根據(jù)市場研究公司ABI Research的預測,可穿戴設備,如智能手表將呈爆炸式增長,到2018年將達到4.85億的出貨量,這些海量設備的背后都離不開藍牙智能——一種比傳統(tǒng)藍牙技術功耗更低的技術。
可穿戴設備之所以采用藍牙智能,除了其低功耗,還有許多其它方面的原因,例如可在單一平臺提供連接性、靈活性、電源管理效益,大大提升軟硬件設計人員的研發(fā)進程,為最終用戶帶來個性化的可穿戴設備。
不一樣的藍牙智能
藍牙智能(通常被稱為藍牙低功耗或Bluetooth LE)讓受到功耗、尺寸限制的產(chǎn)品能夠進行低功耗連接和基本數(shù)據(jù)傳輸,而不會像使用其他無線通行標準一樣復雜,它能夠幫助研制尺寸緊湊、電池壽命長、能無縫連接智能手機的藍牙智能產(chǎn)品。
最新引入的藍牙4.0規(guī)范,擁有10-20倍低于傳統(tǒng)藍牙的功耗,其設計了用深度睡眠狀態(tài)來替換傳統(tǒng)藍牙的空閑狀態(tài),而當有數(shù)據(jù)傳輸需求時醒來,這種設計能夠大大減少功耗,延長智能手機和平板電腦等終端產(chǎn)品的電池壽命更長。
藍牙智能為消費電子領域帶來重大創(chuàng)新,包括新型的基于手勢的電視機遙控器、智能手表、運動器材、健康和健身、監(jiān)控、家庭自動化產(chǎn)品,它還定義了一系列新的Appcessories--各種無線智慧型應用配件。藍牙智能就緒產(chǎn)品,如基于蘋果iOS和其API,使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建應用程序與智能藍牙配件進行通信。
基于藍牙智能可開發(fā)應用程序和附件,而無需等待標準配置文件通過藍牙技術聯(lián)盟制定和批準。創(chuàng)新者可以創(chuàng)建各種靈活、電池壽命長的藍牙配件,為智能手機提供無縫連接。
藍牙智能:讓手表更聰明
智能手表支持眾多功能,而不止是計時,它能夠完成簡單的數(shù)學計算、異國定時,甚至是更復雜的應用程序,如游戲,多媒體短信,電話提醒等。
此外,智能手表還能實現(xiàn)創(chuàng)新的用戶信息和交互。例如,智能手表能顯示你的運動指標,如你運動前后的心臟速率,以及你消耗的熱量。它也可以幫助找到你的智能手機,讓你知道錢包被落在柜臺,或者提醒你家里的燈忘記關了。
一個基本的智能手表,其主要部件包括藍牙智能芯片、微控制器(MCU)和液晶顯示屏。例如,CSRμEnergyCSR101x系列單芯片平臺,包括一個單模藍牙低功耗射頻、集成的16位處理器和128kB的內存。它作為系統(tǒng)的核心控制器控制所有外圍設備。
液晶顯示屏負責顯示信息給用戶,也有可能是電容/電阻式觸摸屏而無需物理按鍵。觸摸式LCD通過觸摸,點擊,滑動手勢來控制應用程序,無疑顯著提高用戶體驗,MCU通常通過串行總線,如SPI接口,與LCD通信。還可能有一個揚聲器或壓電式蜂鳴器進行通知,如報警。
為提供可擴展的平臺,CSR101x還集成一個額外的MCU(以提供更多的處理能力)及擴展IO,以連接更多的傳感器(如氣壓傳感器),及外圍設備(如全球定位系統(tǒng)來確定當前位置)。它還允許使用復雜的數(shù)據(jù)處理算法,實現(xiàn)豐富的圖形化界面。CSR101x的MCU接口采用簡單的標準串行總線協(xié)議。
通過配置文件確定行為
藍牙智能使用異步的c/s架構(客戶端-服務器架構)。服務器維護要共享的數(shù)據(jù),以及存儲在數(shù)據(jù)庫中被稱為“屬性”的數(shù)據(jù)元素,客戶端和服務器基于“屬性”交換數(shù)據(jù)。
基于面向服務的體系結構,服務器端的數(shù)據(jù)被組織成服務。這些服務基于事先的定義,在相同的先決條件下,會產(chǎn)生相同的結果,服務定義服務器的行為,但不強制要求客戶行為。如何做到這樣?答案是通過配置文件。
我們知道,想要使用藍牙無線技術,設備必須能夠翻譯特定藍牙配置文件,配置文件表達了一般行為和可能的應用,藍牙設備可以通過這些行為與其他設備進行通信。藍牙SIG定義并列出了幾乎所有服務和配置文件。智能手表可以使用藍牙SIG中列出的技術配置文件。配置文件概述如下:
·警報通知 - 連接到智能手機,提醒用戶來電,短信和電子郵件。它可能不顯示消息全文,但會顯示來電/發(fā)件人ID的詳細信息;
·血壓 - 讓手表獲得從一個非侵入式血壓傳感器獲得測量到的血壓和其他數(shù)據(jù);
·自行車速度和步調規(guī)范 - 讓手表連接至自行車的速度與節(jié)奏感知器,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);
·Find Me - 可讓手表針對放錯地方的智慧型手機或是鑰匙圈等同質裝置發(fā)出提示警報;
·血糖 - 讓手表獲得葡萄糖傳感器測量到的血糖等數(shù)據(jù);
·心率 - 讓手表獲得從心臟速率傳感器得到的數(shù)據(jù);
·電話提示狀態(tài)--連接至智慧型手機來改變或控制它的鈴聲設定以及提示狀態(tài);
·近距離感測 - 啟用通知功能提示手表與同質裝置的距離,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;
·跑步速度和步調規(guī)范 - 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);
·時間 - 可自同質裝置取得日期、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裝置,手表就算沒有時鐘晶片(RTC),也可以顯示日期及時間。
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裝置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。
此外,蘋果還推出了iBeacon--藍牙智能供電的室內定位系統(tǒng)。有了可與iBeacons通信的可穿戴設備,用戶或開發(fā)人員不僅可以接收警報,也提高了通過上下文位置感知周圍環(huán)境的交互能力。
基于智能藍牙更進一步的潛力,最近藍牙智能Mesh網(wǎng)絡得到發(fā)展,如CSRmesh。用戶理論上可以在范圍內通過一個單一的智能藍牙功能的設備,控制所有的藍牙智能設備,這意味著用戶可以點擊智能手表的圖標,以控制建筑物的照明、安全或網(wǎng)絡音頻系統(tǒng)。
藍牙智能市場爆發(fā)
行業(yè)分析師預計,在接下來的一年中,更多的智能手表和其他可穿戴設備將涌入市場。最新改進的iOS7中,增加對于智能手表、健身追蹤器、醫(yī)療設備等的藍牙支持功能;安卓4.3 Jelly Bean 也加入了“藍牙低功耗”的功能,確保用戶的終端通過藍牙連接一些健康、音樂等配件的時候,續(xù)航時間更長。這些意味著藍牙智能將成為電子消費類產(chǎn)品中的主流配置,藍牙智能市場將迎來爆發(fā)。
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