物聯(lián)網(wǎng)，藍牙技術應用的新藍海

本刊記者　薛士然

?

物聯(lián)網(wǎng)，藍牙技術應用的新藍海

本刊記者薛士然

在物聯(lián)網(wǎng)時代，一些預測數(shù)字足以讓我們非常興奮：10年之后，物聯(lián)網(wǎng)市場份額可達14.4萬億美元；2020年，物聯(lián)網(wǎng)裝機數(shù)量可達450億個。在這樣的預測基礎上，藍牙技術聯(lián)盟開發(fā)者項目總監(jiān)何根飛也進行了大膽的預測：到2020年，會有約三分之一的聯(lián)網(wǎng)設備采用藍牙，可達約140億個。

為什么何根飛對于物聯(lián)網(wǎng)時代的藍牙技術應用如此樂觀呢？原因就是，現(xiàn)在的藍牙已經(jīng)不再是最初的藍牙！

藍牙要更遠、更快、更多聯(lián)網(wǎng)

提到藍牙，如果還僅僅停留在藍牙耳機、幾厘米內配對傳輸數(shù)據(jù)這些功能，那么你已經(jīng)OUT了。前幾年，在藍牙技術聯(lián)盟推出Bluetooth 4.0之后，低功耗成為其特征標簽，2016年藍牙技術會有更多的突破：更長的通信距離、更快的速度和藍牙Mesh聯(lián)網(wǎng)功能。

傳統(tǒng)觀念一直認為，藍牙的傳輸距離也就10 cm左右，其實在技術層面上，藍牙的傳輸距離可以達到100 m。何根飛表示：現(xiàn)在藍牙技術聯(lián)盟的一些成員公司已經(jīng)將這個距離擴大到400 m，未來達到1200 m也是有可能的。可見，在拉長通信距離這條路上，藍牙越走越遠，已經(jīng)足以改變智能家居和基礎設施領域的應用，能夠為整個室內空間或者戶外中的不同使用情境提供傳輸距離更長、連接品質更穩(wěn)健的無線連接。

以往，在傳輸數(shù)據(jù)時我們幾乎不會想到使用藍牙，因為它在速度方面確實不具備優(yōu)勢，但是今年這種情況將要發(fā)生改變了！藍牙也將具有更快的通信速度，而且速度翻番之后，功耗并不增加。如此一來，就能夠讓很多關鍵性應用(如醫(yī)療設備)實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸，在提高設備反應速度的同時降低時間延遲。

2016年，藍牙點對點的通信方式也將發(fā)生改變，藍牙自組網(wǎng)技術Bluetooth Smart Mesh網(wǎng)絡可以動態(tài)地與所需要的物體連接，讓藍牙設備在覆蓋整棟建筑或整個家居的網(wǎng)絡中相互連接，為家居和工業(yè)自動化應用開啟更多可能。最近，藍牙技術聯(lián)盟還推出了傳輸發(fā)現(xiàn)服務(Transport Discovery Service，TDS)，為無線通信提供了一種利于設備發(fā)現(xiàn)并連接的通用框架，無論設備采用何種無線技術，設備間通過TDS就可以實現(xiàn)彼此發(fā)現(xiàn)并連接。TDS和Mesh網(wǎng)絡結合使用，可以讓所有終端納入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中。

使用藍牙可以做更多事情

隨著藍牙技術的不斷演進，使用藍牙應用的解決方案也越來越多，包括用于信息發(fā)布的Beacon、室內定位、智能的自動化解決方案等。

在此次的媒體溝通會上，藍牙技術聯(lián)盟的一些合作伙伴展示了他們的產(chǎn)品和方案。北京四月兄弟科技有限公司的手環(huán)April Beacon，采用藍牙4.0解決方案，非常省電。April Beacon有一個指示燈和一個隱藏按鍵，用于廣播狀態(tài)切換，按下按鍵后，指示燈閃爍一下，停止廣播進入休眠狀態(tài)，指示燈常亮1 s，則進入正常廣播狀態(tài)。

Nordic利用藍牙開發(fā)的智能語音遙控，使用這個遙控器，可以將人的雙手完全解放出來。

意法半導體的BLUEMICROSYSTEM1是運行在STM32 MCU上并包含4個傳感器的驅動，利用它可以設計低功耗藍牙的自平衡機器人。

北京風河時代科技有限公司的藍牙智能開關，攻克了單火線布局難題，無需重新布線，即可實現(xiàn)智能家居體驗，而且適用于節(jié)能燈、LED燈、白熾燈等燈具，可以實現(xiàn)語音直控、定時控制，無需中間件的手機藍牙直控。

采用Silicon Labs藍牙解決方案的Aeto Scan經(jīng)絡儀，通過測量24個穴位點發(fā)出的阻抗值，將數(shù)據(jù)傳回云端數(shù)據(jù)庫進行運算，讓用戶能夠通過手機、平板或計算機瀏覽分析出的專業(yè)報告，因為其中加入了藍牙模塊，更加方便了智能型裝置的連接。

還有一個Xtomp電聲樂器效果器，里面也使用了藍牙模塊，通過藍牙下載/更新算法，實現(xiàn)了效果器和樂器之間的通信。

上面是已有產(chǎn)品的解決方案，何根飛還列舉了一些未來可能會出現(xiàn)的藍牙應用，比如引導盲人、救火時消防人員的定位、車聯(lián)網(wǎng)應用等，其中很多應用場景顛覆了人們對藍牙技術的傳統(tǒng)認知。

自從有了WiFi，我們似乎都已經(jīng)忽略了藍牙的存在，對于二者之間的關系，何根飛這樣形容：WiFi和藍牙之間是互補的關系，只要消費者需要，二者結合可以創(chuàng)造出任何解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)這個大市場爆發(fā)了，藍牙技術應用的新藍海也到來了！

Atmel拓展藍牙產(chǎn)品組合

Atmel推出面向小封裝應用且功耗極低的低功耗藍牙連接模塊。Atmel SmartConnect XR和 ZR超低功耗模塊在電壓為3.6 V時，在接收(RX)狀態(tài)下的功耗不到4 mA；在發(fā)送(TX)狀態(tài)下的功耗不到3 mA；在休眠模式下的功耗低于1.2 μA。

Atmel SmartConnectXR和 ZR模塊突破了針對未來空間受限型藍牙應用的局限，BTLC1000-XR和SAMB11-XR模塊采用了4.5 mm×5.5 mm LGA 40L極小封裝，而 BTLC1000-ZR and SAMB11-ZR模塊采用7.5 mm×10.5 mm封裝，并帶有34個引腳和一個底座。所有XR和ZR模塊均集成了備受贊譽的Atmel SmartConnect BTLC1000 解決方案，該解決方案是一個集成了Atmel | SMART ARM Cortex-M0 MCU 和藍牙收發(fā)器的超低功耗藍牙SMART片上系統(tǒng)(SoC)。成本效益頗高的BTLC1000-XR 和SAMB11-XR模塊整合了除天線和可選32 kHz晶振以外的所有物料清單(BOM)組件，可顯著提升客戶的系統(tǒng)安裝量。BTLC1000-ZR和 SAMB11-ZR模塊全部獲得FCC/CE/IC認證。

ST高能效6軸MEMS傳感器模塊推動智能手機發(fā)展

意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)推出了高度微型化的新一代6軸MEMS慣性傳感器模塊。新產(chǎn)品采用超低功耗設計，有助于強化智能手機作為“始終開啟”的個人助理的新角色，提升數(shù)碼相機、可穿戴式設備及遙控器、游戲機、無人機和虛擬現(xiàn)實設備的使用體驗。

意法半導體的新產(chǎn)品LSM6DSL和LSM6DSM內置創(chuàng)新的電源管理功能、增強的陀螺儀設計和高效數(shù)據(jù)分批處理功能，比現(xiàn)有的市場領先的LSM6DS3和 LSM6DS3H降低多達50%的功耗。兼容市場上人氣最高的創(chuàng)新的操作系統(tǒng)，新產(chǎn)品幫助開發(fā)人員最大限度提升主流移動平臺的人性化設置和節(jié)能功能。

此外，新一代傳感器還提高了陀螺儀的檢測精度，從而支持用戶體驗更好的應用，例如拍照防抖系統(tǒng)(OIS)、視覺定位偵測和手勢識別功能，同時新產(chǎn)品還集成加速度計驅動的步伐偵測、步數(shù)計算和計步器，以及傾斜度和大幅運動檢測，簡化手機和應用開發(fā)人員的工作。

TI發(fā)布創(chuàng)新型DC/DC控制器

德州儀器 (TI) 推出了一款2.2 MHz、雙通道同步降壓轉換器，專門用于大幅降低汽車信息娛樂和高端集群電源系統(tǒng)等高壓DC/DC降壓應用中的電磁干擾 (EMI) 和高頻噪聲。LM5140-Q1控制器包含支持相位交錯的雙輸出，并且提供能夠加快生產(chǎn)速度的可潤濕側翼封裝。將LM5140-Q1與TI的WEBENCH汽車設計工具結合在一起使用時，更能夠使工程師們加快汽車設計的上市時間。

LM5140-Q1主要特性和優(yōu)勢：3.8～65 V的寬運行范圍能夠處理針對12 V/24 V鉛酸電池和新興的48 V鋰離子汽車用電池的怠速熄火系統(tǒng)和拋負載情況；具有外部同步功能的2.2 MHz運行可將開關噪聲移動到靈敏的AM波段以上，且無需跳變頻率；獨特可調的柵極驅動轉換率控制可以在只將效率減少1%的情況下，將電磁干擾 (EMI) 輻射降低高達10 dB，從而減少了外部電磁干擾 (EMI) 的過濾、節(jié)省了印刷電路板 (PCB) 面積、并且更加輕松地滿足CISPR 25汽車電磁干擾 (EMI) 要求。

TI Jacinto處理器助力開發(fā)MIB II信息娛樂系統(tǒng)

德州儀器(TI)宣布，其與大眾汽車公司已經(jīng)針對一款全新的信息娛樂平臺展開合作。該平臺可提供目前市面上最佳的動態(tài)技術，并且?guī)砣聦哟蔚男阅?、靈活性和適應性。大眾汽車MIB II信息娛樂平臺集成了TI的“Jacinto”處理器系列、電源管理集成電路(IC)以及FPD-Link III串化器和解串器。通過不同器件的完美組合，TI的產(chǎn)品提高了處理的性能和平臺的可擴展性，同時實現(xiàn)了快速響應的用戶界面。

MIB II平臺充分利用了TI的“Jacinto”系列信息娛樂處理器，從“Jacinto 5 Eco”到“Jacinto 6”，整個產(chǎn)品系列提供了史無前例的性能和功能性。這些處理器擁有更快的處理速度，以提供更快速的用戶交互響應和更佳的圖形處理功能，從而實現(xiàn)高分辨率的電容式觸摸顯示屏。此外，根據(jù)不同層次大眾汽車的需求，“Jacinto”系列的可擴展性能夠支持4個不同的音響主體配置。

Dialog推出低功耗12自由度藍牙智能傳感器開發(fā)平臺

Dialog半導體公司推出用于物聯(lián)網(wǎng)應用的全球最低功耗和最小尺寸12自由度(DoF)無線智能傳感器開發(fā)平臺套件，將Dialog的DA14583 SmartBond藍牙智能SoC與Bosch Sensortec的陀螺儀、加速計、磁強計和環(huán)境傳感器整合于16 mm×15 mm的微型印刷電路板上。該電路板做成外面包有塑料殼的dongle形式，典型電流消耗在傳輸傳感器數(shù)據(jù)時僅為1.3 mA，在廣播模式下低于110 μA，在省電模式下低于11 μA。

該新開發(fā)平臺可加快用于可穿戴設備、虛擬現(xiàn)實、3D室內地圖及導航、遙控裝置和許多其他基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的應用的環(huán)境及運動傳感器模塊的開發(fā)上市速度。它能傳輸原始傳感器數(shù)據(jù)和以四元數(shù)形式輸出設備的絕對實際方位。

Imagination 發(fā)布最新版PowerVR圖形 SDK

Imagination Technologies發(fā)布最新版的 PowerVR圖形SDK(軟件開發(fā)套件)，可支持各種圖形與GPU運算應用開發(fā)。PowerVR圖形SDK v4.1 包含多項新增功能、范例與文件，并可全面支持 Khronos新的 Vulkan 1.0開放標準 API(應用程序界面)。Vulkan可為各種應用在從PC和游戲機、到移動電話與嵌入式平臺上的新GPU，提供圖形與運算功能的高效率與跨平臺訪問。

PowerVR Framework是一個跨平臺、跨API的框架(framework)，開發(fā)人員能用它來創(chuàng)建自己的渲染或游戲引擎，現(xiàn)在還能支持完整功能的Vulkan后端應用。這一輕量的抽象層(abstraction layer)可提供能夠確實控制Vulkan的公用功能，并能減少渲染場景所需的程序碼量。它具備了目標生成與資產(chǎn)(asset)上傳、簡易的目標使用壽命管理以及跨平臺設定等通用任務的功能。它還包含Imagination的Gnome Horde展示，其中包括一個范例，可展現(xiàn)支持Vulkan的多線程指令緩沖器管理。

CEVA助力DSP GROUP下一代超低功耗alwayson語音處理器

CEVA公司和融合通信(converged communications)無線芯片組解決方案供應商DSP GROUP宣布，CEVA音頻/語音/傳感DSP助力DSP GROUP下一代超低功耗 always-on語音和音頻處理器產(chǎn)品DBMD4。

包括智能助手、語音指令和語音搜索在內的語音支持應用在移動設備、智能手表和IoT設備中大行其道，CEVA助力的 DBMD4使得電池供電器件在超低功耗模式中同時能夠主動地聆聽和感知語音活動和指令，以緩減電池應變，改善設備可用性并延長電池使用壽命。

泰克推出全新高性能示波器探頭

泰克公司推出用于泰克高性能示波器的P7700系列TriMode探頭。全新探頭提供了高達20 GHz的帶寬，在調試最新的移動和企業(yè)設計電路時簡化了設計人員面臨的挑戰(zhàn)。P7700 系列探頭引入了突破性的全新設計，探頭的輸入放大器距連接點的距離<4毫米，最大限度地降低了信號損耗、探頭尖端電容和噪聲。此外，可以全面分析P7700探頭的信號路徑特點，并自動從測量結果中反嵌。而且，P7700系列探頭采用緊湊的焊接尖端，可以放入狹小的探測點，最大限度地降低對小型元件的影響。

除功能多樣外，P7700系列探頭引入了全新的TekFlex連接器，支持各種附件。TekFlex連接器和附件連接簡便，同時為用戶提供了牢固可靠的連接，包括一個小型LED指示燈，在示波器到附件尖端連接就緒時，這個指示燈會亮起。每只P7700系列探頭標配多個低價焊接尖端，這些尖端支持探頭的全帶寬性能，更換價格低，有助于降低探頭的擁有成本。

泰克擴充基于USB的新型實時頻譜分析儀產(chǎn)品線

泰克科技公司已經(jīng)擴大了其顛覆性的基于USB的實時頻譜分析儀，主要面向設計應用、頻譜管理應用和無線發(fā)射機安裝和維護應用新增4款更高性能的示波器。最新推出的RSA500和RSA600系列分析儀提供了從9 kHz直到7.5 GHz的頻率范圍，擁有40 MHz采集帶寬，支持的測量動態(tài)范圍從-161 dBm/Hz顯示平均噪聲電平直到+30 dBm最大輸入。

基于USB的全新頻譜分析儀采用的設計方法基于泰克去年推出且已經(jīng)取得驕人成績的6.2 GHz RSA306基于USB的實時頻譜分析儀，在兩種新增的緊湊經(jīng)濟的包裝中提供了更高的儀器性能和分析功能。新型號把基于USB的儀器帶到全新的頻譜分析儀性能水平，同時增加了市電操作的實驗室儀器及堅固耐用的電池供電的儀器的優(yōu)勢，支持平板電腦選項，功能多樣。RSA500和RSA600都可以選配跟蹤發(fā)生器，并集成內部橋接器，支持基本器件測試、電纜測試和天線測試。

MathWorks發(fā)布包含MATLAB和Simulink系列的2016a版本

MathWorks推出Release 2016a (2016a 版本)。此發(fā)行版包括 MATLAB 實時編輯器，它能夠在單一的交互式環(huán)境中編寫、運行和修改代碼，從而加快探索性分析；包括 App Designer，它是用于簡化MATLAB App構建流程的開發(fā)環(huán)境。R2016a還包含Simulink 的許多新功能，有助于加快模型開發(fā)和仿真速度，此外還提供其他所有產(chǎn)品的更新和修復程序。

MATLAB實時編輯器提供一種全新方式來創(chuàng)建、編輯和運行MATLAB代碼。在單一的交互式環(huán)境中并行顯示結果和圖形，以及產(chǎn)生它們的代碼，加快探索性編程和分析的速度。現(xiàn)在，科學家和工程師可以添加格式化文本、數(shù)學方程式、圖像和超鏈接以創(chuàng)建可與他人共享的交互式描述。

Microchip助力新一代LED照明應用

Microchip發(fā)布兩款專為LED照明應用而設計的數(shù)字增強型電源模擬控制器。MCP19116和MCP19117新器件有助提升LED照明的精確性，使用戶不以犧牲光色或光質為代價精確控制LED光的輸出強度，從而實現(xiàn)可靠耐用的應用。

能效和使用壽命這兩大優(yōu)勢因素一直推動著LED應用。然而，光質依舊是系統(tǒng)設計時考慮的最重要因素之一。色彩、亮度和可控性是照明產(chǎn)品能否成功的關鍵要素。MCP19116/7結合了模擬控制器的功能和性能與數(shù)字接口的靈活性，是一款完全集成PIC MCU內核的智能脈寬調制(PWM)控制器，在為用戶節(jié)省成本的同時，也提供了最高水平的可靠性、能效和光質。其數(shù)字接口可支持通信和配置，允許子系統(tǒng)報告狀態(tài)或進行遠程控制。在許多應用中增加照明時，這個功能都是不可或缺的，尤其是對于那些高可靠性車載設備和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)遠程訪問設備而言。

賽普拉斯展示全新藍牙模組

賽普拉斯半導體推出一款全新的藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)模組解決方案，將藍牙的傳輸距離提升至400 m，是現(xiàn)有藍牙解決方案的8倍。全新EZ-BLE PSoC XT/XR模組更遠的傳輸距離有助于實現(xiàn)藍牙在家庭自動化、工業(yè)和智能城市中更廣泛的應用。例如，停車計時器借助該模組可以通過智能手機藍牙連接進行收款，同時報告給覆蓋該城市街區(qū)的樞紐中心。

全新EZ-BLE PSoC XT/XR CYBLE-224110-00模組為32引腳，尺寸小巧，僅為9.5 mm×14.5 mm。該模組在業(yè)內率先支持-40～+105 ℃的擴展溫度范圍，因而在戶外和工業(yè)環(huán)境中能夠穩(wěn)定運行。此外，賽普拉斯全新的EZ-BLE PRoC CYBLE-222014-01模組在業(yè)內率先同時支持藍牙4.2標準的三項對物聯(lián)網(wǎng)極其重要的功能——數(shù)據(jù)長度擴展、隱私保護和更高安全性。該模組與賽普拉斯的128/256KB閃存藍牙4.1模組插槽兼容。

ADI低壓差穩(wěn)壓器可加快通信速度

ADI推出兩個低壓差穩(wěn)壓器(LDO)系列，具有超低噪聲性能，可消除系統(tǒng)干擾噪聲，并改善接收器、發(fā)送器和音頻質量。 ADP176x和ADP715x LDO支持的噪聲敏感型應用數(shù)量不斷擴大，囊括了RF收發(fā)器、壓控振蕩器、鎖相環(huán)頻率合成器、時鐘和高速ADC/DAC。 這些最新的LDO無需使用額外的無源元件(包括額外的外部濾波器和旁路電容)，因此還可縮小PCB尺寸并降低成本。

ADP176x和ADP715x LDO具有出色的噪聲和PSRR性能。 ADP176x系列可提供高達3 A的輸出電流，工作輸出電壓范圍為0.5～1.5 V。 較低的工作電壓輸出組合滿足很多新興應用的高電流內核電軌要求。 ADP715x系列支持1.2～3.3 V輸出范圍，具有業(yè)界領先的1.6 μVrms性能(10 Hz至100 kHz)，同時由于具有超低sub-2 μVrms(100 Hz～100 kHz)性能而將LDO輸出電流范圍從噪聲擴展至最高2 A。

Maxim SFP28光收發(fā)器IC量產(chǎn)

Maxim Integrated Products, Inc.宣布業(yè)內首款SFP28收發(fā)器IC現(xiàn)已出貨，制造商可以采用TO-can封裝的光模塊打造數(shù)據(jù)中心和無線前傳應用所需的SFP28模塊。Maxim的SFP28收發(fā)器方案使模塊制造商不用把驅動芯片放在發(fā)射光組件(TOSA)內部，從而使發(fā)熱區(qū)域遠離敏感的激光器，進而簡化生產(chǎn)、提高良率。Maxim的SFP28收發(fā)器方案還包含先進的數(shù)字眼圖調諧功能，可以使用低成本TO-can封裝的光組件。SFP28模塊的設計同SFP+模塊一樣簡便，僅需TO光組件、一個收發(fā)器IC和一個控制IC。

面向數(shù)據(jù)中心和無線前傳應用的SFP28光模塊需要比現(xiàn)有SFP+模塊更具價格競爭力，并且仍然保持低功耗和較寬的工作溫度范圍。Maxim的28.1 Gbps低功耗收發(fā)器IC專為上述需求進行了優(yōu)化，在發(fā)射通路提供一個CDR和激光器驅動器，在接收通路包含一個高靈敏度限幅放大器和CDR。

美高森美Libero SoC v11.7版本軟件增強FPGA設計的安全性

美高森美公司(Microsemi Corporation)推出最新11.7 版本Libero系統(tǒng)級芯片(SoC)，這是用于美高森美現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)產(chǎn)品的全面FPGA設計工具套件。這款最新軟件包括多項新功能，可以為設計人員帶來更高的易用性和工作效率，并且包括用于RTG4 FPGA、SmartFusion 2SoC FPGA和IGLOO 2 FPGA器件的先進安全和評估工具。

對于FPGA解決方案的設計人員來說，美高森美 Libero SoC v11.7軟件工具除了具備支持產(chǎn)品更快上市的使用性特點之外，還發(fā)布了安全生產(chǎn)編程解決方案(SPPS)，該方案用于防止過度制造、克隆、反向工程、惡意軟件插入和其他安全威脅。

(責任編輯：蘆瀟靜)