星空-新蓝牙6.0协议扩展应用范围

[导读]芯科科技蓝牙产物司理Parker Dorris经由过程本文会商了蓝牙6.0（Bluetooth 6.0）版本中添加的最新功能。 自蓝牙1.0版本规范呈现以来的25年里，蓝牙手艺已增添了多项功能，这些增添的功能为浩繁新型利用和市场斥地了道路。跟着最新蓝牙焦点规范6.0版本和蓝牙Mesh的发布和它们带来的转变，这一手艺的演进还在继续。在将来几年，蓝牙的立异将为家庭、零售、分销和工业主动化范畴的用户带来极新的利用。 关在将蓝牙功能扩大到新利用这方面的立异，一个主要的例子是利用新的蓝牙信道探测（Bluetooth Channel Sounding）和谈来撑持平安且邃密的测距。该和谈答应在彼此无线笼盖规模内的两台装备以平安、正确的体例肯定它们之间的距离，这进一步加强了低功耗蓝牙（Bluetooth LE）中已存在的位置办事和定位功能。 年夜大都现有蓝牙装备都可以经由过程检测从其他装备传来的告白来进行存在检测（presence detection），然后阐发射频旌旗灯号强度并将其转换为距离信息，但测距精度仅在±5米摆布。除根基的存在检测，和粗略和邃密的距离丈量外，蓝牙尺度还撑持利用达到角（AoA）和动身角（AoD）丈量手艺进行测向。 蓝牙信道探测 承上所述，新的蓝牙信道探测手艺可在蓝牙6.0装备之间实现平安邃密的测距。该新和谈可以操纵蓝牙的80MHz带宽和多信道特征，在全频率规模内进行调子（tone）丈量和来回时候（round-trip-time）丈量。这个进程从“倡议者”装备和“反射者”装备开启蓝牙毗连最先，先基在功能比力就丈量设置装备摆设告竣一致，然后履行测距法式。 在信道探测进程中，倡议者经由过程指定的2.4 GHz信道发送调子或数据包，反射者则经由过程将数据发还给倡议者来进行响应。数据包的来回时候和发送和领受的调子之间的相位差都可以用来肯定距离。 经由过程加密的蓝牙毗连进行传输、数据包上的时候戳和其他平安功能有助在避免其他节点进行棍骗应对并向倡议者供给毛病的距离估量。 在很多实际情况中，利用包罗相位丈量在内的信道探测手艺进行邃密测距时，在小在5米的规模内可以供给±0.3米的精度，在年夜在5米的规模内可以供给±0.5米的精度。 蓝牙信道探测在工业、家庭和零售等情况中有很多利用，例如用在无钥匙进入、资产追踪和根本举措措施定位。信道探测的正确性使其合用在基在地舆围栏的平安策略，在用户接近时，为取得准确授权的用户开门；假如用户在敏感区域逗留太长时候，则会发出警报。近似的道理也合用在汽车和衡宇的无钥匙进入，只有当主人进入近距离时，系统才会开门。 蓝牙Mesh扩大功能 蓝牙Mesh 1.1引入了几项新功能，旨在下降收集设置和保护的复杂性与本钱，并加强机能、平安性和可扩大性。新的蓝牙Mesh尺度的亮点总结以下： 长途设置装备摆设（Remote Provisioning）撑持从一个位置将多个新装备添加到收集中，这对年夜范围摆设特殊有效。在该尺度之前的版本中，需要在装备的无线电规模内进行设置装备摆设，这意味着需要一小我来调试装备。 基在证书的设置装备摆设（Certificate-Based Provisioning）经由过程在设置装备摆设进程中利用数字证书对装备进行认证来加强平安性。它确保只有授权的装备才能插手收集，从而供给了额外的平安层。这在与长途设置装备摆设连系利用时特殊有效，由于它可以起码的用户交互实现装备的平安批量调试。 Mesh装备固件更新（DFU）功能尺度化了蓝牙Mesh收集中的固件更新法式，并答应Mesh收集中的装备固件进行高效的无线（OTA）更新。该尺度还界说了一个BLOB（Binary Large Object，二进制年夜对象）和谈，该和谈利用多播和单播动静传递来将固件有用地传递到要更新的节点。此功能对保护年夜型收集特殊有效，例如用在贸易楼宇主动化的收集。 子网桥接（Subnet Bridging）功能保存了纳入子网的能力，以实现区域隔离，同时简化收集复杂性。因为每一个子网都利用独一的平安密钥，是以子网桥接可以提高收集的平安性，又由于在默许环境下，动静不会在子网之间转发，还可以提高收集的效力。 定向转发（Directed Forwarding）功能答应中继节点建立从源到目标地的直接路径，从而提高了动静传递效力。这类多跳方式削减了所需的跳数，从而提高了收集机能。 在新的蓝牙Mesh 1.1尺度中还包括了其他多项小的功能改良，以提高手艺的机能、可用性或平安性。 这些更新使蓝牙Mesh 1.1成为一个更壮大、更通用的解决方案，可用在普遍的利用场景，从智能家居到年夜型贸易建筑和工业情况，等等。 年夜范围、超低功耗星型收集 带响应的周期性广播（PAwR）是蓝牙的另外一项功能，它经由过程启用无毗连的双向通讯来提高峻型蓝牙收集的通讯效力。PAwR合适年夜大都节点都是相对简单的固定元件的环境，例如今朝在零售店利用的电子货架标签（ESL）显示单位。经由过程尺度化的蓝牙ESL设置装备摆设文件和办事，PAwR可以设置为撑持多达128个PAwR子事务（Subevent），每一个子事务最多可寻址255个独一装备。这使得收集范围可以跨越32000个外围装备。 固然PAwR是为首要通讯模式为一对多的收集而设计的，可是它撑持双向通讯，而子事务的利用以一种节能的体例实现了这一点。这使得PAwR特殊合适功耗预算很是有限的ESL装备。当治理节点需要更新群组中的ESL时，它会发出子事务动静。与该子事务联系关系的每一个节点都有一个设计好的时段（slot），它们可以在这个时段进行答复（多是一段动静），以确认已利用了更新的价钱。 或，它可能会借此机遇发送警报，让治理员知道它的电池电量行将耗尽。经由过程这类时候同步的机制，ESL可以在其预期会被完全叫醒的时段以外封闭它的无线发射器和其他功能。对固件更新等环境，节点可以操纵蓝牙毗连取得更高的数据吞吐量。以后，它们可以返回到节能的PAwR模式。 虽然零售业是PAwR的一个首要市场，但还其他环境也能够从这类面向ESL的设计中受益。此中一个例子就是资产治理，在这类场景中，中心办事器需要对资产连结追踪，例如仓库中的货盘或出产线情况中的产物运输东西车。 为了确保PAwR和谈可以或许在实际场景中工作，芯科科技基在一个装备群（具有500多台撑持PAwR的装备）进行了普遍的测试，以肯定在停电中止同步后收集的恢复环境。测试还显示了PAwR和谈可以在ESL装备大将电池续航时候保持到甚么水平。测试注解，经由过程改变PAwR距离时候，PAwR可以或许在响应性和超低功耗之间获得均衡。 上述这些增添到最新蓝牙尺度中的新功能展现了该无线和谈的活力，和原始装备制造商（OEM）和集成商在为其系统开辟硬件时采取最新芯片的价值。

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来历：Silicon Labs

作者：Parker Dorris，Silicon Labs（芯科科技）蓝牙产物司理

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