爱游戏-蓝牙技术支持精确定位

[导读]假如家居装备经由过程智妙手机平安正确地知道人在家中或建筑中的位置，这一切都能实现。信道探测手艺不但能晋升糊口的便当性，还能用在高效的能源治理。以恩智浦在“国际嵌入式年夜会”上展现的信道探测演示为例，空调可以或许利用通道探测手艺主动开启或封闭。跟着将来几代BLE尺度的推出，这类基在信道探测的定位功能有望变得像蓝牙手艺一样普和。 想象一下，步入客堂时，手机马上显示出房间的灯光、温度和电视设置。而分开客堂进入卧室，手机也会主动显示卧室的智能装备设置。 假如家居装备经由过程智妙手机平安正确地知道人在家中或建筑中的位置，这一切都能实现。信道探测手艺不但能晋升糊口的便当性，还能用在高效的能源治理。以恩智浦在“国际嵌入式年夜会”上展现的信道探测演示为例，空调可以或许利用通道探测手艺主动开启或封闭。跟着将来几代BLE尺度的推出，这类基在信道探测的定位功能有望变得像蓝牙手艺一样普和。 测距并不是新兴手艺 操纵蓝牙手艺进行距离丈量并不是新概念，为此已开辟了多种手艺。蓝牙尺度问世不久，便采取了领受旌旗灯号强度(RSSI)来进行初步的距离估算(见图1)。虽然RSSI操作简洁，且遭到浩繁蓝牙装备撑持，但它在正确性和平安性方面存在较着的局限。经由过程利用多个天线和达到角/分开角(AoA/AoD)手艺，提高了RSSI的丈量精度(如图2所示)，但这并未降服其平安性问题。AoA/AoD手艺要求天线设计和结构极其切确，这不但增添了本钱，也加年夜了制造难度。产物中天线的位置公役必需节制得很是严酷，不然任何细小的误差城市影响丈量精度。另外，RSSI、AoA和AoD的旌旗灯号强度丈量都可能遭到墙壁和物体反射旌旗灯号的干扰。正由于这些方式的限制，蓝牙SIG最先摸索一种名为信道探测的替换手艺。 图1——领受旌旗灯号强度(RSSI)利用领受旌旗灯号的强度来估量距离 图2——达到角/分开角利用天线阵列来估量距离 在利用RSSI、AoA和AoD手艺进行距离丈量时，极易蒙受“中心人”进犯。这些手艺仅经由过程旌旗灯号强度来揣度距离，是以，假如有进犯者可以或许报酬地加强旌旗灯号，领受装备就会检测到更强的旌旗灯号并据此判定方针更近。如图3所示。这类缝隙在门锁等利用中尤其严重，由于进犯者可能会在终究用户接近门锁之前就将其解锁。例如，在贸易楼宇中，员工在泊车场停车时，进犯者就有可能乘隙潜入该楼宇。 图3——进犯者加强发射器旌旗灯号的“中心人”进犯 将信道探测利用到现实中。领会有关恩智浦首款带蓝牙信道探测功能的微节制器MCX W72的详情。 改良后的测距方式 信道探测手艺将成为利用BLE进行距离估量的平安且正确的新尺度。它奇妙地将飞翔时候(ToF)和来回相位(RTP)两种测距手艺融入到尺度的BLE数据传输中，如图4所示。具体来讲，启动器起首发送ToF数据包给反射器，反射器领受后答复一个带有领受时候标识表记标帜的ToF数据包。经由过程这类体例，操纵光速，启动器可以或许获得一个平安、年夜致的距离估量。随后，启动器会发送一系列声音旌旗灯号至反射器，反射器再将这些声音旌旗灯号返回。经由过程阐发这些旌旗灯号的相位转变，可以实现更加切确的距离丈量。连系这两种手艺，信道探测可以或许在露天情况下到达±0.5米的切确度，为两个BLE装备之间的距离丈量供给了一种既平安又正确的方式。 信道探测也年夜年夜提高了平安性，可以或许有用避免利用现有手艺的“中心人”进犯风险。这是经由过程在距离估量中利用加密的、带时候戳的数据包来实现的，进犯者没法复制这些数据包。同时，信道探测经由过程比力ToF和RTP的丈量成果来确保一致性。在这些手艺的加持下，通道探测为壮大的平安性奠基了坚实的根本。 图4——通道探测法式方式 信道探测将为蓝牙定位带来很多优势，包罗恩智浦在内的很多硅片供给商已最先为他们的芯片组供给信道探测功能的撑持。启动器和反射器装备都需要具有信道探测功能，跟着智妙手机敏捷集成探测功能，该功能估计将敏捷普和，成为尺度设置装备摆设。 恩智浦助力实行信道探测手艺 ToF和RTP距离估量算法计较量年夜，很轻易使尺度蓝牙MCU的内核处置能力到达极限。为了帮忙开辟人员更快地将具有“定位”功能的产物推向市场，新发布的MCX W72无线MCU系列供给了对最新蓝牙信道探测尺度的撑持。MCX W72系列内置了一个定位计较引擎，有用下降了距离估量算法对机能的影响和响应时候。MCX W72是一款平安、矫捷、稳健的多和谈无线MCU系列，撑持Matter with Thread、Zigbee和BLE，合用在楼宇主动化、智能家居和其他无线互联装备。MCX W72的周全功能集，包罗其定位计较引擎，展现在图3中。 图5——带有定位计较引擎(LCE)的MCX W72布局框图 为立异搭建平台 蓝牙信道探测手艺的引入，凭仗其出色的平安性和切确度，为浩繁立异的工业和物联网利用敞开了新的年夜门，特殊是当与超宽带(UWB)等进步前辈手艺连系利用时。UWB手艺经由过程在宽频段上发送短脉冲旌旗灯号，实现了短距离内的平安且切确的距离丈量，精度凡是可达厘米级。这两种手艺的连系极年夜地晋升了用户体验。例如，在汽车范畴，蓝牙信道探测可用在平安且正确地进行较长距离的粗略测距，而当用户接近汽车时，则切换至UWB射频单位以实现更邃密的定位。这类方式可使UWB射频单位连结更长的断电时候，从而节流汽车和用户智妙手机的电力。Aliro智能门锁尺度的推出，将蓝牙RSSI测距手艺与UWB相连系，为蓝牙信道探测的将来立异奠基了坚实的根本。恩智浦的Trimension 系列连系了超宽带(UWB)平安雷达和邃密测距功能，与新推出的MCX W72无线微节制器一路，组成了一个完全的定位设计平台。 蓝牙信道探测开启了蓝牙和定位手艺使人兴奋的新篇章。跟着主流智妙手机芯片组供给商纷纭公布撑持信道探测，我们很快就会看到配备了这一手艺的新款智妙手机，它们将可以或许平安且正确地丈量距离。这一手艺的利用前景广漠，门锁和车钥匙仅仅是最先，将来将有更多立异的物联网利用降生。 Charlie Ice 恩智浦半导体无线产物市场营销 Charlie Ice负责恩智浦无线产物市场营销，专注在公司的无线MCU。他具有跨越十年在科技范畴的产物治理经验，在2022年插手恩智浦。他在微节制器、数字机电与电源节制，和测试与丈量装备方面具有丰硕的常识。在插手恩智浦之前，Charlie在Silicon Labs负责汽车隔离产物的治理工作。他具有莱斯年夜学电气工程硕士和理学学士学位。

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