可穿戴技術(shù)在拉斯維加斯 2014 年國(guó)際消費(fèi)電子展上大放異彩。醫(yī)療保健、運(yùn)動(dòng)健身、游戲乃至?xí)r尚等多個(gè)行業(yè)展示了下一代概念，這些概念或許會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?amp;ldquo;真正”的產(chǎn)品。這一市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)在未來(lái)幾年中迎來(lái)爆炸式增長(zhǎng)，潛在價(jià)值達(dá) 500 億美元。

　　“挖掘可穿戴技術(shù)領(lǐng)域的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。我覺(jué)得，將有成百上千家企業(yè)插足這一市場(chǎng)空間。”Apple 首席執(zhí)行官 Tim Cook

　　若要洞察可穿戴技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，或許可以去看看各式各樣的藍(lán)牙軟件堆棧供應(yīng)商，他們正在這些產(chǎn)品與智能手機(jī)之間搭建銜接橋梁。我聯(lián)系到了嵌入式軟件商店中的一家供應(yīng)商——SEARAN，與他們的首席執(zhí)行官 Arkady Pittel談了談。

　　Will Tu (WT)：最初，手機(jī)與無(wú)線耳機(jī)和車載免提系統(tǒng)的配對(duì)使得藍(lán)牙技術(shù)逐漸流行。它現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)化了許多 – 那么，是什么讓藍(lán)牙現(xiàn)在這么風(fēng)行，您認(rèn)為藍(lán)牙技術(shù)未來(lái)會(huì)走向何方？

　　Arkady Pittel (AP)：最初，藍(lán)牙技術(shù)是為在分散網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中工作而設(shè)計(jì)的。如果現(xiàn)實(shí)世界中不可行，它在很大程度上就不是很實(shí)用。藍(lán)牙應(yīng)用最終變得更加簡(jiǎn)單化，大多數(shù)使用情形中要求一個(gè)作為服務(wù)器的主機(jī)（智能手機(jī)）和多個(gè)（最多 7 個(gè)）從設(shè)備（客戶端）之間進(jìn)行通信。雖然有些應(yīng)用（如音頻流）需要高達(dá) 1Mbps 或以上的高數(shù)據(jù)速率，其他應(yīng)用僅要求偶爾每秒傳送幾個(gè)字節(jié)。此類應(yīng)用見(jiàn)于各式各樣的傳感器，它們要求以紐扣電池供電工作數(shù)月時(shí)間。這樣的需求催生了架構(gòu)特性稍有不同的低功耗藍(lán)牙技術(shù) (BLE)。主要區(qū)別為：

　　·BLE 使用較寬的頻道（2MHz 40 個(gè)頻道，而藍(lán)牙為個(gè)頻道），而且吞吐量較低（1Mbit/s，BR/EDR 則為2/3Mbit/s）

　　·BLE 具有三個(gè)專用廣告頻道（利用較少的功率建立連接）

　　·BLE 在連接行為上接近于始終嗅探（原始藍(lán)牙）連接，最低延遲為，而為0.625ms。

　　·BLE 的安全性更差一些，容易受到被動(dòng)式竊取攻擊

　　我曾試著尋找一份能展示 BLE 和 BR/EDR之間主要特征的綜合表格，在維基百科中找到了下面這張表格。我當(dāng)然有一些評(píng)論（見(jiàn)下文），而且相信其他藍(lán)牙開(kāi)發(fā)人員對(duì)這一表格也有一些疑慮，但它至少展示了一些關(guān)鍵要點(diǎn)。

　　** SEARAN 評(píng)論

　　根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，使用嵌入式平臺(tái)和藍(lán)牙無(wú)線電控制器時(shí)實(shí)際數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到

　　1.5Mbps（藍(lán)牙）和大約。iOS 甚至進(jìn)一步限制了吞吐量，即使用時(shí)大約為。

　　至于數(shù)據(jù)覆蓋范圍，BR/EDR

　　2 類為類為，開(kāi)放空間中實(shí)際為

　　現(xiàn)在中允許分散網(wǎng)絡(luò)，但市面上的大多數(shù)控制器目前尚不支持

　　正如您所看到的，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員的角度而言，BR/EDR 和 BLE 的主要差別在于數(shù)據(jù)速率和覆蓋范圍，當(dāng)然電池壽命也是。

　　在審視應(yīng)用時(shí)，需要考慮所有主要的參數(shù)、數(shù)據(jù)吞吐量、距離限制和功耗。如果希望在 10 到 30 米范圍內(nèi)進(jìn)行連接并且數(shù)據(jù)吞吐量最高為1.5Mbps，那么典型藍(lán)牙將是完美選擇。BLE 則是另一碼事，其數(shù)據(jù)速率要低得多。

　　功耗可能是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，使用 BLE 時(shí)最多可低 100 多倍。但要注意的是，使用適當(dāng)工作周期和較低處理器頻率的嗅探模式時(shí)，功耗可以降低，在一些處理器上甚至能以紐扣電池供電。

　　從軟件開(kāi)發(fā)者的角度看，使用 BLE 還有許多優(yōu)點(diǎn)，除非安全性非常重要。芯片制造商可以提供單一模式 BLE 堆棧（無(wú)典型藍(lán)牙）和一些特定配置文件。然而，當(dāng)開(kāi)發(fā)人員需要混合使用 BLE 和典型藍(lán)牙這兩種技術(shù)時(shí)（稱為“雙模”），工程師就需要使用來(lái)自SEARAN 等第三方開(kāi)發(fā)商的軟件堆棧?？蛻暨€需要認(rèn)識(shí)到，為了讓單一 BLE 芯片價(jià)格低并且功耗小，一些制造商選用了 RAM 很少的微小控制器，因此數(shù)據(jù)吞吐量受到限制；例如，德州儀器的 CC254X 為 1.5KB/s。

　　基本要求是，開(kāi)發(fā)人員需要清楚他們要實(shí)施的使用情形。他們需要仔細(xì)選擇使用藍(lán)牙或 BLE（或者兩者兼用），以適合包括可穿戴設(shè)備在內(nèi)的大量應(yīng)用。

　　另一考量因素是與 Apple 設(shè)備的連接。如果覺(jué)得使用 BLE 時(shí)剛過(guò) 30kbps這樣的數(shù)據(jù)速率不夠，并且需要通過(guò) RFCOMM連接來(lái)加快速度，那么您需要使用 Apple 專用的 iAP 協(xié)議和認(rèn)證芯片。您還需要成為 MFI 會(huì)員，并向 Apple 支付會(huì)費(fèi)。從技術(shù)角度而言，您需要考慮這一事實(shí)，即通過(guò) iAP 與 iOS 設(shè)備連接時(shí)數(shù)據(jù)吞吐量要稍稍低于使用 SPP 時(shí)。

　　這兩種技術(shù)都很成熟。而且毫不含糊地說(shuō)，藍(lán)牙和最近的低功耗藍(lán)牙 (BLE) 已經(jīng)成為幾乎所有智能手機(jī)和平板電腦上用于鄰近感應(yīng)和適度數(shù)據(jù)吞吐量無(wú)線通信的一項(xiàng)標(biāo)配功能。藍(lán)牙在智能手機(jī)上的激增是可穿戴設(shè)備等全新無(wú)線應(yīng)用身后最大也最為重要的推動(dòng)因素。

　　藍(lán)牙發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)是它能夠“省掉線纜”。這是消費(fèi)者以及許多不同行業(yè)（如健康和醫(yī)療）中的一大推動(dòng)力。省掉傳感器等外圍設(shè)備的線纜，替換為與連入互聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)設(shè)備直接無(wú)線連接。這里，您可以看到藍(lán)牙可以借助主機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”。

　　無(wú)線音頻是“省掉線纜”的另一個(gè)例子。藍(lán)牙為市場(chǎng)帶來(lái)的不僅僅是單一藍(lán)牙揚(yáng)聲器或者多無(wú)線揚(yáng)聲器，而且使得用戶能夠從與同一揚(yáng)聲器系統(tǒng)連接并同步工作的許多手持設(shè)備（手機(jī)和平板電腦）控制音頻流。

　　正 如您所指出的，市面上已有各式各樣的新型可穿戴設(shè)備。例如，智能手表能夠向用戶通知語(yǔ)音、信息和其他信號(hào)，并將反饋提供到手機(jī)上；健康手環(huán)可以幫助計(jì)算運(yùn) 動(dòng)量和燃燒的卡路里；還有智能珠寶、無(wú)線信用卡和徽章、衣服、帶攝像頭的智能眼鏡、包含完整計(jì)算機(jī)的眼鏡鏡框，以及許多其他可穿戴傳感器和設(shè)備。

　　盡管藍(lán)牙和 BLE 是智能手機(jī)和其他消費(fèi)型設(shè)備上唯一可用的中短距離無(wú)線技術(shù)，但 ZigBee和 ANT 等其他無(wú)線技術(shù)也在努力加入到競(jìng)爭(zhēng)中來(lái)。低功耗能力加上不存在每個(gè)微微網(wǎng)七個(gè)設(shè)備的限制，使得它們很有吸引力。然而，它們大多應(yīng)用于主機(jī)設(shè)備為專有特殊設(shè)備的場(chǎng)景中，例如健康訓(xùn)練機(jī)器或者工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)等。就目前而言，ZigBee 和 ANT 技術(shù)滲入到手機(jī)的嘗試已經(jīng)失敗。

　　WT：貴公司在藍(lán)牙上最成功的方面是什么？可以分享一些成功案例嗎？

　　AP：這里涉及到兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)關(guān)于SEARAN 這家公司和產(chǎn)品，另一個(gè)則關(guān)于我們?nèi)谌氲綗o(wú)線產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的嵌入式堆棧技術(shù)。

　　如果您問(wèn)起我們的產(chǎn)品和公司，那么我們的最大的成功在于那些希望在擁有極少資源供無(wú)線連接使用的最小、最廉價(jià)處理器上實(shí)施 BR/EDR或雙模

　　(BR/EDR+BLE) 的客戶。同樣也在于那些嘗試在現(xiàn)有產(chǎn)品上加裝藍(lán)牙功能的客戶?？蛻舭l(fā)現(xiàn)，我們的堆棧是市面上最小的，使用 SPP 配置文件時(shí)存儲(chǔ)器占用僅為 3KB

　　RAM 和 40KB 閃存。他們還發(fā)現(xiàn)，我們的堆棧 API 非常簡(jiǎn)單直觀。我們的定價(jià)也非常實(shí)惠，而且我們擁有響應(yīng)快速的支持服務(wù)。

　　如果您指的是技術(shù)，那么我或許應(yīng)該沿著典型藍(lán)牙及雙模和單一模式 BLE 之間的技術(shù)分割畫一條線。雖然我們的客戶對(duì)與前者相關(guān)的所有應(yīng)用感興趣，但僅含 BLE 的應(yīng)用中大多采用自帶堆棧的單一 BLE 芯片。其中一部分可穿戴設(shè)備，尤其是不需要傳輸大量數(shù)據(jù)而僅發(fā)送數(shù)據(jù)（無(wú)語(yǔ)音和消息）的設(shè)備，使用的是 BLE 芯片附帶的 BLE 堆棧。在這些情況下，單一 BLE 堆棧已經(jīng)足夠，客戶不需要嵌入式堆棧。在大多數(shù)情形中，芯片制造商提供的堆棧就能夠滿足他們的需求。但是，如果可穿戴設(shè)備需要更高的數(shù)據(jù)速率，發(fā)送或接收語(yǔ)音、音頻或 BLE 無(wú)法勝任的其他信號(hào)，那么客戶將需要雙模堆棧。另外，如果可穿戴設(shè)備需要與沒(méi)有 BLE 的舊款設(shè)備通信，或者像

　　Android 那樣擁有 BLE 但沒(méi)有為開(kāi)發(fā)打開(kāi)，那就需要嵌入式雙模堆棧。

　　我們擅長(zhǎng)的另一個(gè)領(lǐng)域是幫助客戶優(yōu)化處理器利用率來(lái)獲得最大性能。我們可以幫助客戶細(xì)調(diào)其應(yīng)用，從而達(dá)到最大效率。下圖顯示了使用STMicroelectronics的

　　Cortex-M3 處理器 STM32F103ZE 和 CSR的CSR8811？ 雙模藍(lán)牙控制器時(shí)，不同 RFCOMM緩沖大小和緩沖數(shù)量之間的性能差別。

　　WT：或許更好的問(wèn)題是，您最喜歡的藍(lán)牙可穿戴產(chǎn)品是什么？

　　AP：我最喜歡的可穿戴產(chǎn)品是我們前幾年開(kāi)發(fā)的無(wú)線藍(lán)牙電子筆，它可以在任何表面上書寫，然后通過(guò)藍(lán)牙將手寫或繪畫數(shù)據(jù)即時(shí)發(fā)送到手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)?？上У氖牵摦a(chǎn)品未能面市，而那完全是另一碼事了。不過(guò)，我們因此也開(kāi)發(fā)出了存儲(chǔ)器空間占用最小的真正嵌入式藍(lán)牙堆棧。dotstack？對(duì)許多需要讓設(shè)備尺寸更小、價(jià)格更低的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師而言很有吸引力。

　　在我看來(lái)，有一些應(yīng)用的前景非常廣闊。佩戴一個(gè)健康無(wú)線手環(huán)或智能手表非常自然，而且有許多用戶千方百計(jì)想要降低卡路里和減脂減重。在衣服上飾以 LED 可以是非常有趣的應(yīng)用，而且您也必須要穿衣服嘛。我可以告訴您的是，Erogear 這家 SEARAN 客戶對(duì)這一概念有一個(gè)非常有趣的實(shí)施。

　　WT：為何選擇從第三方購(gòu)買藍(lán)牙堆棧，而不是自己編寫？

　　AP：有諸多因素需要考慮。當(dāng)然，一個(gè)強(qiáng)大的軟件工程師團(tuán)隊(duì)可以編寫藍(lán)牙堆棧。問(wèn)題在于愿意投入的時(shí)間和資源有多少。整個(gè)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)下面這些步驟：

　　創(chuàng)建藍(lán)牙堆棧本身，以及各種配置文件。

　　將這些配置文件集成到各種嵌入式平臺(tái)，編寫嵌入式代碼示例，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行壓力測(cè)試和其他測(cè)試。

　　在產(chǎn)品可被稱為支持藍(lán)牙之前，它必須滿足所有

　　Bluetooth SIG 規(guī)范要求，利用其 PTS 測(cè)試套件進(jìn)行

　　Bluetooth SIG 測(cè)試，還必須要向 Bluetooth SIG 支付 QDID 費(fèi)用。

　　BR/EDR 和 BLE 在不斷發(fā)展。規(guī)格更改要求持續(xù)升級(jí)到最新版本和功能。

　　必須重復(fù)進(jìn)行互操作性測(cè)試和壓力測(cè)試。

　　簡(jiǎn)而言之，這就是嵌入式堆棧開(kāi)發(fā)與支持的大致面貌。

　　如果您將所有這些考慮在內(nèi)，再加上 SPP 這樣的基本配置文件也需要編寫數(shù)萬(wàn)行代碼，進(jìn)行測(cè)試并持續(xù)提供支持，包括許多參數(shù)的變動(dòng)，以及使用的藍(lán)牙功能，那么許多人顯然會(huì)決定選擇一個(gè)由專屬藍(lán)牙開(kāi)發(fā)人員團(tuán)隊(duì)提供支持的良好堆棧。

　　WT：客戶如何著手評(píng)估藍(lán)牙堆棧供應(yīng)商？客戶在購(gòu)買之前應(yīng)該詢問(wèn)的主要問(wèn)題有哪些？

　　AP：首先，客戶需要了解他們真正想要并可從藍(lán)牙獲得的功能是什么。我們花費(fèi)大量時(shí)間了解客戶需求，針對(duì)他們的架構(gòu)提供建議。我們力勸客戶盡快開(kāi)始將藍(lán)牙集成到其產(chǎn)品架構(gòu)中。下面是SEARAN 提供的其中一張表格，其中包含可體現(xiàn)存儲(chǔ)器參數(shù)和 MIPS 要求的一組配置文件。當(dāng)然，還有許多其他設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)需要考慮。

　　正如這張表格所示，我們的 RAM 和 閃存占用大小允許將藍(lán)牙解決方案集成到尺寸很小、價(jià)格很低的處理器中，為應(yīng)用程序代碼釋放寶貴的空間和資源。我們?cè)诿恳徊襟E上為客戶提供幫助，與我們合作 并聽(tīng)取我們建議的客戶至少在各個(gè)項(xiàng)目的藍(lán)牙方面取得了成功。不幸的是，許多時(shí)候我們會(huì)碰到這樣的客戶，他們已經(jīng)根據(jù)一些草率的建議開(kāi)發(fā)了硬件，然后開(kāi)始根 據(jù)一套它們硬件不能支持的配置文件和功能尋找藍(lán)牙堆棧。

　　在了解到所需的配置文件和功能后，客戶就會(huì)希望了解嵌入式堆棧藍(lán)牙供應(yīng)商之間的基本區(qū)別：對(duì)他們所選處理器的存儲(chǔ)器占用、不同藍(lán)牙控制器的具體信息、使用 RTOS 還是專有調(diào)度程序（非 RTOS），以及不同配置文件和應(yīng)用程序的 MIPS 要求。我們首先詢問(wèn)客戶非常具體的問(wèn)題，例如他們產(chǎn)品的數(shù)據(jù)吞吐量、低功耗模式要求、具體音頻編解碼器和架構(gòu)需求，以及對(duì)多連接和多頻道模式的需求等。在評(píng)估過(guò)程中，客戶希望觀看工作演示。我們有不少演示，其中一些可以在我們的演示網(wǎng)站上觀看。

　　WT：藍(lán)牙和 BLE 這兩種已經(jīng)非常成熟的技術(shù)似乎依然在進(jìn)化和演變之中，以滿足新的市場(chǎng)需求。在嵌入式陣線上，如可穿戴設(shè)備中，存儲(chǔ)器資源受到限制，而與SEARAN 這樣的公司合作能夠讓客戶獲得滿足其特定需求的堆棧，而不必包攬一切而付出不必要的存儲(chǔ)器成本。當(dāng)然，像SEARAN 這樣的公司不僅提供軟件，他們也擅長(zhǎng)針對(duì)應(yīng)用優(yōu)化軟件以及選擇正確的硬件。SEARAN 似乎擁有可觀的現(xiàn)成解決方案產(chǎn)品組合，其中有不少基于ARM 處理器，這尤其吸引我們的目光。這可以快速驗(yàn)證藍(lán)牙解決方案，甚至能利用可用的開(kāi)發(fā)套件進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，然后再將它們落實(shí)到您自己的硬件中。