可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的分析

林德豐+梁永賢

摘 要：本文介紹了可穿戴智能產(chǎn)品的市場的發(fā)展及現(xiàn)狀，結(jié)合可穿戴智能產(chǎn)品的特點、規(guī)模來分析可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的發(fā)展前景，重點介紹測試系統(tǒng)的組成，模塊的選擇，項目研究開發(fā)的內(nèi)容、方法、技術(shù)路線。隨著可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展，該檢驗系統(tǒng)將起到不可缺少的作用。

關(guān)鍵詞：可穿戴智能產(chǎn)品 藍牙 WIFI

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0143-02

到2016年12月為止，世界上可穿戴智能產(chǎn)品的領(lǐng)域，預計將增長到80億美元。可穿戴智能產(chǎn)品的知名企業(yè)已經(jīng)開始布局，搶先占領(lǐng)市場。在當前之初的兩到三年，這是不顯眼的小規(guī)模市場，但在不久的三到五年內(nèi)，這一領(lǐng)域?qū)⒕喸斐鰺o法估計的價值。

預計到2018年將賣出不少于8500萬臺可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備，而2012年僅為900萬。隨著可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備多元化、多樣化，會有越來越多的消費者接受可穿戴智能產(chǎn)品，這也讓商家看到了機遇，這一領(lǐng)域也將為商家創(chuàng)造無法估計的財富。

隨著可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展，可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的檢測也將會迎來一場高速發(fā)展，可以預測可穿戴智能產(chǎn)品的檢測前景一片光明。

1 目的意義

隨著可穿戴智能產(chǎn)品的快速發(fā)展，參與的商家越來越多，但商品原料安全、個人信息問題、性能等方面還有待改善。目前，可穿戴智能設(shè)備行業(yè)正面臨著“量有余而質(zhì)不足”、“產(chǎn)品標準缺失”、“監(jiān)管困難”的局面。面對這樣的形勢，籌建可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)，全面提升產(chǎn)業(yè)集群可穿戴智能產(chǎn)品企業(yè)的質(zhì)量研發(fā)能力和產(chǎn)品安全水平，服務于可穿戴智能產(chǎn)品集群的打造，完善可穿戴智能產(chǎn)品的監(jiān)管渠道，并推動可穿戴智能產(chǎn)品行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，成為社會各界的迫切要求。

可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的建立有利于解決可穿戴智能產(chǎn)品性能、安全等各方面的問題。

2 模塊分析

（1）首先來看看藍牙模塊和wifi模塊的標準

藍牙：工作在ISM2.4GHz公共頻段，使用的是FHSS方式，一般每秒鐘跳變1600次，將83.5MHz的頻帶劃分為79個頻帶信道，每個時刻只占1MHz的帶寬。WIFI：使用的協(xié)議是802.11標準，大部分802.11采用2.4GHz的ISM頻段，也有少數(shù)國家采用5GHz的ISM頻段。

然后看看傳輸速率藍牙：藍牙4.0速率理論峰值是25Mbps，支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率下的超短數(shù)據(jù)包?，F(xiàn)在802.11.ac最高是500 Mbit/s，據(jù)說未來的802.11.ad將達到Gbit/s的量級，當然主要針對10+m的范圍（1km以內(nèi)）。WIFI：802.11n理論速率最高可達600Mbps，而目前業(yè)界主流為300Mbps。

（2）再看看傳輸?shù)木嚯x

藍牙：Bluetooth4.0傳輸距離可以達到50m，傳輸范圍100m。WIFI：802.11n路由器在空曠地帶的傳輸距離可以達到300m。再看看成本：成本的話藍牙遠低于WIFI模塊。

（3）最后看看功耗

藍牙4.0僅使用了3個廣播通道，每次廣播時射頻的開啟時間也由傳統(tǒng)的22.5ms減少到0.6～1.2ms。據(jù)測算，打開藍牙初期電量消耗會增大20～30mA左右，

待機后恢復正常待機電流。藍牙建立連接瞬間：70mA左右。大數(shù)據(jù)傳輸：110～130mA左右。

WI-FI則聯(lián)盟表示，Wi-Fi直連設(shè)備可以支持WMM省電程序，可以將設(shè)備的供電時間延長15%～40%。不同國家的WIFI發(fā)射功率標準不同，國內(nèi)標準是50MW。

所以可穿戴智能產(chǎn)品選擇藍牙或WIFI取決產(chǎn)品的分類和用途。

3 系統(tǒng)的組成

BT&WIFI獨立成一套系統(tǒng)。后續(xù)可以共用WIFI系統(tǒng)中的頻譜儀和模擬信號源，增加矢量信號源N5182B，并配置相應模擬基站，控制單元、濾波器組等，擴展GSM WCDMA LTE測試能力，GSM WCDMA LTE可另成一套系統(tǒng)。同時也方便后續(xù)能力拆分升級。

頻譜儀：歐盟CE標準要求只需要配置到12.75GHz的測試能力，但北美FCC標準中傳導雜散要求測試頻率范圍到主頻的10倍頻，最大到40GHz，考慮到5G WIFI以及LTE FCC測試，頻譜儀選用40GHz高端頻譜儀N9010A（Keysight），同時滿足了EN300 328 v1.8.1對像素點的要求。

按EN300 328 V1.81.標準對功率測試的要求，使用4*4功率量側(cè)探頭U2021XA和數(shù)據(jù)采集單元U2531A（Keysight），符合標準要求的大于1M 采樣率，RMS檢波方式以及MIMO天線的功率同步采集要求，配合JS軟件，實現(xiàn)功率的自動化測量。功率探頭集成在JS0806-2控制箱內(nèi)，降低額外增減線纜和射頻接頭帶來的阻抗不匹配，降低系統(tǒng)不確定性。

矢量信號源采用Keysight 高端信號源N5182B，配合不同制式產(chǎn)品可以靈活選用不同模塊。

模擬信號源重點考慮測試頻率范圍，WIFI 產(chǎn)品測試只需要配置到6GHz，但LTE產(chǎn)品需要配置到20GHz，頻率范圍不能通過升級達成，因此需要從應用的角度，配置該信號源的頻率范圍，本方案中，建議配置到20GHz，同時滿足了WIFI GSMWCDMA LTE 測試要求。

WIFI測試采用非信令測試方式，不需要配置模擬基站；GSM WCDMA LTE 采用信令測試，需要配置一臺模擬基站，本方案中模擬基站選用R&S CMW500，頻率范圍到6GHz，覆蓋了LTE全頻段，能支持LTE 2*2MIMO，并可擴展升級載波聚合CArelease10要求。

3 項目研究開發(fā)的內(nèi)容、方法、技術(shù)路線

3.1 具體研究開發(fā)、開拓內(nèi)容和重點解決方法、技術(shù)路線的難題

（1）組織相關(guān)技術(shù)人員對可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)進行分析，組織相關(guān)技術(shù)人員認真閱讀并核對標準檢驗條款，及時跟進有關(guān)標準的發(fā)展情況，并根據(jù)相關(guān)要求提出要配置的設(shè)備。

（2）編制檢測流程和檢測規(guī)范。

（3）設(shè)備到位后，組織相關(guān)的培訓工作，組織相關(guān)設(shè)備驗收及標準認可評審工作。

3.2 項目的特色和創(chuàng)新之處

為了提高智能可穿戴產(chǎn)品行業(yè)的總體質(zhì)量水平，服務經(jīng)濟、服務企業(yè)，我們以地方特色產(chǎn)業(yè)集群為依托，可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)。檢驗系統(tǒng)將成為專門從事可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI性能的檢驗，為政府部門和企業(yè)對智能可穿戴產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)管和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)發(fā)展提供強有力的技術(shù)保障，為智能可穿戴產(chǎn)品標準的完善提供有力的科研支撐，為智能可穿戴產(chǎn)品企業(yè)的生產(chǎn)、科研、信息收集和標準化工作提供一個高水平的檢測服務平臺，從而為智能可穿戴產(chǎn)品行業(yè)的快速健康發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

3.3 要達到的技術(shù)、經(jīng)濟指標及社會、經(jīng)濟效益

鑒于可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展，并即將進入爆發(fā)式快速增長期，可穿戴智能產(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)將服務于眾多的可穿戴智能產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)。該檢驗系統(tǒng)，采用先進檢測技術(shù)，發(fā)展新的檢測業(yè)務。

該檢驗系統(tǒng)還將為可穿戴智能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供公共檢測平臺，有效降低企業(yè)的研發(fā)成本。而且使得電子及電磁兼容在安防產(chǎn)品的檢驗能力可以得到較大幅度的提高，可以完成相關(guān)產(chǎn)品的國標、行標或性能標準的全項目檢測。該項目的實施，將帶來明顯的經(jīng)濟和社會效益。

4 結(jié)語

隨著可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備多元化、多樣化，性能的提升和發(fā)展，可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備將進入鵬飛的發(fā)展和搶占市場份額的局面?？纱┐髦悄墚a(chǎn)品藍牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)將起到不可缺少的作用。

參考文獻

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