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融入建筑/家居,穿戴设备更添价值

时间:2018-02-18 08:25来源:COMPOTECHChina 作者:任苙萍 点击:
早在 1991 年就展开产品验证业务的百佳泰 (Allion Labs),投注相当多的心力去研究产品发展过程可能遭遇到的问题。对于智慧穿戴市场的看法,百佳泰业务开发总部副总经理邹雅婷认为"安全照护"或许要比常人例行性的健身状态侦测更能引发"must have"的刚性需求,不失为较易着力之处,例如:结合运动传感器 (Motion Sensor) 做老人防跌侦测,若配戴者的起居角度异常,就会推播警示信息。近来为因应物联网 (IoT) 时代繁杂的通信测试需求,百佳泰更耗时一年多、重金打造 IoT 实验场域 (IoT Innovation Center),可模拟许多应用情境所需,提供最实时而到位的服务。
 

照片人物:百佳泰业务开发总部副总经理邹雅婷
 
蓝牙在手机领域具先占优势,可作为联网中枢
百佳泰业务开发总部技术副理高振家表示,蓝牙 (Bluetooth, BT) 经过二十多年发展,功耗已可做到非常低、且天线能与 Wi-Fi 共享,在手机的先占优势是其他短距无线通信难以企及的;而手机又是现代人几乎形影不离的贴身对象,是最亲民的信息载具和区域网控制中枢。蓝牙亦非常适合内建于智慧穿戴,因为多数智慧穿戴并不需要"实时"发送数据,而是相隔固定时间做定点传输、或使用者想观看监测结果时才会将设备信息发送到手机上,可充份发挥蓝牙技术特点。
 
早期 BT 1.0 / 1.1 /1.2 / 2.0+EDR 版本,用户须先开启搜寻模式、将功率推动最大以寻找附近蓝牙设备进行联机,这个动作是最耗电的环节,现已被蓝牙官方宣告废弃 (phased out)。BT 2.1+EDR 始进级为"EIR"(Enhanced Inquiry / Response) 模式,改用一般功率、固定时间自动搜寻,并将找到的设备列表管理、配对,已省下不少功耗;且配对密钥只在联机瞬间产生,断线后就作废,已具资安雏形。高振家回顾,Wi- Fi 802.11g 的出现,让当时只有 3Mbps 传输速度的蓝牙灵机一动、转向 Wi- Fi 阵营靠拢并祭出折衷方案:联机用蓝牙、大数据传输借道 Wi- Fi,因而催生了 BT 3.0 +HS (高速) 规格的问市。
 

照片人物:百佳泰业务开发总部技术副理高振家
 
蓝牙5 统一 BLE 版本,可靠度、扩充性和安全性大增
到了 BT 4.0,即正式揭开低功耗序幕。高振家进一步解释,典型的蓝牙 BR / EDR (蓝牙基本速率/增强数据率) 版本,已广泛用于耳机、扬声器和汽车音信;而低功耗蓝牙 (BLE) 新增网状网络 (Mesh) 能力后,可大规模组网,每个节点 (node) 皆能收、发信息,更有利于拓展音频应用、强化通信质量及实现"一对多传播"(Multicast)。他指出,BLE mesh 尤其适用于不须分秒联机、小量数据传输的智能穿戴及外围产品,例如:室内定位、追踪用的信标 (Beacon) 或运动/健身/健康等监测设备,且在可靠度、扩充性和安全性皆有重大进展。
 
首先,BLE mesh 有"自我修复"(self- healing) 特性,遇有节点故障会自动回报并重新组态;其次,在工业级的效能要求下,节点数可扩充至 1,000 个;再者,相较于同样聚焦短距传输的 ZigBee,BLE 不存在"垃圾桶攻击"(Trash Can Attack) 的致命缺陷,有心人无法藉由复制被废弃的节点骇入、控制整个组网。一旦节点有变动,会自动汰换掉所属网络中、所有成员设备的密钥。原先各家供货商散乱的 mesh 规格,已于 2017 年 7 月汇整、发布为"蓝牙5";具有 8 倍的信息承载量,经由调变可将传输距离扩展 4 倍、速率拉高 2 倍。
 
越接近底层的规范测试,越严苛
顺带一提的是,去年曾传出蓝牙被恶意人侵事件,正是因为 BLE 版本太多,导致堆栈之间产生漏洞、使数据外溢,才让黑客有机可乘;这个资安问题随着蓝牙 5.0 的拍案已获得解决。BLE 用户不须汰换硬件、只要做软件更新,就能享有 mesh 功能。高振家介绍,完整的蓝牙测试须涵盖三大面向:射频 (RF)、协议 (protocol) 和应用描述 (profile)。用一个浅显易懂的比喻就是:先确认彼此的通沟能力、再定义沟通语言的文法、格式,最后是建构有意义的字句并依序执行。
 

图1:蓝牙认证型态 vs. 送测项目
资料来源:百佳泰提供
 
本身也是蓝牙协会授权之"蓝牙质量顾问"(BQC) 的高振家提醒,送测者须决定要验证的部分是终端产品、控制器或主机端的子系统?还是应用端的子系统?因为侧重点各异,且传统蓝牙与低功耗蓝牙的芯片和测试要求大不相同。测试标准由高至低分为 A、B、C、D 四大类,其中,A 是最高级别,须以经过蓝牙协会认证的仪器进行测试;通常越往底层,测试要求越严苛。一般而言,认证有四个步骤:
1. 评估测试范畴并查询哪些组件已有"设计认证码"(QDID),因为有些芯片会由供货商先行送测;
2. 依据产业控制系统 (ICS) 拟妥测试计划,包括一致性 (Conformance) 与互操作性 (interoperability) 测试;
3. 检查与审视送测内容;
4. 至"Bluetooth Launch Studio"(BLS) 认证工具平台进行登录并提交测试报告。
 
OCF 平台为不同连接标准搭桥
"应用广泛"是蓝牙的长处,但也为测试工作带来挑战,模拟测试情境显得格外重要。不过高振家特别说明:蓝牙传输在 IoT 世界,其实隶属于感测、而非网络层,因为它联机时并未指派 IP 地址,无法直接与数字云端链接、实现 IoT"万物皆联网"的宏愿,以共享信息并执行必要动作;各个联网对象若缺乏共通基础,恐无法顺利沟通或会增加转译成本。"开放互连基金会"(OCF) 就是在此背景下诞生的组织,旨在为"网络层协议"定义一个共通的标准架构;有了共同语言,后续文法、词句才不会鸡同鸭讲。
 

图2:OCF通用框架兼容多种无线通信标准
资料来源:百佳泰提供
 
高振家表示,无论底层采用何种数据传输技术,OCF 都能充当翻译官、协助桥接,因此 OCF 测试亦日受重视,同样有"一致性"与"互操作性"两大测试类别;他透露,OCF 任务小组已于今年一月正式启动,预计将在 2019 年第一季颁布测试计划及使用案例;尔后开发者可利用 OCF 平台所提供的各种函式库 (Library) 开发应用程序 (APP),为不同连接规范大开方便之门。百佳泰的优势在于能同时提供多项标准认证,并整合各项认证的优势,从产品开发加强到取得认证的过程中,皆能提供有力协助;在不同产品研发阶段,另有客制化咨询及验证服务,包括:产品质量验证、效能表现、兼容性等。
 
(责任编辑:helen)
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