根据蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group,SIG)发布的年度报告《2024年蓝牙市场最新资讯》,蓝牙设备在疫情后实现了强劲的增长。预计到2028年,蓝牙设备的年出货量将达到75亿台,五年复合年增长率(CAGR)为8%。
这其中,低功耗蓝牙的发展尤其引人关注。报告指出,随着互连消费电子需求增长和低功耗蓝牙普及,加上周边设备持续增长的推动,未来五年内,低功耗蓝牙单模式设备的出货量将翻倍增长,与双模式(经典蓝牙+低功耗蓝牙)设备持平。预计到2028年,97%的蓝牙设备都将支持低功耗蓝牙。
蓝牙技术联盟亚太暨中国市场总监李佳蓉(Lori Lee)对《电子工程专辑》表示,随着100%的新移动设备如手机、平板及电脑,都原生支持低功耗蓝牙技术,将带领着低功耗蓝牙的外围设备蓬勃发展——从无线耳机到穿戴设备,从大规模设备网络到设备定位解决方案,蓝牙技术带来的新用例和新市场,正在让人们的生活变得更安全、更高效、更愉快。
蓝牙技术联盟亚太暨中国市场总监李佳蓉(Lori Lee)
Auracast™广播音频将创造全新音频体验
Auracast™广播音频功能是一项引发了人们高度期待的新功能,它允许蓝牙发射器向无限数量的蓝牙音频接收设备广播音频信号,从而实现个人和公共场所音频分享。目前,许多SIG成员公司在其设备中都已支持Auracast™广播音频,包含小米、三星的手机与耳机,以及其他品牌的听力设备如Sennheiser、JBL、GN Resound与Cochlear等的耳机和助听器等。分析师预测,未来五年内,支持Auracast™的设备以及该技术在公共场所的采用率都将大幅增长,并为辅听解决方案创造新的可扩展性选择。
李佳蓉认为,Auracast™广播音频功能“非常类似于在公共场所希望能够连接Wi-Fi”。未来,消费者将在机场、会议室、剧院、电影院等公共场所享受到Auracast™带来的全新用例及听觉体验。同时,不同程度的听力受损人士都将共同受惠于全新功能所带来的体验及便利。
举例来说,大家可以与周围无限数量的人共享你的个人音频,又或者在公共场所取消静音一样,通过Auracast™广播音频功能,人们可以在公共场所听到这些静音电视的音频,享受最佳音质并增强听觉体验。Auracast™广播音频功能支持多语系、多音频的传输,在大型的会议或是展厅等场所,通过音响设备支持,更可以让与会者使用自己的听力设备,听到不同语言版本的会议及展演内容。
超高精度蓝牙位置服务成为现实
随着市场需求的变化,精确的距离测量成为提升安全性和用户体验的重要因素。预计未来五年蓝牙位置服务设备的年均增长率为22%,到2028年出货量将达到5.63亿台。
为了满足这一需求,SIG即将在2024年下半年推出一项新功能——蓝牙信道探测(Bluetooth® Channel Sounding)。这项新技术基于相位测量(PBR)和往返时间(RTT)两种测距方式,为蓝牙设备带来安全且精确的测距功能。同时新功能将大幅降低无线测距攻击风险,例如欺骗(Spoofing)和中间人攻击(MITM),显着地提升设备及用例的安全性。
通过更精确的测距,蓝牙设备之间可以实现更真实的距离感知。目前,根据SIG成员公司提供的早期测试结果显示,测量距离达到100米时,定位精度误差在+/- 50厘米以内。随着时间的推移和技术的成熟,精度性能预计将进一步提升。凭借于此,未来,蓝牙在数字钥匙、个人物品追踪、商业资产管理以及工业和家用电器控制等应用市场中将更加安全及更加提升定位精度。
环境物联网的兴起
环境物联网(Ambient IoT)是一类新型物联网设备,它们利用无线电波、光、位移和热等环境能源作为主要动力源。通过“能量采集”技术,环境物联网可以减少维护需求,并解决了物联网发展中面临的供电限制问题。
但同时,这些设备往往大规模部署在环境挑战性较大的地点,而蓝牙技术在环境物联网中的能源采集标签式追踪装置中发挥着关键作用,这些装置利用环境能源(如无线电波、光、运动或热)进行能量采集,因此具备低成本、小体积且无需维护的优点。
随着环境物联网技术的成熟及对环境能量采集技术的支持,应用范围将迅速扩展。除了货物追踪和监控,工业市场还将涵盖基于传感器的机器状态、设备状态和环境条件监测;商业市场将包括建筑自动化、空气质量监测和电子货架标签(ESL);消费市场将涉及个人追踪和家庭自动化系统等。环境物联网将通过这些新型设备强化现有物联网应用,并创造全新的应用领域。
目前,环境物联网的实现仍面临数据安全传输和设备间互操作性的挑战。低功耗蓝牙标准的应用能够在更低功耗下实现数据安全传输,并为这些小型蓝牙标签设备提供良好的互操作性。未来,通过更高效的设备管理和数据处理,能够实现更加稳定和有价值的系统应用。
根据ABI Research的预测,随着低成本、高精度的低功耗蓝牙标签的普及,实时定位系统(RTLS, Real-Time Locating System)和资产追踪将成为蓝牙技术在工业和供应链领域的最大机遇。预计到2028年,基于RTLS的蓝牙标签年出货量将达到3.22亿,这与企业防止资产损失、遵守可追溯性法规、加强员工和访客安全,以及提高生产力的需求密切相关。
ESL和NLC推动市场扩大
2023年,蓝牙发布了电子货架标签(Electronic Shelf Label, ESL)和网络照明控制(Networked Lighting Control, NLC)标准规范,为互通性奠定基础并排除应用障碍。
电子货架标签(ESL)是小型的电池供电电子纸显示屏,用于在货架边缘展示产品和定价信息,取代了传统的纸质标签。ESL利用无线技术与中央控制中心通信,形成一个动态的定价自动化网络。它们帮助零售商实现定价自动化,改进货架库存管理,并提升购物体验。
网络照明控制(NLC)系统包括一个智能网络,拥有独立可寻址、配备传感器的灯具和控制设备,每个系统组件都可以发送和接收数据。蓝牙网络照明控制系统广泛应用于办公室、零售店、医疗机构、工厂以及其他商业设施,以实现节能、提升用户体验和更高效的建筑运营。ABI Research预计,蓝牙照明开关和照明装置将成为增长最快的细分市场,2023年至2028年的复合年增长率(CAGR)将达到100%。
这两项标准的就绪,实现了电子货架标签及网络照明控制设备间的互操作性,为各自市场带来更具规划性的发展,帮助开发者创新商业及工业用例,用来实现能源节省及更高效的货架及照明管理。预计到2028年,蓝牙设备网络设备的年出货量将达到17.3 亿台,年增长率为20%。
从技术角度看,低功耗蓝牙是一种支持多种网络拓扑结构并且可用于大量低成本IC的领先超低功耗协议;而从生态系统的角度看,低功耗蓝牙是一种开放标准技术,将获得长期支持和功能发展。因此,该技术建立了一个庞大的开发者基础和无处不在的专用或多用途基础设施基础,使更多解决方案可以使用该技术构建。
蓝牙技术的下一步
虽然在SIG中,每年都有超过50个活跃的规范项目在进行中,但根据李佳蓉的介绍,未来几年内,以下三个方向将成为蓝牙技术的发展重点:
- 蓝牙信道探测(Bluetooth® Channel Sounding)
如前文所述,蓝牙无线技术的设备定位能力近几年得到了不断的扩展——包括蓝牙广播用于设备存在检测、蓝牙RSSI用于粗略测距和蓝牙寻向功能(Bluetooth® Direction Finding)用于高精度方向。而预计于今年九月推出的蓝牙信道探测功能将支持创建更高精度的定位系统,以实现两个蓝牙设备之间的安全精确测距。
正式规格发布后,蓝牙成员公司和开发者都可以采用这些规范来开发新产品。目前,蓝牙联盟的成员已经可以在官网上下载相关的工作草案文档,预计在规格正式发布后,成员公司就可以开始使用这些规范进行产品开发。
- 高数据吞吐量(High Data Throughput; HDT)
LE 2M PHY的引入旨在满足市场上对数据传输性能的需求,特别是为越来越多的物联网设备提供增强的数据传输性能。这些设备如今需要更高的性能,支持更大的串流传输,因此高数据吞吐量项目应运而生,旨在支持高达8Mbps的数据传输速率。
- 低功耗蓝牙在更高频段的应用
这个规范开发项目,目的是定义低功耗蓝牙在6GHz频段的运作。这个新项目将帮助提升蓝牙的性能,比如更高的数据传输速度、更低的延迟和更精准的定位,并确保这些改进在未来继续得到支持。
当然,除了以上三项外,未来SIG还会正式发布蓝牙核心规格6.0版本,定义蓝牙信道探测功能。正式发布几个月后,SIG还计划推出测距配置文件及服务1.0版本的相关规范,这份文档将对GATT规范中如何配置、执行和读取信道探测结果进行详细说明,以支持数字钥匙、门锁、找寻装置等多种应用。
“我们期待蓝牙技术的持续进步,这将为各类厂商提供更大的开发灵活性和便利性,帮助他们开发符合市场需求的创新解决方案。与成员公司的合作将促进蓝牙生态系统的健康发展,推动蓝牙技术在各个行业和应用领域的广泛应用和创新。”李佳蓉说。
为此,SIG设立了十多个专门的规范工作组,汇聚了来自全球各地的成员公司,共同致力于提供相关的蓝牙技术规范和功能增强。这些工作组通过广泛讨论和合作,达成共识,更新文档,并进行测试,以不断优化和更新技术规范,以满足越来越复杂的市场需求。