受益于新一代藍牙低功耗標準出爐，現(xiàn)在已是消費性電子品牌廠發(fā)展智能手表等可穿戴電子設備的大好時機，相關無線芯片開發(fā)商也競相發(fā)布適用于設備端的藍牙Smart解決方案，引爆一股新的無線設計熱潮。

　　藍牙（Bluetooth）Smart通常被認知為第四代的藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy）技術，可啟用低功耗的連接及低容量的數(shù)據(jù)傳輸，解決以往便攜式電子設備受限于無線數(shù)據(jù)通訊標準的功率消耗、尺寸限制及設計復雜度問題，進而讓產(chǎn)品維持更長的電池壽命，并可與最新的智能手機與平板設備相互連結。

　　據(jù)市場調查機構ABI Research預測，自2014年起，智能手表等可穿戴運算設備將出現(xiàn)爆炸性成長，發(fā)展至2018年，出貨量更將達到四億八千五百萬臺，可望帶動龐大商機。

　　藍牙Smart加溫物聯(lián)網(wǎng)熱潮

　　為爭搶可穿戴電子市場商機，相關業(yè)者已開始針對藍牙Smart的連接性、彈性及電源管理能提供哪些效益，或是該平臺怎么讓可穿戴產(chǎn)品的硬體和軟體設計加速進行，以及智能手機使用者如何受惠于新興的可穿戴設備使用模式等方向全力開發(fā)新產(chǎn)品。

　　藍牙Smart是隨著藍牙4.0規(guī)格而推出，功率較先前版本的藍牙標準降低十到二十倍，即使無線電大部分時間是關閉的狀態(tài)，產(chǎn)品依然能維持「連接」，且當數(shù)據(jù)一準備好就能立刻被喚醒，這樣的功能組合將能提供電池更長的壽命。

　　無庸置疑，功耗一直是行動設備、便攜式電子，以及近期開始崛起的可穿戴電子設備設計面臨的最大難題，因此，藍牙Smart的問世，可望促成消費性電子領域的重大改革。例如以手勢控制為基礎的新型態(tài)電視遙控器、手表、運動設備、健康與健身感應器及家庭自動化產(chǎn)品等，都可利用該技術在低功耗運作的前提下，為設備增添過去所沒有的功能與應用。

　　現(xiàn)階段，藍牙Smart正推動各種創(chuàng)新的「應用程式配件（Appcessories）」迅速發(fā)展。具備蘋果（Apple）iOS或軟體應用程式界面（API）等藍牙Smart Ready設備，皆可讓開發(fā)人員以標準方式，建立能與藍牙Smart配件結合的應用程式。

　　有了藍牙Smart之后，無須等待標準文件檔案的發(fā)展，也無須經(jīng)過藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）的核準，就可進行應用程式與配件的開發(fā)。開發(fā)商可利用豐富的使用者界面及便利的連接性，同時讓體積精巧的硬體配件享有長達數(shù)年的電池壽命，進而打造出與智能手機完美配合運作的新產(chǎn)品。

　　表1列出所有藍牙核心規(guī)格版本的比較。在藍牙4.0（現(xiàn)已被稱作藍牙Smart）中，藍牙技術聯(lián)盟強調該技術將使物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的使用情境更加可行，促進讓數(shù)十億臺需要長電池壽命的家電、設備及機器等盡早加入互連的世界。

　　整合MCU設計　藍牙Smart搶進智能手表

　　在物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展下，智能手表正快速崛起，除可提供一般計時功能外，還能以數(shù)字處理的方式執(zhí)行各種任務，包括數(shù)學運算、游戲、多媒體傳訊、來電提醒及近距離感測等更為復雜的應用。對智能手機而言，智能手表將成為功能強大的配件，可提供更多元的使用者資訊及互動方式。

　　舉例來說，智能型手表能夠顯示燃燒多少卡路里，以及使用者在運動前后的心跳速率；或是能夠透過定位功能找到用戶的智能手機，甚至是通知皮夾被遺留在家中。由此可見，藍牙Smart所能創(chuàng)造出的可能性是無窮無盡的。

　　圖1顯示出手表并非僅是能與電話互動而已，還能夠與體重計、計步傳感器、溫度計及其他可提供有價值資訊的聯(lián)網(wǎng)設備互動，同時也可被用來當作游戲控制器或是遙控器。

　　圖1　智能手表與多種設備的互動

　　現(xiàn)階段，基本款的智能手表主要元件包括藍牙Smart芯片、微控制器（MCU）及液晶顯示（LCD）面板，也可能具有揚聲器或是壓電式蜂鳴器以提供鬧鐘之類的提醒功能（圖2）。由于產(chǎn)品體積的限制，相關芯片業(yè)者正開始朝整合型芯片設計發(fā)展；例如英商劍橋無線半導體（CSR）的μEnergy CSR101x系列元件，可提供一個包含單模藍牙低功耗射頻（RF）、整合型16位元MCU及128K位元組記憶體的平臺，其角色等同于系統(tǒng)的心臟，控制著所有系統(tǒng)周邊元件。

　　圖2　基本智能手表原理圖

　　如圖3所示，若將一顆MCU整合至藍牙Smart芯片解決方案，就能提供一個可擴充的平臺，運用額外的處理能力與擴充的I/O，就能在產(chǎn)品設計中納入更多傳感器（例如氣壓傳感器），以及周邊設備（例如可判定目前位置的GPS）。此外，整合型芯片也能讓手表進行更復雜的資料處理演算法，以及使用更豐富的圖形界面作業(yè)系統(tǒng)。這款CR101x元件的微控制器界面是透過序列匯流排，使用簡單的標準控制協(xié)定。

　　圖3　高價值智能手表原理圖

　　至于LCD可以為使用者顯示相關資訊，且具備電容式/電阻式的觸控能力，所以就產(chǎn)品而言并不需要實體的按鈕。以觸控為基礎的LCD也大幅改善使用者控制智能手表應用程式的體驗；此外，MCU亦可透過I2C或是串列周邊界面（SPI）此類序列匯流排來與LCD進行通訊，提供更多智能互動功能。

　　藍牙Smart定義多元資料應用形式

　　針對藍牙Smart傳輸資料的模式，如圖4所示，藍牙Smart使用非同步式主從式架構，伺服器讓資料能被分享，并且將名為「屬性 （Attributes）」的數(shù)據(jù)元素妥善保存在資料庫中，讓客戶端與伺服器使用屬性協(xié)議（Attribute Protocol， ATT）來交換資料。

　　圖4　藍牙Smart主從式架構

　　在以服務導向的范例中，呈現(xiàn)在伺服器的資料已經(jīng)組織于服務中，這些資料可以被查取、連結互動及定義歸類，而且也定義回應模式，在相同的先決條件之下，可產(chǎn)生一致的結果。盡管服務定義伺服器的回應模式，但無法指定用戶端的回應；它是透過「Profiles」來做到這些的。

　　「Profiles」是一種較高層的定義方式，定義服務可以何種方式啟動應用程式或使用范例，以及決定使用者的行為。藍牙技術聯(lián)盟將這些命令及所有的服務與Profiles清楚地列出。

　　智能手表可以用到幾乎所有藍牙技術聯(lián)盟列出的Profiles使用范例，首先是提示通知（Alert Notification Profile），可將手表連接到智能手機，以接收來電/未接來電、電子郵件/短信/多媒體訊息以及任何未讀或新進提示等通知，雖然不會顯示完整的文字內容，但會提供可識別來電者/傳訊者身分的詳細資訊。

　　在健康管理方面也有相關規(guī)范，如血壓（Blood Pressure Profile），能夠讓手表獲得血壓的測量值，以及其他來自非侵入式血壓傳感器的數(shù)值；血糖（Glucose Profile），讓手表接收血糖測量值及其他來自血糖傳感器的資料；心跳速率（Heart Rate Profile），讓手表可獲得來自心跳速率傳感器的資料。

　　此外，針對使用者動態(tài)則有下列規(guī)范：騎自行車的速度與節(jié)奏 （Cycling Speed and Cadence Profile），讓手表連接至自行車的速度與節(jié)奏傳感器，以便于獲得騎乘自行車/飛輪的速度與曲軸轉數(shù)等數(shù)據(jù)；跑步速度與節(jié)奏（Running Speed And Cadence Profile），手表連接至跑步速度與節(jié)奏感應器，以獲得瞬間的速度、節(jié)奏及步幅數(shù)據(jù)；以及近距離感測（Proximity Profile），啟用通知功能提示手表與同質設備的距離，當有人進入屋內時燈光立刻開啟，或是當小孩超出與你之間一定范圍時立刻發(fā)出警報提醒。

　　其余包括尋我（Find Me Profile），可讓手表針對放錯地方的智能手機或是鑰匙圈等同質設備發(fā)出提示警報；電話提示狀態(tài)（Phone Alert Status Profile），連接至智能手機來改變或控制它的鈴聲設定以及提示狀態(tài)。在最新發(fā)布的iOS7中，蘋果（Apple）新增一項可與蘋果通知中心 （ANCS）互動的功能，智能手表可提醒使用者注意出現(xiàn)在iOS下拉選單中的提示項目，讓使用者針對任何在iOS7設備上運作的應用程式啟用提醒功能，并可透過智能手機發(fā)出提醒。

　　至于時間（Time Profile），可自同質設備取得日期、時間及時區(qū)和日光節(jié)約時間等相關資訊；在這樣的情境下，只要房子內有一個時鐘或其他計時設備，手表就算沒有時鐘芯片（RTC），也可以顯示日期及時間。

　　iOS/Android奧援　藍牙Smart優(yōu)勢盡顯

　　除了功能和應用服務以外，一個藍牙無線通訊產(chǎn)品的成功與否，電池壽命也扮演極為關鍵的作用。表2列出現(xiàn)有可穿戴設備所使用的化學電池種類，然而，隨著智能手表功能的增加，其他種類的電池，例如鋰離子電池也常被使用，其操作電壓可達4.2伏特（V）。

　　無庸置疑，藍牙智能手表市場已開始起飛，產(chǎn)業(yè)分析師預期2014年可以看到許多智能手表及其他穿戴型設備進入市場。由于智能手表等可穿戴產(chǎn)品大多須與智能手機等行動設備連結，因此藍牙Smart在iOS更新版本及Android 4.3 Jelly Bean作業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展上可大大地發(fā)揮優(yōu)勢，讓各種新型態(tài)的電子產(chǎn)品帶給消費者真正的關鍵價值。