【流媒體網(wǎng)】摘要：為什么這項(xiàng)技術(shù)還沒有把紅外遙控器淘汰掉呢？答案是，因?yàn)橄M(fèi)類電子公司還未看到射頻是天生取代紅外的技術(shù)。雖然確實(shí)存在有能力取代紅外遙控器的專利射頻技術(shù)，但是與紅外相比，它們?nèi)狈ゲ僮餍?，也缺少第二個(gè)貨源以便形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，而這正是消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商所需要的。
藍(lán)牙無線技術(shù)要深深地感激無所不在的紅外（IR）遙控技術(shù)。紅外遙控器是不起眼的設(shè)備，人人買得起，比起任何其它技術(shù)，它卻更能讓消費(fèi)者認(rèn)識(shí)短距離無線技術(shù)的好處。
當(dāng)紅外遙控器最初在二十世紀(jì)五十年代末問世時(shí)，人們實(shí)際上并不知道，坐在沙發(fā)上，不需要通過電線，就能夠控制消費(fèi)類電子（CE）產(chǎn)品的概念（雖然在幾年前，RCA推出了運(yùn)用超聲波設(shè)計(jì)的遙控器）。然而，到上世紀(jì)末，紅外遙控器變得如此普遍，在一個(gè)家庭里，用上一大堆遙控器，甚至十個(gè)不同的遙控器，已經(jīng)成為司空見慣的事情。
對(duì)于一項(xiàng)技術(shù)來講，能夠生存五十年，是難以置信的很長(zhǎng)時(shí)間。雖然紅外遙控器在發(fā)展，但是基本的技術(shù)是一樣的。這證明了它可靠，簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，并且說明了為什幺絕大多數(shù)消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商仍然仰仗這項(xiàng)歷史悠久的光學(xué)技術(shù)作為他們的產(chǎn)品和客戶之間的連接界面。
在上個(gè)世紀(jì)七十年代和八十年代，用它改變頻道、調(diào)整音量可能足以讓消費(fèi)者心滿意足，在九十年代和本世紀(jì)初，增加了幾項(xiàng)功能，也讓消費(fèi)者感到滿意。但是，今天的紅外遙控器和最新的數(shù)字產(chǎn)品在一起，就顯出了它的局限性。
現(xiàn)在最終用戶在控制任何消費(fèi)類電子（CE）產(chǎn)品時(shí)，期望控制功能的直觀程度很高。可惜的是，多層菜單，“實(shí)況”雙向狀態(tài)顯示（例如，跟蹤播放信息），跟蹤球或搖桿導(dǎo)航的人機(jī)界面設(shè)備（HID）的刷新率，遙控器與受控設(shè)備之間碰巧有一個(gè)物體或者用戶在另一個(gè)房間時(shí)可靠地進(jìn)行操作的能力，這些，都超出紅外遙控器力所能及的范圍。
然而，射頻遙控器能做到這一切，還能做更多的事，那么為什么這項(xiàng)技術(shù)還沒有把紅外遙控器淘汰掉呢？答案是，因?yàn)橄M(fèi)類電子公司還未看到射頻是天生取代紅外的技術(shù)。雖然確實(shí)存在有能力取代紅外遙控器的專利射頻技術(shù)，但是與紅外相比，它們?nèi)狈ゲ僮餍?，也缺少第二個(gè)貨源以便形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，而這正是消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商所需要的。
藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)將改變這一切。配備藍(lán)牙低能耗芯片的遙控器將具備射頻技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，成本略高于紅外遙控器。不過，射頻遙控器增加很多有用的功能，并且具有全面的互操作性，這不止是彌補(bǔ)了略高的成本。到了中期，成本上的差別實(shí)際上會(huì)消失。
此外，藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)將把射頻遙控功能擴(kuò)展到手表、移動(dòng)電話、PDA等等，為最終用戶帶來一系列無所不在的便攜式設(shè)備，用來控制自己的消費(fèi)類電子設(shè)備。
射頻遙控器現(xiàn)狀
在一些專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，射頻已進(jìn)入遙控市場(chǎng)，例如MP3播放器控制器。在這里用戶希望有一種“實(shí)況”菜單，把MP3正在播放的節(jié)目在遙控器上顯示出來，因?yàn)镸P3播放器的顯示器太小，在房間里離得遠(yuǎn)點(diǎn)就看不清。他們還希望能夠深入到存儲(chǔ)內(nèi)容的各個(gè)嵌套文件夾，完全模仿實(shí)際的MP3播放器是怎樣做的。
除了這個(gè)應(yīng)用，射頻沒有得到更多的應(yīng)用，這很奇怪，因?yàn)椋绕鸺t外，射頻有若干與生俱來的優(yōu)點(diǎn)。例如，Nordic半導(dǎo)體的現(xiàn)代超低功耗（ULP）射頻收發(fā)器nRF24L01+，用在遙控器上，用AA或AAA電池供電時(shí)，可以工作幾個(gè)月甚至幾年，它使用全球免牌照的2.4GHz頻段，遙控范圍在10米以上。射頻提供高帶寬的雙向通訊，能夠穿透墻壁和門（然而遙控范圍減少）。與之相比，紅外的遙控范圍有限，只能按視線進(jìn)行操作。盡管紅外遙控器有可能進(jìn)行雙向通信，但遠(yuǎn)不是理想的解決辦法。而且成本迅速上升，還存在光線干擾和數(shù)據(jù)傳輸速率低在性能方面帶來的挑戰(zhàn)。
可惜的是，今天的射頻遙控器的最大缺點(diǎn)的是：無線電通信和協(xié)議是專有的，且只有一家供應(yīng)商。主流消費(fèi)類電子制造商擔(dān)心它的壟斷，他們接受這項(xiàng)技術(shù)的可能性也就蕩然無存。
這并不是說，紅外遙控器本身具有真正的互操作性。例如，它們并沒有堅(jiān)持紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（IrDA）的協(xié)議，這個(gè)協(xié)議通常用于快速通信，例如PDA和移動(dòng)電話之間的快速通信。一個(gè)制造商制造的DVD播放器附帶的遙控器通常不能用來控制另一家公司的電視機(jī)。這就是為什幺大多數(shù)家庭的客廳里，卓上擺著五、六個(gè)遙控器。
然而，現(xiàn)在有所謂“通用”紅外遙控器。這些遙控器經(jīng)過“訓(xùn)練”，可以控制屋內(nèi)的所有紅外設(shè)備，提供真正的互操作性。（這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)紅外遙控器僅僅使用幾個(gè)不同基本協(xié)議的頻率或者格式，它們與指令數(shù)據(jù)庫(kù)連接，數(shù)據(jù)庫(kù)的指令通過一個(gè)按鈕形成一個(gè)獨(dú)特的功能，這樣通用遙控器能夠快速解碼并且記住。）
這很方便，但是，是要付出代價(jià)的──一般超過100美元。還要說服消費(fèi)者，值得為通用搖控器花那筆錢?？赡軓氖律漕l遙控器的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)注意：新的射頻遙控器必須提供有用的附加功能來證明，比起消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商目前提供的廉價(jià)紅外遙控器，額外的費(fèi)用是合理的。
總之，要取代紅外遙控器，射頻搖控器必須做到以下幾點(diǎn)：
· 具有紅外遙控器做不到的 功能；
· 變得不那幺貴;
· 具備真正的互操作性;
· 可以從許多供應(yīng)商買到。
使用藍(lán)牙低能耗技術(shù)的射頻遙控器
藍(lán)牙低能耗技術(shù)最早是在諾基亞在2006年10月領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)倡議中提出來的。這家芬蘭移動(dòng)電話制造商與一群志同道合的公司合作，其中包括Nordic半導(dǎo)體，提出了Wibree技術(shù)的倡議，鼓勵(lì)人們制定超低功耗無線連接規(guī)范。2007年6月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）宣布Wibree技術(shù)的初步規(guī)范將構(gòu)成藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)（以前稱為超低功耗藍(lán)牙技術(shù)）的基礎(chǔ)。 Nordic半導(dǎo)體現(xiàn)在是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的連系會(huì)員，并把超低功耗射頻設(shè)計(jì)的核心知識(shí)貢獻(xiàn)給即將出臺(tái)的藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)規(guī)范。
這個(gè)規(guī)范詳細(xì)規(guī)定了具有超低功耗的短距離射頻通信技術(shù)，一個(gè)輕型協(xié)議棧，并且與藍(lán)牙無線技術(shù)整合。（但是，必須指出的是，藍(lán)牙低能耗技術(shù)不會(huì)與繼續(xù)按目前的v2.1 + EDR標(biāo)準(zhǔn)或較舊版本設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)藍(lán)牙芯片通信。它們之間要進(jìn)行通信，就需要對(duì)藍(lán)牙芯片進(jìn)行修改，增加一些電路和軟件，確保它與藍(lán)牙低能耗技術(shù)兼容。預(yù)計(jì)這個(gè)修改在“雙模式”器件中會(huì)是常見的，因?yàn)榘阉{(lán)牙低能耗加到現(xiàn)有藍(lán)牙器件中需要花費(fèi)的力量是最少的。（見側(cè)欄文章“在藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)里面”關(guān)于雙模式和單模式器件的定義。））整個(gè)規(guī)范目前正在起草，將在2009年下半年發(fā)布。
藍(lán)牙低能耗技術(shù)對(duì)功耗和成本進(jìn)行了優(yōu)化，以便提供緊湊的低成本、超低功耗（ULP）的收發(fā)器，用于運(yùn)動(dòng)、保健和人機(jī)界面（HID）這一類的產(chǎn)品中。更重要的是，藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)將采用堆棧，滿足消費(fèi)類產(chǎn)品行業(yè)對(duì)具有互操作性的通用遙控器的要求。藍(lán)牙低能耗技術(shù)是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)許多廠商生產(chǎn)這種芯片，確保有很多渠道供貨，這是消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造商所熱切希望的。（見側(cè)欄文章“信得過的藍(lán)牙品牌”。）
“我們?cè)谥贫ㄟ@個(gè)規(guī)范時(shí)候，就把遙控器作為一個(gè)關(guān)鍵的市場(chǎng)。” 藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟執(zhí)行總監(jiān)Mike Foley博士說。“每一個(gè)客戶都知道擁有一些不兼容的不同遙控器是很傷腦筋的。讓藍(lán)牙的用戶體驗(yàn)到成本低、可互操作的解決辦法，將讓這個(gè)令人傷腦筋的事成為往事。“
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟說，按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以把遙控器設(shè)計(jì)成為沒有智能的低成本外設(shè)。目標(biāo)接收器產(chǎn)品，無論是電視、DVD播放機(jī)、機(jī)頂盒，還是媒體播放器，可以控制遙控器的運(yùn)作，這樣遙控器可以學(xué)會(huì)和買來的每一件新設(shè)備一起運(yùn)作。每個(gè)藍(lán)牙低能耗遙控器都與普通的紅外遙控器不同，它們始終使用安全、獨(dú)特的方法連接到它所控制的設(shè)備上，而且速度很快、不受干擾，是雙向控制的。
降低功耗
和紅外相比，射頻作為一個(gè)現(xiàn)代遙控器的方案，有它天生的優(yōu)點(diǎn)，但是在發(fā)展最優(yōu)射頻遙控器時(shí)，在工程方面存在一些的挑戰(zhàn)要克服。
簡(jiǎn)單地說，就是：
· 功耗低－電池可以使用一段合理的時(shí)間;
· 延遲小－從按下遙控器上的按鈕到它所控制的設(shè)備作出響應(yīng)，即使收發(fā)器需要從超低功率的深度睡眠模式醒來，用戶不會(huì)感到有任何拖延;
· 能夠在單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）中同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備---用戶只用一個(gè)遙控器就能控制所有設(shè)備。
遙控器發(fā)射的數(shù)據(jù)量通常很小，因比遙控器每次按下按鈕時(shí)，接通電源的時(shí)間不必很長(zhǎng)。另外，用戶并不經(jīng)常按下按鈕，也許是一天按50次至100次。因此，紅外遙控器的占空比非常低，電池壽命長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月甚至幾年。射頻遙控器必須達(dá)到這個(gè)水平，達(dá)到消費(fèi)者的期望。（但是請(qǐng)注意，雖然這是今天的情況，但是不難想象，隨著制造商推出新的功能，會(huì)用雙向鏈接來傳送更多的數(shù)據(jù)。（例如，遙控器本身的交互式菜單──見圖1。）在這種情況下，占空比將大量增加，想要電池保持合理的壽命，超低功率運(yùn)行是極為重要的。）
根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟關(guān)于單模式藍(lán)牙低能耗芯片的暫時(shí)數(shù)字，它有兩個(gè)特性滿足對(duì)遙控器的超低耗要求：對(duì)最大電流和高帶寬的要求不高。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟說，在發(fā)射功率為0dBm時(shí)，這個(gè)芯片消耗的最大電流低于15毫安（按照當(dāng)局對(duì)免牌照的2.4GHz波段的功率限制，對(duì)于10米的距離是足夠的），在接收時(shí)，略低于15毫安。（見表1）。
表1：藍(lán)牙低能耗芯片的暫定規(guī)范 。
此外，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟表示，藍(lán)牙低能耗芯片的帶寬為1Mbps。這個(gè)帶寬是經(jīng)過精心挑選的，因?yàn)?，超低功率專利技術(shù)多年臨場(chǎng)使用的經(jīng)驗(yàn)顯示，對(duì)于藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)所針對(duì)的應(yīng)用，1Mbps是帶寬的最佳權(quán)衡結(jié)果。權(quán)衡是在發(fā)射功率和占空比之間進(jìn)行的：發(fā)射功率隨著帶寬增大而上升；在數(shù)據(jù)量一定的情況下，占空比則隨著帶寬增大而降低。例如，藍(lán)牙低能耗芯片在運(yùn)行速度為1Mbps時(shí)，工作在最大電流15毫安的發(fā)射時(shí)間只是工作在250kbps、發(fā)射電流為28mA的典型IEEE 802.15.4無線電通信設(shè)備的四分之一，就能把同樣數(shù)量的數(shù)據(jù)送出去。（雖然有些低功耗、帶寬較寬的IEEE 802.15.4無線電技術(shù)可以使用。）
如果遙控器長(zhǎng)時(shí)間沒有操作，它的射頻收發(fā)器便進(jìn)入深度睡眠模式，就可以進(jìn)一步降低功耗。雖然藍(lán)牙低能耗睡眠模式的數(shù)字還沒有公布，與Nordic半導(dǎo)體的類似超低功率射頻專利技術(shù)作一個(gè)比較，說明藍(lán)牙低能耗在“待命”狀態(tài)大約消耗幾十微安，在深度睡眠狀態(tài)（或“關(guān)機(jī)”狀態(tài)），也許將消耗900nA。這幺小的耗電量足以使AA電池持續(xù)使用幾個(gè)月或者幾年。（對(duì)應(yīng)地，AA電池的自放電電流大約為1微安）
快速響應(yīng)
但是，對(duì)于遙控器，低功耗只是問題的一部分。有幾個(gè)國(guó)家，包括澳大利亞、日本和美國(guó)，是自愿采用國(guó)際能源署的一瓦計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃的目的是鼓勵(lì)制造商開發(fā)待命耗電量不到一瓦的產(chǎn)品－例如電視和DVD （幾乎不可避免的是，隨著時(shí)間，這一目標(biāo)將變得更低）。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的產(chǎn)品就可取得能源之星認(rèn)證，對(duì)于有環(huán)保意識(shí)的消費(fèi)者，這是一個(gè)重要的賣點(diǎn)。
家用電器的待命耗電量限制在一瓦特或者更低，就沒有多少功率供內(nèi)置射頻收發(fā)器使用。這些收發(fā)器是和射頻遙控器成對(duì)使用的。這就是說，家用電器中的收發(fā)器必須用更多時(shí)間處在待命狀態(tài)，以節(jié)省電力，并且定期地喚醒，檢查遙控器是否要進(jìn)行通信。
于是在耗電量和喚醒電視或DVD收發(fā)器、檢查遙控器是否發(fā)來信號(hào)的頻率之間需要作一個(gè)折衷;越是頻繁地喚醒收發(fā)器，消耗的功率就越高。不過，藍(lán)牙低能耗芯片能夠例如每隔10ms醒來一次，聽聽是否有信號(hào)傳來（在很短的時(shí)間內(nèi)消耗大約15毫安電流），然后回到深睡眠狀態(tài)，消耗的電流則保持在平均只有幾十微安。
藍(lán)牙低能耗芯片的啟動(dòng)時(shí)間尚未透露，但Nordic半導(dǎo)體的專利射頻芯片有一個(gè)可比架構(gòu)，在按下遙控器上的按鈕后，它從深度睡眠啟動(dòng)的時(shí)間相當(dāng)于2.5ms，從用戶的感覺看，這點(diǎn)時(shí)間微不足道。然而，要建立起通信，要做的就不止這些。例如，在按下遙控器的按鈕時(shí)，如果受控制的家電設(shè)備上接收芯片正好處在待命狀態(tài)，它就收不到傳來的信號(hào)。
然而，通過反復(fù)地查看接收器，遙控器上收發(fā)器進(jìn)行的通信最終會(huì)和接收器的喚醒模式同時(shí)出現(xiàn)。這樣的情況即使在第一個(gè)10ms間隔內(nèi)沒有出現(xiàn)──也許是由于附近其它2.4GHz發(fā)射器的干擾，例如家用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的干擾──很可能在第二次，或者是在最壞的情況下，在第三次就會(huì)接收到。因此，這兩個(gè)芯片從深度睡眠或待命狀態(tài)開始的最大延遲很可能不到50ms。相比之下，紅外遙控器在按下按鈕到受控設(shè)備作出響應(yīng)之間的延遲最少是70到110ms。
藍(lán)牙無線技術(shù)早于藍(lán)牙低能耗技術(shù)，它的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是，它從設(shè)計(jì)一開始就是作為個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）運(yùn)作的，用一個(gè)主機(jī)來控制多達(dá)7個(gè)從機(jī)。藍(lán)牙低能耗技術(shù)是建立在它的基礎(chǔ)之上。遙控器的藍(lán)牙低能耗芯片是“主機(jī)”，它的“從機(jī)”是電視機(jī)、DVD播放機(jī)、MP3播放器、音響、游戲機(jī)和其它消費(fèi)類電子設(shè)備這些現(xiàn)代家庭的典型設(shè)備。消費(fèi)者可以用一個(gè)遙控器，并相信它會(huì)立即與它對(duì)應(yīng)的七個(gè)設(shè)備中的任何一個(gè)進(jìn)行通信（假定所有類型的設(shè)備都按照藍(lán)牙低能耗規(guī)范設(shè)計(jì)）。
正如藍(lán)芽技術(shù)聯(lián)盟的Mike Foley SIG所說的： “其它遙控器標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是，在與多臺(tái)消費(fèi)類設(shè)備一起工作時(shí)，它們很容易混淆。利用藍(lán)牙低能耗技術(shù)，遙控器能夠與多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行通信，完全保證它們會(huì)正確地控制所要控制的設(shè)備。”
偑戴在手腕上的遙控器
藍(lán)牙無線技術(shù)普遍用于便攜式產(chǎn)品，例如移動(dòng)電話、PDA和筆記本電腦，為藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)提供了一個(gè)平臺(tái)，隨著這些便攜式產(chǎn)品轉(zhuǎn)到雙模式加上藍(lán)牙低能耗，把遙控器從專用設(shè)備變成在現(xiàn)有便攜式產(chǎn)品上增加的一個(gè)極為有用的功能。換句話說，它有望改變?nèi)藗兪褂眠b控器的方式。
例如，我們來看看使用CR2032 3V型鈕扣電池的運(yùn)動(dòng)手表。使用藍(lán)牙低能耗芯片的運(yùn)動(dòng)手表，除了能夠連接到一系列的外圍設(shè)備，例如心率監(jiān)測(cè)器或速度與距離監(jiān)測(cè)器（圖2），還可以作為遙控器來控制妥善地配備藍(lán)牙技術(shù)的移動(dòng)電話或者M(jìn)P3播放器。配備藍(lán)牙低能耗的運(yùn)動(dòng)手表還可以和移動(dòng)電話中的藍(lán)牙芯片通信，讓用戶知道是誰打來的電話、顯示電子郵件、短信等等。誰想要一個(gè)？請(qǐng)舉手。
圖2：超低功率射頻收發(fā)器可以用鈕扣電池供電，因而運(yùn)動(dòng)手表──像Suunto的這個(gè)型號(hào)──可以與心率監(jiān)測(cè)器和安裝在鞋上的速度與距離監(jiān)測(cè)器進(jìn)行通信。（圖片由Suunto提供。）。
由于藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)互操作，裝有這項(xiàng)技術(shù)的移動(dòng)電話或MP3播放器將能夠控制電視機(jī)、DVD、音響等等。每個(gè)人隨身攜帶著到處走的小小設(shè)備，裝上了這項(xiàng)技術(shù)，一下子就能夠取代一大堆笨重的遙控器。
第二個(gè)例子。想象一下一部具備移動(dòng)瀏覽功能的智能電話。這些電話一定會(huì)從常規(guī)藍(lán)牙連接變成雙模式設(shè)備，能夠直接與單模式藍(lán)牙低能耗芯片設(shè)備進(jìn)行通信。不難想象，用戶在移動(dòng)中瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，按日程表觀看他們最喜歡的電視節(jié)目。接著，他們回到家里，按一下按鈕，移動(dòng)電話中的雙模式藍(lán)牙芯片就無線地連接到機(jī)頂盒和/或電視的藍(lán)牙低能耗芯片上，而且一個(gè)星期要看的節(jié)目可以自動(dòng)編程。
無線遙控器已經(jīng)有五十多年的歷史。至今紅外有了很大的發(fā)展，但是未來屬于射頻。比起紅外技術(shù)，由于射頻的優(yōu)點(diǎn)，它是唯一能夠滿足明天的消費(fèi)者和消費(fèi)類電子設(shè)備制造商愿望的技術(shù)。藍(lán)牙低能耗無線技術(shù)具有技術(shù)方面的能力和互操作性，是最好的射頻解決方案。這項(xiàng)技術(shù)將把遙控器由一個(gè)專用的設(shè)備變成我們裝在口袋中或者戴在手上的便攜設(shè)備的一個(gè)功能。更重要的是，藍(lán)牙低能耗技術(shù)不僅是新的遙控器標(biāo)準(zhǔn)顯而易見的選擇，也是PC和電視合二為一所缺少的一環(huán)。
作者：Alf Helge More
Nordic半導(dǎo)體公司低能耗藍(lán)牙無線技術(shù)部業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理
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