蓝牙信道探测开启距离感知技术新篇章

描述

蓝牙信道探测

当前,蓝牙信道探测(Bluetooth Channel Sounding)虽然仍处于早期应用阶段,但随着蓝牙技术在平台设备和联网设备中的广泛应用,消费、企业和工业领域的距离感知市场需求正迎来爆发式增长。据预测,仅2029年就将有近80亿台蓝牙设备投入使用,这一庞大市场规模为距离感知技术的普及提供了广阔空间。

蓝牙信道探测能够满足广泛的精密测距需求,同时具备部署简便、成本低廉的优势。其厘米级的高精度测距能力,还有望为支持低功耗蓝牙的设备带来创新功能,包括人机接口设备(Human-interface devices, HID)、接近交互和自动化,以及人机界面(Human Machine Interface, HMI)等。

防丢解决方案

自2010年低功耗蓝牙 (Bluetooth LE)问世以来,从定位技术的角度来看,最引人注目的应用之一就是电池供电的个人物品追踪器。用户可以将专用标签附着或嵌入各种个人物品中,例如钱包、背包、自行车、手机和平板电脑保护套、行李箱、钥匙、乐器箱、宠物以及其他贵重或具有纪念意义的物品。借助蓝牙信道探测,用户可以更精确地判断自己是否正在接近或远离丢失的物品,精度可达厘米级。这不仅提升了用户体验,还使寻找遗失物品变得更加简单、直观和快捷。

随着蓝牙信道探测的出现,几乎所有配备兼容芯片组的低功耗蓝牙设备都可以被更精确地追踪,同时无需额外嵌入专用标签。例如,支持低功耗蓝牙的遥控器、音频设备、联网玩具和游戏机控制器等设备,无需额外硬件即可实现更强大的距离感知功能。

当前,越来越多的蓝牙平台设备集成“防丢”功能,支持蓝牙信道探测的联网设备将大幅扩展“防丢”和“设备防丢”网络的规模与精度,从而形成一个庞大的蓝牙“设备防丢”网络,让用户更容易找到丢失的物品。

数字钥匙解决方案

基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator, RSSI)的低功耗蓝牙数字钥匙解决方案已被广泛应用。支持低功耗蓝牙的手环和手机钥匙解决方案可用于锁定和解锁房门、大门、车库、自行车锁、保险箱、橱柜和抽屉锁等设备。蓝牙信道探测提供了额外的保护层,能够有效防止中间人(man-in-the-middle,MITM)攻击,解决了数字钥匙和门禁控制解决方案采用蓝牙技术时的一个关键问题,同时还能为大多数部署场景提供足够的精度和低延迟。

目前,多协议门禁控制解决方案发展势头强劲,尤其是在汽车领域。车联网联盟(Car Connectivity Consortium)及其数字钥匙3.0规范结合了UWB、低功耗蓝牙和近场通信(NFC)技术。中国的智慧车联开放联盟(ICCOA)和智慧车联产业生态联盟(ICCE)等组织也在研究类似车联网联盟的方案,结合UWB、低功耗蓝牙和NFC技术。

资产追踪

蓝牙信道探测技术可以提升室内资产追踪应用的性能和安全性,同时降低部署的复杂性。在医院等企业环境中,工作人员可以利用智能手机更方便地追踪贵重设备,从而提高工作效率并防止重要资产丢失。

在零售环境中,贵重设备可以配备专用的蓝牙信道探测标签,当它们被移出指定区域时便会发出警报。在仓库或建筑工地,工作人员无需安装带有多个定位器的复杂实时定位系统基础设施,即可追踪支持蓝牙信道探测的工具。

人机接口设备

借助厘米级测距功能,各种外围设备和配件能够准确确定其与智能手机、PC、平板电脑和智能电视等平台设备的相对位置。鼠标、键盘和控制器等设备可以在接近或远离源PC时自动切换激活和非激活状态。例如,当用户拿起笔记本电脑使用时,一旦笔记本电脑离开从预先设定的距离,激活的无线键盘或鼠标就会转为非激活状态。同样,当用户将游戏控制器放在笔记本电脑旁边时,控制器可以自动激活。这不仅提升了终端用户的体验,还能延长设备的电池续航时间。

接近交互和自动化

蓝牙信道探测的另一个潜在应用是让平台设备能够检测与终端用户智能手机或智能手表的接近程度,并在用户进入或离开一定范围时自动锁定或解锁屏幕。例如,佩戴支持蓝牙信道探测的智能手表的用户接近电脑时,电脑可以自动解锁,并在用户离开一定距离后自动锁定。该功能还可以检测电脑使用者的身份并切换到其登录配置文件。

蓝牙信道探测技术还可以支持基于近距离/地理围栏(Proximity/Geofencing-Based )的自动化。例如,将智能手机靠近家用电器时,可以自动弹出相关控制面板,而无需在设备上搜索已安装的应用程序。与门锁类似,照明、音频设备和恒温器等设备也可以根据用户在不同房间的位置做出响应,从而根据用户的偏好对环境进行个性化设定。

在医院,工作人员可以在探视病人时通过设备自动访问病人的记录,还可以设置使用限制,防止未经授权的用户与资产、装置或设备进行交互,除非设备附近有持有正确凭证的人员。其他贵重资产在突然被移出预定位置时,也会触发警报,从而防止失窃。这些解决方案可以与基于RSSI和到达角/出发角(AoA/AoD)的资产追踪应用相结合,帮助追踪数百甚至数千个资产。

此外,蓝牙信道探测还可以与寻向等技术结合,进一步提升资产追踪平台的精度和安全性。

人机界面

在某些用例中,蓝牙信道探测技术可以通过确保用户与设备保持安全距离来增强人员安全性。例如,在商业和工业环境中操作机器人、机械、设备和工具的人机界面(HMI)都可以受益于蓝牙信道探测技术,其精度远高于基于RSSI的解决方案,能够确保用户与设备保持安全操作所需的距离。

未来用例

信道探测其他潜在的未来用例可能包括设备的自我优化和配置,例如蓝牙智能照明,以帮助优化系统性能。随着低功耗蓝牙在智能手机和其他平台中的普及,ABI Research预计,随着蓝牙信道探测技术在未来几年的加速推广,将会涌现出许多新的用例。

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