Магазин
Помните, как мы передавали фотографии между телефонами по Bluetooth? Сейчас эти времена кажутся древностью. То, что начиналось как неуклюжий способ обмена файлами, превратилось в важнейшую технологию, которую мы используем ежедневно, даже не задумываясь, — от беспроводных наушников до клавиатуры и мыши. Всё кардинально изменилось с появлением Bluetooth Low Energy (BLE).
В 2016 году был выпущен Bluetooth 5.0 с несколькими новыми функциями, ориентированными на бурно развивающийся мир Интернета вещей. Совсем недавно Bluetooth SIG 6.0 сентября 3 года компания выпустила Bluetooth 2024. На этот раз она принесла ряд улучшений, и мир технологий спешит адаптироваться к новым спецификациям. Мы с нетерпением ждем возможности узнать, как Bluetooth 6.0 повлияет на сервисы определения местоположения Bluetooth и какие новые возможности нас ждут.
Что такое Bluetooth и Bluetooth 6.0
Bluetooth в основном состоит из двух стандартов с одинаковым названием: «Классический» Bluetooth, разработанный в 1990-х годах, и Bluetooth Low Energy (BLE). Классический Bluetooth изначально использовался для потоковой передачи аудио и данных, а теперь он также широко применяется в технологиях локализации устройств, удовлетворяя растущий спрос на решения для позиционирования внутри помещений.
Сегодня в мире насчитывается более 8.2 миллиарда устройств Bluetooth. Таким образом, Bluetooth является самым распространённым протоколом беспроводной связи на короткие расстояния. В частности, BLE стал важнейшим средством связи Интернета вещей на короткие расстояния, обеспечивающим экономичную и эффективную связь между устройствами. Bluetooth 5.0 обеспечил улучшенные возможности отслеживания, а с выходом Bluetooth 6.0 мы наблюдаем ещё один значительный скачок в области высокоточного позиционирования.
Bluetooth 6.0 — это не просто небольшое обновление. Как и предыдущие крупные обновления, Bluetooth 6.0 не заменяет, а развивает Bluetooth 5.4, 5.3 и более ранние версии. Вместо этого он расширяет ряд новых функций. В центре внимания на этот раз — повышение безопасности и значительное повышение точности измерения расстояния.
Основные характеристики Bluetooth 6.0
Главным нововведением Bluetooth 6.0 является функция Channel Sounding, но спецификация включает в себя и ряд других важных усовершенствований:
- Зондирование каналов Bluetooth: ранее известный как HADM, обеспечивает высокоточное измерение расстояния между устройствами Bluetooth с помощью фазового измерения расстояния (PBR).
- Фильтрация рекламы на основе принятия решений: Это обеспечивает более эффективное сканирование устройств за счет возможности выборочного сканирования вторичных каналов на основе контента основного рекламного канала.
- Мониторинг рекламодателей: новая возможность, которая позволяет устройствам отслеживать, когда рекламодатели входят и выходят из зоны действия с помощью событий интерфейса хост-контроллера (HCI).
- Улучшение ISOAL: Улучшенный уровень изохронной адаптации представляет новый режим кадрирования, который может сократить задержку для чувствительных ко времени приложений, одновременно повышая надежность.
- Расширенный набор функций LL: Позволяет устройствам более эффективно обмениваться информацией о поддерживаемых функциях канального уровня.
- Обновление пространства кадра: Вводит согласованный интервал для замены фиксированного интервала в 150 мкс для соединений и подключенных изохронных потоков.
Как работает Bluetooth-канал
Канальное зондирование (Channel Sounding), ранее известное как высокоточное измерение расстояния (HADM), представляет собой новейшую технологию Bluetooth в области измерения расстояния. Это способ измерения расстояния между двумя Bluetooth-устройствами с существенно большей точностью. В то время как традиционные методы RSSI обеспечивали точность 3–5 метров, а AoA/AoD в Bluetooth 5.1 достигали субметровой точности, канальное зондирование — это качественный скачок вперёд, снижая точность до менее 10 сантиметров и соперничая с технологией UWB. Это фундаментальный сдвиг в возможностях позиционирования Bluetooth.
Волшебство заключается в двойном подходе к измерению:
- Фазовая локация (PBR): Вычисляет точные расстояния, используя разность фаз
- Время туда и обратно (RTT): Измеряет точное время прохождения сигнала между устройствами
Измерение дальности осуществляется либо одним методом, либо обоими методами одновременно для координации 72 каналов в диапазоне 2.4 ГГц. Поддерживается до четырёх антенных трактов между устройствами с восемью возможными комбинациями антенн.
Зондирование каналов Bluetooth и точное позиционирование
Технологический мир бурно обсуждает многочисленные улучшения Bluetooth 6.0, но, безусловно, самой заметной функцией является функция Bluetooth Channel Sounding. Эта революционная функция призвана кардинально изменить наш подход к сервисам определения местоположения и расстояния. Мы с нетерпением ждем новых возможностей для пользователей и поставщиков решений. Вот несколько ключевых выводов.
Приведение aточность до UWB territory
Эта новая технология обеспечивает точность определения местоположения на уровне сантиметров благодаря фазовому измерению, что окажет огромное влияние на конкуренцию с решениями UWB. UWB давно известен своими возможностями точного позиционирования, но сохранится ли это доминирование?
Для приложений определения местоположения на основе Bluetooth двойное измерение PBR и RTT обеспечивает высокоточное позиционирование при минимизации затрат на инфраструктуру. Для современных методов позиционирования UWB и AoA по Bluetooth могут потребоваться сложные антенные решетки или обширная инфраструктура. Теперь для безопасного и точного позиционирования достаточно стандартного оборудования Bluetooth.
Что ещё важнее, в сложных условиях с множеством отражающих поверхностей (например, в современных офисах или складах) технология PBR от Channel Sounding обеспечивает надёжные измерения с использованием нескольких антенн. Внедрение этих решений также значительно упростится.
По сути, точность позиционирования значительно повышается, при этом реализация остаётся экономичной и простой. Это развитие может сделать Bluetooth одним из предпочтительных вариантов для точного отслеживания.
Повсеместное внедрение устройств слежения
К 2028 году будет поставлено почти 7.5 миллиардов устройств Bluetooth, и со временем появится большое количество устройств, которые смогут интегрировать функцию зондирования каналов Bluetooth. Эта технология готова к быстрому внедрению благодаря своей совместимости с существующим оборудованием Bluetooth LE во многих случаях. Некоторые устройства, доступные сегодня, можно даже модернизировать для поддержки этой функции.
Некоторые существующие устройства можно модернизировать для поддержки зондирования каналов, создавая мгновенную сеть точек позиционирования.
Повышенная безопасность и совместимость
Channel Sounding также отличается высокой безопасностью и улучшенной совместимостью. Он оснащен встроенной защитой от распространённых угроз, предотвращая атаки типа «человек посередине» и атаки через ретранслятор. Это включает в себя зашифрованные соединения, распределённый генератор случайных битов (DRBG) и другие. Хотя это может и не влиять на ежедневную работу пользователей, безопасный контроль доступа и отслеживание активов станут гораздо надёжнее.
Кроме того, функция Channel Sounding разработана для работы с существующей технологией Bluetooth, что означает, что ее можно комбинировать с Bluetooth AoA/AoD для таких приложений, как позиционирование внутри помещений и отслеживание активов.
Ожидается, что функция Channel Sounding, являющаяся стандартизированной функцией Bluetooth, получит широкое применение в новых продуктах BLE, включая SoC и модули позиционирования. Это позволяет разворачивать масштабируемые и надежные системы отслеживания без дополнительных компонентов и аппаратного пространства, одновременно снижая затраты на внедрение и продлевая срок службы аккумулятора.
Целевые приложения Bluetooth 6.0
Спецификация Bluetooth расширяется с каждой новой версией, охватывая всё больше приложений и сценариев. Поскольку мир только начинает изучать новые возможности Bluetooth 6.0, мы находимся на ранних этапах разработки приложений для зондирования каналов. В ближайшие годы появятся инновационные варианты использования. Ниже перечислены основные приложения, основанные на сервисах определения местоположения.
Найти мои решения
Одно из самых интересных потребительских приложений — «Find My Solutions». Оно позволяет использовать различные персональные метки для поиска ценных вещей, таких как кошельки, рюкзаки, телефоны, багаж, ключи и даже домашних животных. Сантиметровая точность Channel Sounding позволяет пользователям находить потерянные вещи гораздо точнее, чем можно было бы подумать.
Что ещё важнее, практически любое устройство Bluetooth LE с совместимыми чипсетами теперь можно отслеживать с высокой точностью без необходимости использования дополнительного оборудования. В то время как технология «Precise Finding» от Apple использовала технологию UWB в iPhone 11 и более новых моделях для точного определения местоположения меток AirTags или зарядных чехлов AirPods, Bluetooth 6.0 не только повышает точность отслеживания для этих устройств, но и обеспечивает аналогичную точность позиционирования для устройств без поддержки UWB.
Активы Tмучительный
По сравнению с предыдущими решениями технология Bluetooth Channel Sounding значительно повышает эффективность отслеживания объектов внутри помещений, одновременно снижая сложность развертывания.
В больницах персоналу гораздо проще отслеживать дорогостоящее оборудование, такое как электрокардиографы и инфузионные насосы. Разместите Bluetooth-метки Channel Sounding на инструментах, прицепах или оборудовании на загруженных складах или строительных площадках, и вы будете уведомлены о перемещении имущества за пределы обозначенных мест. Channel Sounding в сочетании с электронными ценниками облегчает поиск товаров в крупных торговых центрах и торговых центрах. В местах с большим потоком людей (например, в аэропортах, на вокзалах) эта функция обеспечивает четкую навигацию и помогает определить, к каким выходам на посадку вы направляетесь, упрощая маршрут.
Digital Kглаза и Aступа Контролировать
Технология Channel Sounding эффективна в системах цифровых ключей, сочетая повышенную безопасность с точным позиционированием. В сочетании с технологиями AoA и AoD она значительно улучшает работу датчиков приближения в таких приложениях, как интеллектуальные замки. В то время как AoA и AoD определяют относительное положение, Channel Sounding измеряет расстояние — это сочетание идеально подходит для устройств безопасного доступа.
Стандартизированная функция Channel Sounding позволяет Bluetooth-устройствам сообщать своё точное местоположение авторизованным устройствам без использования сверхширокополосных чипов (UWB). С ростом популярности Bluetooth в устройствах Интернета вещей мы вскоре получим мощную сеть, способную определить местоположение практически чего угодно и где угодно.
Bluetooth 6.0 против UWB для высокоточного позиционирования
Технологии высокоточного позиционирования становятся всё более разнообразными, и на рынке представлено множество вариантов. Речь уже не только о сверхширокополосной связи (UWB) — функция зондирования каналов Bluetooth 6.0 открывает новые возможности в области позиционирования. Судя по вышеперечисленным приложениям, UWB и зондирование каналов имеют некоторое сходство. В чём же различия?
Точность Производительность
По данным Bluetooth SIG, технология Channel Sounding обеспечивает точность до сантиметра на значительных расстояниях. Обе технологии позволяют достичь точности менее 10 см на расстоянии до 150 метров, что делает Channel Sounding привлекательной альтернативой UWB-точной дальнометрии. Что ещё важнее, учитывая высокую стоимость и сложность UWB, позиционирование по Bluetooth удовлетворяет большинству потребностей в отслеживании объектов.
Кроме того, следует отметить, что современные технологии UWB в сочетании с ToF могут обеспечивать точность до сантиметров, а иногда и долей сантиметра. Для приложений, требующих такой точности, UWB просто необходим.
Энергоэффективность
Энергоэффективность Bluetooth общеизвестна, особенно в режиме низкого энергопотребления (BLE), и это справедливо и для Bluetooth 6.0. Хотя UWB-чипы оптимизируются для снижения энергопотребления, в среднем они потребляют больше энергии, чем Bluetooth, особенно при непрерывной связи или отслеживании.
Внедрение на рынок и экосистема
Учитывая огромную экосистему Bluetooth, с объёмом поставок около 5 миллиардов устройств в год, эта технология, безусловно, имеет огромное преимущество на старте. Внедрение технологии позволит ускорить интеграцию зондирования каналов в различные приложения. Сверхширокополосные чипы (UWB) становятся всё более доступными в устройствах высокого класса, но по-прежнему рассматриваются как дополнение, а не альтернатива Bluetooth.
Являясь стандартизированной функцией, Channel Sounding не пытается заменить UWB, а, напротив, дополняет существующие решения по позиционированию точностью на уровне сантиметров и повышенной безопасностью, особенно по сравнению с позиционированием Bluetooth на основе RSSI и пеленгации.
Когда мы увидим Bluetooth 6.0?
Внедрение Bluetooth 6.0 уже началось, и одним из первых чипов с поддержкой нового стандарта стал Snapdragon 8 Elite от Qualcomm. Серия iPhone 16 по-прежнему использует Bluetooth 5.3, но будущая серия iPhone 17, вероятно, перейдёт на Bluetooth 6.0. В начале 2025 года может появиться первая волна аксессуаров с Bluetooth 6.0, включая наушники, фитнес-трекеры и устройства для отслеживания активности.
В MOKOSmart мы не просто наблюдаем за революцией Bluetooth 6.0 — мы её создаём. Модуль MK19 nRF54L15 поддерживает новый стандарт Bluetooth 6.0. Как Bluetooth-маяк Производители, мы с нетерпением ждем инновационных приложений, особенно в сфере Интернета вещей и Индустрии 4.0. По мере расширения экспериментальных проектов, всё больше компаний, вероятно, будут внедрять решения для отслеживания на основе Bluetooth.
