蓝牙6.0在2024年就发布了,到现在两年了,我一直有一个疑问:它和之前的版本到底区别在哪里?
查了一番资料,大概搞明白了:之前的5.x加的都是连接质量,6.0增加的是通信距离。
从2010年的4.0版本蓝牙有了低功耗特性,到现在的5.0速率翻倍、距离拉到四倍;5.1版本又加测向,5.2上LE Audio,5.3更省电,5.4做带响应的周期广播。
这十几年来,蓝牙算距离只有一个办法:看信号强度RSSI来反推。
人挡一下或者天线转一下方向,RSSI的读数可能就会飘十几个dB,误差直接按米算,所以它只能定性回答“在不在附近”,而回答不了“离多远”。
蓝牙做不好的测距这个空白,一直让给了UWB。
但是2024年9月发布的蓝牙6.0,加的新特性有六项,最重的一件是信道探测(Channel Sounding)。
另外五样其实还是小幅度优化:比如广播过滤、监测广播者、ISOAL新分帧模式、链路层扩展特性集、帧间隔由固定150微秒改成可协商。
而对于信道探测,这是蓝牙第一次把测距当正经功能做。
这里面有两个角色:Initiator发起测距并算距离,Reflector负责回。
一种是相位测距(PBR):换频点发信号,测量回波的相位差,通过相位差就可以解算出距离。单频点的相位会缠绕,所以要跨多个频点解算。蓝牙6.0的标准给信道探测划分出了79个信道、间隔1MHz,72个能用。1MHz的间隔把无模糊距离做到150米左右,这是蓝牙以前没有的量程。
另一种是往返时间(RTT):量包来回飞了多久。光速是定值,时间差1纳秒,距离差15厘米,所以要亚纳秒级的时间估计。这个是TOF测距的原理。
这个分工很明确:PBR负责测量精度,RTT负责安全。
信道选择用随机数发生器打散,测距数据加密,有专门的攻击检测指标(NADM),两种测距结果互相校验,通过这样的策略来实现安全。
那么应用场景是什么呢?包含但不限于下面这些:
数字车钥匙:精准判断钥匙与车的距离,防止信号放大攻击
防丢器:精确显示物品距离和方向
室内定位:比蓝牙5.1的AoA/AoD更精准
原理用大白话讲就是这样。但是具体这玩意测距效果怎么样,可用性究竟如何,我觉得还是要试试才知道,毕竟是骡子是马,拉出来溜溜。
我在找蓝牙6.0开发板的时候,看到了这个白嫖活动,没错,又可以白嫖开发板了。

这期活动的板子就是Nordic的nRF54L15开发套件,用的主控是128MHz的Cortex-M33,1.5MB NVM加256KB RAM,另外配了一颗128MHz的RISC-V协处理器。
无线参数方面,支持多协议2.4GHz无线电,发射最高+8dBm,灵敏度-96dBm,专有模式最高4Mbps。
协议能跑BLE、蓝牙Mesh、Zigbee、Thread、Matter、Amazon Sidewalk和专有2.4GHz。
也就是说几乎能满足所有的物联网接入了,这个很厉害。

安全方面做得也很不错,安全启动、安全固件更新、安全存储,加密加速器带侧通道泄漏防护,还配了防篡改检测器。
既然是个开发板,常用外设必须都有:全局实时时钟、14位ADC、高速SPI/UART、I2S、PDM、PWM、可编程LED和按键、功耗测量引脚、虚拟串口UART;8MB外部Flash、2.4GHz和NFC天线、SWF射频连接器、集成在板上的J-Link OB。
软件走nRF Connect SDK,底层是Zephyr RTOS,协议栈、示例、传感器驱动、TLS/DTLS都在里面;我看官方还配了Developer Academy的课程。

总之这个板子用来了解、验证蓝牙6.0的特性是妥妥够了,最爽的是,这个板子是不要钱的。这是贸泽“开发板体验官”第三期送的,规则一条:视频评论区写下你想用它做什么。
活动视频:https://www.bilibili.com/video/BV17Jeq69E57/

审核通过寄到家。9月20日开始,9月27日截止,9月30日公布名单,今天是22号还剩5天。
申领对象是硬件工程师、嵌入式开发者、无线通信爱好者、极客和DIY玩家。
按照这个板子的特性,我觉得想要申请,可以把创意往智能家居、室内定位、可穿戴、工业物联网这些方面想想。小马哥得提醒两句:创意得能落地;评论区是公开的,所以项目细节别写,哈哈。