發是為了因應公用事業業者的需求,他們希望無需增加任何額外的設備,讓智慧電表能為用戶提供簡單、有效的方式將他們的電力消耗,包括過去的使用情況,以視覺化方式顯示。透過藍牙低功耗技術存取資料,智慧型手機或平板電腦應用程式就能以更完整的方式呈現數據,這將有助於消費者掌握並調整其使用模式。
0

u-blox/Iskraemeco/EMH攜手整合藍牙顯示介面至智慧量表

定位與無線通訊技術廠商u-blox正在開發一種方法,讓公用事業用戶能更輕鬆地追查他們的能源消耗狀況,並將之視覺化。此概念性驗證(Proof of Concept, PoC)設計是u-blox與量表業者斯洛維尼亞(Slovenia)的skraemeco和德國的EMH三方攜手合作的成果。 這個概念性驗證(PoC)設計是利用藍牙低功耗(BLE)介面,將智慧量表裡的數據傳送到消費者的智慧型手機或平板電腦。然後,行動裝置便可針對目前與過去的能源消耗,提供更詳細的視覺化數據顯示,而不像在智慧量表上只能有簡單的顯示功能。這種概念性驗證提供一種簡易、安全、可靠的方式讓客戶輕鬆獲取能源消耗的最新資訊,尤其,大部分量表都位於狹窄的雜物櫃或室外機櫃,查看不便。從公用事業的角度來看,使用藍牙等標準化技術也可以實現具互通性且具成本效益的解決方案。 這個概念性驗證(PoC)的開發是為了因應公用事業業者的需求,他們希望無需增加任何額外的設備,讓智慧電表能為用戶提供簡單、有效的方式將他們的電力消耗,包括過去的使用情況,以視覺化方式顯示。透過藍牙低功耗技術存取資料,智慧型手機或平板電腦應用程式就能以更完整的方式呈現數據,這將有助於消費者掌握並調整其使用模式。
0

u-blox新品同時支援Wi-Fi與藍牙連接

u-blox近日宣布,推出NINA-W15多重無線電與閘道器模組系列,可同時支援Wi-Fi 802.11 b/g/n和雙模藍牙連接功能,其中包括支援藍牙低功耗和藍牙BR/EDR。同步支援多種無線電介面可實現豐富的設計多功能性。新模組特別適用於需要把近端的藍牙和/或Wi-Fi周邊裝置連接到廣域網路的閘道器和集線器等產品。 u-blox短距離無線電產品中心資深產品行銷經理Stefan Berggren表示,NINA-W15模組提供了無線電介面、安全特性、通過驗證的通訊連接軟體、以及精巧占位面積的理想組合,這是實現具成本效益的工業和醫療應用所必需的。現在,眾多產業都專注於推動數位化變革,常見的情境是需要把大量的感測器和致動器連接到後端系統或雲端服務,以供分析和視覺化,甚至控制應用程式之用。   新模組的主要應用包括工業自動化,如機器控制、工業終端和遙控、大樓自動化,以及智慧建築/智慧家用設備,如HVAC(空調系統)和照明控制。其他的可能使用案例包括,零售銷售點終端、車載資通訊控制單元、以及電擊器和泌尿科監視器等醫療設備。 此模組的尺寸精巧,配有內部天線或可通過接腳驅動外部天線。它們是NINA系列接腳相容短距離無線電獨立模組的成員,使設計人員能夠升級原來已經使用單無線電NINA模組的既有產品,以支援多個無線電介面,或是設計可提供多種無線電介面選項的新產品。
0
- Advertisement -
- Advertisement -

最新文章

- Advertisement -

熱門文章

- Advertisement -

編輯推薦

- Advertisement -