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蓝牙5即将出炉 为物联网智能家居铺路
2016/6/23 9:26:00   未来自动化      关键字:蓝牙5,物联网技术,智能家居      浏览量:
不久前,蓝牙技术联盟(SIG)正式公布了Bluetooth 5新标准,并且Bluetooth 5新标准预计将在2016年末到2017年初正式发布,其传输速度和传输范围性能分别是上一代标准的2倍和4倍,

  

  最新版蓝牙5.0 (Bluetooth 5.0;BT5)将大幅扩展个人局域网络(PAN)以及网状网络的连接范围,并进一步在家庭与建筑物自动化领域挑战Zigbee技术。从长期来看,供货商与分析师都呼吁不同网络之间建立互连,以便在新兴的物联网(IoT)中实现互操作性。

  蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)一举将BT5的峰值传输速率从1 Mbits/s提高到2 Mbits/s,连接范围也从30公尺延伸到100公尺。根据Bluetooth SIG在正式发布BT5与网状网络规格时指出,这些增强的功能以及更大的广播数据传输量,将使我们从(app与硬件配对)(app-paired-to-device)的模式转向非联机式(connectionless)的物联网服务发展。」

  专为BT5打造的芯片也必须扩展物理层,预计在今年底以前就可开始出货。至今尚未命名的BT网状网络规格将与现有芯片兼容,因此预计会更早出现。

  市调公司ABI Research分析师Andrew Zignani表示,这一进展让蓝牙更进一步扩展到整个家庭与庭院,利用智能型手机或平板计算机就可以当作控制器,因而不必像Zigbee一样还需使用家庭网关。

  透过网状网络,蓝牙甚至还能够深入智能建筑物与智能城市等应用。然而,他补充说,它还必须逐渐整合于涵盖Wi-Fi、ZigBee、Thread与Z-Wave等多种无线技术的物联网网关或智能中枢(hub),」才能完全实现物联网。

  对于智能家居和建筑物来说,涵盖范围至关重要,而速度更快更好,赛普拉斯半导体(Cypress Semiconductor)无线部门副总裁Eran Sandhaus表示。Cypress最近还收购了博通(Broadcom)的物联网业务。

  Cypress目前己开始出样新的蓝牙芯片,通过内建的升压功率放大器将连接范围扩展到400公尺,不过其代价是更高的功耗。市场对于长距离蓝牙的需求高于预期,Sandhaus强调,客户将会使用这些芯片控制一切事物,从家中庭院的洒水器到停车计费表等。

  为了扩展传输范围,BT5将使用更精密的接收器设计,而非Cypress开发的发射机。该规格还支持更高8倍的广播数据传输速率,提高其室内定位app与网状网络应用。

  ABI Research的Zignani指出,网状网络规格将大幅扩展蓝牙所支持的范围与节点数量,还可利用整个节点之间共享的数据,实现各种智能应用。

  相较于ZigBee与Thread所用的途径,网状网络将采用其他更简单的建置方式。但Zignani指出,其折衷之处在于所有的节点都接收信息以及进行传送,甚至是不相关的,这表示硬件必须花更多时间于唤醒以及传递不一定必要的信息,增加了网络的功耗负载。

  其结果是延迟并不算太严重......虽然消耗更多的功率,但你能将信息传送地更远,而且也更简单。Cypress的Sandhaus补充说,这些增强的功能将使蓝牙越来越有能力与Zigbee竞争消费与商用传感器节点等应用。

  打造互连互通的物联网网络

  当然,各种竞争的无线技术也不会等闲视之。

  去年十二月,Zigbee联盟(Zigbee Alliance)批准其3.0规格,为其瞄准家庭与建筑物自动化的初始ZigBee规格建立统一各种应用配置的共同架构,并展开与EnOcean联盟的合作。在一年多以前,该联盟还曾与Google旗下Nest推出的智能家居协议Thread达成互操作性协议。

  新的900 MHz HaLow为Wi-Fi带来了更长的距离以及更低功耗,Z-Wave则继续保有其于家庭安全市场的强力位置,Zignani强调。

  Thread提供基于基于IPv6的802.15.4网络版本,而Zigbee则早在去年即已支持Thread。虽然蓝牙4.2规范规定提供支持6LoWPAN的能力......但这还未经标准化,Zignani认为IPv6可望成为确保执行于不同网络层的各种物联网硬件之间互操作性的潜在关键途径。

  最终,并不会只有一种连网解决方案......但采用Wi-Fi、蓝牙与802.15.4等技术组合的硬件,每一种技术都有各自的长处和限制,从而为多协议芯片与家用路由器开启机会之门。

  Bluetooth SIG已为IP支持成立了一个工作组,但其争议点同样在于采用IP的成本。如果你必须在本地处理每个单元,IP可能是非常重要的,但许多app多半透过手机或家庭中枢作业,所以只需使用网络处理转换层,Sandhaus说,“IPv6需要较繁重的堆栈和协议,并不一定都具有成本和功率效率,所以只在需要时才使用”。

  整体而言,Sandhaus同意各种不同的技术之间寻求合作(而非竞争),才是物联网的未来方式。“目前彼此之间存在很大的差距,而蓝牙5.0就是要试着消除其中一部份的差距,”Sandhaus说,“长期来看,我们需要融合蓝牙和Wi-Fi,共同打造无处不在的网络……。”

  根据Bluetooth SIG预计,今年将有近30亿个蓝牙硬件出货,这一数字将在2020年时达到50亿台,届时将在物联网中占1/3的节点。

  根据ABI Research,蓝牙目前在智能家居市场的占有率约为8%,预计将在2021年以前成长超过26%。然而,Zignani指出,“基于802.15.4的解决方案,如ZigBee与Thread,预计将强劲成长,从目前不到17%的市占率快速成长,预计将在2021年以前达到近30%。”

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