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芯科科技信道探測(cè)解決方案

Silicon Labs ? 來(lái)源:Silicon Labs ? 2024-11-08 15:24 ? 次閱讀
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藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSIG)近期發(fā)布新的藍(lán)牙6.0標(biāo)準(zhǔn),并推出信道探測(cè)(Channel Sounding)技術(shù),可用于從智能門(mén)鎖和門(mén)禁系統(tǒng)到資產(chǎn)追蹤和管理的各個(gè)領(lǐng)域,釋放了物聯(lián)網(wǎng)的真正潛力,并通過(guò)實(shí)現(xiàn)智能和情境感知系統(tǒng)的最高精度距離測(cè)量,創(chuàng)建無(wú)縫的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。本文將概略說(shuō)明信道探測(cè)的基礎(chǔ)概念和新興的應(yīng)用案例,最后還將介紹如何通過(guò)Silicon Labs(芯科科技)的BG2x系列藍(lán)牙SoC和軟件工具來(lái)快速實(shí)現(xiàn)此一新功能。

信道探測(cè)的優(yōu)勢(shì)

信道探測(cè)先前稱(chēng)為高精度距離測(cè)量(HADM),該技術(shù)基于相位測(cè)距(PBR)、往返時(shí)間 (RTT)或兩者并用,精確測(cè)量?jī)膳_(tái)低功耗藍(lán)牙連接設(shè)備之間的距離。

該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連接導(dǎo)向式雙向測(cè)距。

支持設(shè)備之間多達(dá)四個(gè)天線(xiàn)路徑—最大限度地減少多路徑影響,從而提高準(zhǔn)確性。

提供增強(qiáng)的內(nèi)置安全功能,以降低中間人或中繼攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

信道探測(cè)如何運(yùn)作

信道探測(cè)是一種估算兩臺(tái)設(shè)備之間距離的方法,兩臺(tái)設(shè)備分別被指定為啟動(dòng)器和反射器。這兩臺(tái)設(shè)備跨越 72個(gè)RF物理信道交換信息,首先由啟動(dòng)器發(fā)射信息,然后由反射器作出響應(yīng)。這種交替的發(fā)射和接收可實(shí)現(xiàn)精確的距離測(cè)量。該技術(shù)采用相位測(cè)距 (PBR) 或往返時(shí)間 (RTT) 或兩者并用,以在 2.4 GHz 頻譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。該技術(shù)還支持一到四個(gè)天線(xiàn)路徑,以提高測(cè)量準(zhǔn)確性和可靠性。

往返時(shí)間(RTT)

通信信道中的往返時(shí)間 (RTT) 是指信號(hào)從啟動(dòng)器行進(jìn)到反射器并再次返回所需的持續(xù)時(shí)間。通過(guò)評(píng)估飛行時(shí)間(ToF,啟動(dòng)器和反射器之間交換數(shù)據(jù)包所需的時(shí)間),可以估算距離。為此,兩臺(tái)設(shè)備均記錄到達(dá)時(shí)間 (ToA) 和發(fā)射時(shí)間 (ToD)。分析啟動(dòng)器和反射器的 ToA 和 ToD 之間的差異能為實(shí)現(xiàn)可靠的距離計(jì)算提供必要數(shù)據(jù)。而且就安全性而言,由于時(shí)間無(wú)法逆轉(zhuǎn),RTT 也被認(rèn)為是高度安全的。

相位測(cè)距(PBR)

相位測(cè)距 (PBR) 利用 RF 信號(hào)中的相位旋轉(zhuǎn)原理確定距離。在此過(guò)程中,啟動(dòng)器發(fā)送具有特定頻率和振幅信息的信號(hào),反射器則會(huì)在發(fā)送響應(yīng)之前測(cè)量接收到的信號(hào)的相位。通過(guò)比較來(lái)自?xún)膳_(tái)設(shè)備的信號(hào)之間的相位差,可以確定設(shè)備間的相對(duì)距離。PBR 具有顯著的安全優(yōu)勢(shì),較之 RSSI(接收的信號(hào)強(qiáng)度指示)等方法尤其如此。鑒于操作相位信息具有復(fù)雜性,PBR 是較為安全的測(cè)距技術(shù)。

藍(lán)牙信道探測(cè)的目標(biāo)應(yīng)用

第一類(lèi):接近感知

開(kāi)發(fā)低功耗藍(lán)牙設(shè)備,用于安全控制和空間門(mén)禁控制。

地理圍欄:地理圍欄用于通過(guò)限制對(duì)特定預(yù)定義區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)以及跟蹤智能設(shè)備及其移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并增強(qiáng)安全性。信道探測(cè)有助于優(yōu)化地理圍欄應(yīng)用并提高網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性。

門(mén)鎖:智能鎖可以使用智能設(shè)備遠(yuǎn)程進(jìn)行控制,并且僅允許處于指定訪(fǎng)問(wèn)范圍內(nèi)的授權(quán)設(shè)備進(jìn)入。信道探測(cè)可用于提高這些設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性,并有助于提高它們的安全性。

無(wú)線(xiàn)遙控門(mén)鎖:信道探測(cè)可確保只有處在預(yù)定義的系統(tǒng)(例如車(chē)輛)接近范圍內(nèi)的授權(quán)用戶(hù)和設(shè)備才能訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)。

第二類(lèi):定位解決方案

適用于資產(chǎn)管理和個(gè)人物品追蹤等應(yīng)用。很好地融合了精確和便利的優(yōu)勢(shì)。

倉(cāng)庫(kù)管理:倉(cāng)庫(kù)管理包括監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)中的貨物存儲(chǔ);跟蹤貨物移動(dòng)、庫(kù)存控制;以及管理其他運(yùn)營(yíng)和物流。信道探測(cè)可以幫助提高倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的效率并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

寵物追蹤:寵物跟蹤是另一種應(yīng)用,可以使用信道探測(cè)提高位置跟蹤和查找的準(zhǔn)確性,幫助主人隨時(shí)了解寵物的行蹤。

物品追蹤:與其他定位解決方案一樣,信道探測(cè)有助于提高物品跟蹤定位設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。

信道探測(cè)用例

上車(chē)門(mén)禁

信道探測(cè)的一個(gè)主要用例是遙控?zé)o鑰匙上車(chē)。該技術(shù)用于通過(guò)測(cè)距進(jìn)行區(qū)域檢測(cè),驗(yàn)證接近的用戶(hù)并解鎖車(chē)輛。它在數(shù)據(jù)信道之間建立的連接(在本例中,是鑰匙扣或手機(jī)與汽車(chē)上的錨點(diǎn)之間的連接)上使用藍(lán)牙測(cè)距。

室內(nèi)測(cè)距

信道探測(cè)為醫(yī)院、倉(cāng)庫(kù)等設(shè)施提供解決方案,實(shí)現(xiàn)受限訪(fǎng)問(wèn)和資產(chǎn)追蹤。它對(duì)門(mén)口的人員進(jìn)行授權(quán),經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證后允許其進(jìn)入,從而提高安全性。它還可以用于監(jiān)控資產(chǎn),如醫(yī)療設(shè)備或其他高價(jià)值物品。

芯科科技信道探測(cè)解決方案

信道探測(cè)Radio BoardxG24-RB4198A

EFR32xG24 信道探測(cè)無(wú)線(xiàn)電板 xG24-RB4198A 旨在與無(wú)線(xiàn) Pro 套件主板(不包括)配合使用,以支持使用信道探測(cè)進(jìn)行藍(lán)牙 LE 連接距離估計(jì)的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和原型設(shè)計(jì)。該套件包括一塊無(wú)線(xiàn)電板,建議已有主板可用的人士使用。對(duì)于信道探測(cè)應(yīng)用,您需要一個(gè)發(fā)起者和反射者,因此您額外需要一塊無(wú)線(xiàn)電板。

信道探測(cè)Pro Kit (xG24-PK6036A)

EFR32xG24 信道探測(cè) Pro 套件旨在支持使用信道探測(cè)進(jìn)行藍(lán)牙 LE 連接距離估計(jì)的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和原型設(shè)計(jì)。Pro 套件包括兩個(gè)無(wú)線(xiàn) Pro 套件主板、兩個(gè)偶極天線(xiàn)和兩個(gè)無(wú)線(xiàn)電板,可為 EFR32xG24無(wú)線(xiàn) SoC 提供完整的參考設(shè)計(jì)。EFR32xG24 Pro 套件提供開(kāi)發(fā)信道探測(cè)應(yīng)用或其他大容量、可擴(kuò)展 2.4 GHz 無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案所需的所有工具。

EFR32xG24 開(kāi)發(fā)套件

xG24 開(kāi)發(fā)套件是一款緊湊、功能豐富的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該套件為使用信道探測(cè)通過(guò)低功耗藍(lán)牙連接執(zhí)行距離估計(jì)的產(chǎn)品提供了最快的開(kāi)發(fā)和原型設(shè)計(jì)路徑。這個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供雙天線(xiàn)設(shè)計(jì),支持高達(dá) +10dBm 的輸出功率,并支持加速度計(jì)。該平臺(tái)可以通過(guò) USB 連接或鈕扣電池供電。

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原文標(biāo)題:藍(lán)牙6.0信道探測(cè)的創(chuàng)新應(yīng)用案例

文章出處:【微信號(hào):SiliconLabs,微信公眾號(hào):Silicon Labs】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

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