【流媒體網(wǎng)】摘要：為什么這項技術(shù)還沒(méi)有把紅外遙控器淘汰掉呢？答案是，因為消費類(lèi)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(zhuān)利射頻技術(shù)，但是與紅外相比，它們缺乏互操作性，也缺少第二個(gè)貨源以便形成市場(chǎng)競爭，而這正是消費類(lèi)電子產(chǎn)品制造商所需要的。
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)要深深地感激無(wú)所不在的紅外（IR）遙控技術(shù)。紅外遙控器是不起眼的設備，人人買(mǎi)得起，比起任何其它技術(shù)，它卻更能讓消費者認識短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)的好處。
當紅外遙控器最初在二十世紀五十年代末問(wèn)世時(shí)，人們實(shí)際上并不知道，坐在沙發(fā)上，不需要通過(guò)電線(xiàn)，就能夠控制消費類(lèi)電子（CE）產(chǎn)品的概念（雖然在幾年前，RCA推出了運用超聲波設計的遙控器）。然而，到上世紀末，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(jiàn)慣的事情。
對于一項技術(shù)來(lái)講，能夠生存五十年，是難以置信的很長(cháng)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(shuō)明了為什幺絕大多數消費類(lèi)電子產(chǎn)品制造商仍然仰仗這項歷史悠久的光學(xué)技術(shù)作為他們的產(chǎn)品和客戶(hù)之間的連接界面。
在上個(gè)世紀七十年代和八十年代，用它改變頻道、調整音量可能足以讓消費者心滿(mǎn)意足，在九十年代和本世紀初，增加了幾項功能，也讓消費者感到滿(mǎn)意。但是，今天的紅外遙控器和最新的數字產(chǎn)品在一起，就顯出了它的局限性。
現在最終用戶(hù)在控制任何消費類(lèi)電子（CE）產(chǎn)品時(shí)，期望控制功能的直觀(guān)程度很高?？上У氖?，多層菜單，“實(shí)況”雙向狀態(tài)顯示（例如，跟蹤播放信息），跟蹤球或搖桿導航的人機界面設備（HID）的刷新率，遙控器與受控設備之間碰巧有一個(gè)物體或者用戶(hù)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，那么為什么這項技術(shù)還沒(méi)有把紅外遙控器淘汰掉呢？答案是，因為消費類(lèi)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(zhuān)利射頻技術(shù)，但是與紅外相比，它們缺乏互操作性，也缺少第二個(gè)貨源以便形成市場(chǎng)競爭，而這正是消費類(lèi)電子產(chǎn)品制造商所需要的。
藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)將改變這一切。配備藍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(guò)，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，藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)將把射頻遙控功能擴展到手表、移動(dòng)電話(huà)、PDA等等，為最終用戶(hù)帶來(lái)一系列無(wú)所不在的便攜式設備，用來(lái)控制自己的消費類(lèi)電子設備。
射頻遙控器現狀
在一些專(zhuān)業(yè)應用領(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(hù)希望有一種“實(shí)況”菜單，把MP3正在播放的節目在遙控器上顯示出來(lái)，因為MP3播放器的顯示器太小，在房間里離得遠點(diǎn)就看不清。他們還希望能夠深入到存儲內容的各個(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)應用，射頻沒(méi)有得到更多的應用，這很奇怪，因為，比起紅外，射頻有若干與生俱來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。例如，Nordic半導體的現代超低功耗（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(mén)（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(xiàn)進(jìn)行操作。盡管紅外遙控器有可能進(jìn)行雙向通信，但遠不是理想的解決辦法。而且成本迅速上升，還存在光線(xiàn)干擾和數據傳輸速率低在性能方面帶來(lái)的挑戰。
可惜的是，今天的射頻遙控器的最大缺點(diǎn)的是：無(wú)線(xiàn)電通信和協(xié)議是專(zhuān)有的，且只有一家供應商。主流消費類(lèi)電子制造商擔心它的壟斷，他們接受這項技術(shù)的可能性也就蕩然無(wú)存。
這并不是說(shuō)，紅外遙控器本身具有真正的互操作性。例如，它們并沒(méi)有堅持紅外數據協(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(huà)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(lái)控制另一家公司的電視機。這就是為什幺大多數家庭的客廳里，卓上擺著(zhù)五、六個(gè)遙控器。
然而，現在有所謂“通用”紅外遙控器。這些遙控器經(jīng)過(guò)“訓練”，可以控制屋內的所有紅外設備，提供真正的互操作性。（這是因為大多數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，它們與指令數據庫連接，數據庫的指令通過(guò)一個(gè)按鈕形成一個(gè)獨特的功能，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(guò)100美元。還要說(shuō)服消費者，值得為通用搖控器花那筆錢(qián)?？赡軓氖律漕l遙控器的供應商應當注意：新的射頻遙控器必須提供有用的附加功能來(lái)證明，比起消費類(lèi)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;
· 可以從許多供應商買(mǎi)到。
使用藍牙低能耗技術(shù)的射頻遙控器
藍牙低能耗技術(shù)最早是在諾基亞在2006年10月領(lǐng)導的一個(gè)倡議中提出來(lái)的。這家芬蘭移動(dòng)電話(huà)制造商與一群志同道合的公司合作，其中包括Nordic半導體，提出了Wibree技術(shù)的倡議，鼓勵人們制定超低功耗無(wú)線(xiàn)連接規范。2007年6月，藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）宣布Wibree技術(shù)的初步規范將構成藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)（以前稱(chēng)為超低功耗藍牙技術(shù)）的基礎。 Nordic半導體現在是藍牙技術(shù)聯(lián)盟的連系會(huì )員，并把超低功耗射頻設計的核心知識貢獻給即將出臺的藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)規范。
這個(gè)規范詳細規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，并且與藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)整合。（但是，必須指出的是，藍牙低能耗技術(shù)不會(huì )與繼續按目前的v2.1 + EDR標準或較舊版本設計的傳統藍牙芯片通信。它們之間要進(jìn)行通信，就需要對藍牙芯片進(jìn)行修改，增加一些電路和軟件，確保它與藍牙低能耗技術(shù)兼容。預計這個(gè)修改在“雙模式”器件中會(huì )是常見(jiàn)的，因為把藍牙低能耗加到現有藍牙器件中需要花費的力量是最少的。（見(jiàn)側欄文章“在藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)里面”關(guān)于雙模式和單模式器件的定義。））整個(gè)規范目前正在起草，將在2009年下半年發(fā)布。
藍牙低能耗技術(shù)對功耗和成本進(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，用于運動(dòng)、保健和人機界面（HID）這一類(lèi)的產(chǎn)品中。更重要的是，藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)將采用堆棧，滿(mǎn)足消費類(lèi)產(chǎn)品行業(yè)對具有互操作性的通用遙控器的要求。藍牙低能耗技術(shù)是一個(gè)開(kāi)放的標準，鼓勵許多廠(chǎng)商生產(chǎn)這種芯片，確保有很多渠道供貨，這是消費類(lèi)電子產(chǎn)品制造商所熱切希望的。（見(jiàn)側欄文章“信得過(guò)的藍牙品牌”。）
“我們在制定這個(gè)規范時(shí)候，就把遙控器作為一個(gè)關(guān)鍵的市場(chǎng)。” 藍牙技術(shù)聯(lián)盟執行總監Mike Foley博士說(shuō)。“每一個(gè)客戶(hù)都知道擁有一些不兼容的不同遙控器是很傷腦筋的。讓藍牙的用戶(hù)體驗到成本低、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。“
藍牙技術(shù)聯(lián)盟說(shuō)，按照這個(gè)標準，可以把遙控器設計成為沒(méi)有智能的低成本外設。目標接收器產(chǎn)品，無(wú)論是電視、DVD播放機、機頂盒，還是媒體播放器，可以控制遙控器的運作，這樣遙控器可以學(xué)會(huì )和買(mǎi)來(lái)的每一件新設備一起運作。每個(gè)藍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、獨特的方法連接到它所控制的設備上，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要克服。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是：
· 功耗低－電池可以使用一段合理的時(shí)間;
· 延遲?。瓘陌聪逻b控器上的按鈕到它所控制的設備作出響應，即使收發(fā)器需要從超低功率的深度睡眠模式醒來(lái)，用戶(hù)不會(huì )感到有任何拖延;
· 能夠在單點(diǎn)對多點(diǎn)個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）中同時(shí)控制多臺設備---用戶(hù)只用一個(gè)遙控器就能控制所有設備。
遙控器發(fā)射的數據量通常很小，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(cháng)。另外，用戶(hù)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(cháng)達幾個(gè)月甚至幾年。射頻遙控器必須達到這個(gè)水平，達到消費者的期望。（但是請注意，雖然這是今天的情況，但是不難想象，隨著(zhù)制造商推出新的功能，會(huì )用雙向鏈接來(lái)傳送更多的數據。（例如，遙控器本身的交互式菜單──見(jiàn)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，超低功率運行是極為重要的。）
根據藍牙技術(shù)聯(lián)盟關(guān)于單模式藍牙低能耗芯片的暫時(shí)數字，它有兩個(gè)特性滿(mǎn)足對遙控器的超低耗要求：對最大電流和高帶寬的要求不高。藍牙技術(shù)聯(lián)盟說(shuō)，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（按照當局對免牌照的2.4GHz波段的功率限制，對于10米的距離是足夠的），在接收時(shí)，略低于15毫安。（見(jiàn)表1）。
表1：藍牙低能耗芯片的暫定規范 。
此外，藍牙技術(shù)聯(lián)盟表示，藍牙低能耗芯片的帶寬為1Mbps。這個(gè)帶寬是經(jīng)過(guò)精心挑選的，因為，超低功率專(zhuān)利技術(shù)多年臨場(chǎng)使用的經(jīng)驗顯示，對于藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)所針對的應用，1Mbps是帶寬的最佳權衡結果。權衡是在發(fā)射功率和占空比之間進(jìn)行的：發(fā)射功率隨著(zhù)帶寬增大而上升；在數據量一定的情況下，占空比則隨著(zhù)帶寬增大而降低。例如，藍牙低能耗芯片在運行速度為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(wú)線(xiàn)電通信設備的四分之一，就能把同樣數量的數據送出去。（雖然有些低功耗、帶寬較寬的IEEE 802.15.4無(wú)線(xiàn)電技術(shù)可以使用。）
如果遙控器長(cháng)時(shí)間沒(méi)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。雖然藍牙低能耗睡眠模式的數字還沒(méi)有公布，與Nordic半導體的類(lèi)似超低功率射頻專(zhuān)利技術(shù)作一個(gè)比較，說(shuō)明藍牙低能耗在“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”狀態(tài)），也許將消耗900nA。這幺小的耗電量足以使AA電池持續使用幾個(gè)月或者幾年。（對應地，AA電池的自放電電流大約為1微安）
快速響應
但是，對于遙控器，低功耗只是問(wèn)題的一部分。有幾個(gè)國家，包括澳大利亞、日本和美國，是自愿采用國際能源署的一瓦計劃。這個(gè)計劃的目的是鼓勵制造商開(kāi)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(zhù)時(shí)間，這一目標將變得更低）。實(shí)現這一目標的產(chǎn)品就可取得能源之星認證，對于有環(huán)保意識的消費者，這是一個(gè)重要的賣(mài)點(diǎn)。
家用電器的待命耗電量限制在一瓦特或者更低，就沒(méi)有多少功率供內置射頻收發(fā)器使用。這些收發(fā)器是和射頻遙控器成對使用的。這就是說(shuō)，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(lái)信號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(guò)，藍牙低能耗芯片能夠例如每隔10ms醒來(lái)一次，聽(tīng)聽(tīng)是否有信號傳來(lái)（在很短的時(shí)間內消耗大約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。
藍牙低能耗芯片的啟動(dòng)時(shí)間尚未透露，但Nordic半導體的專(zhuān)利射頻芯片有一個(gè)可比架構，在按下遙控器上的按鈕后，它從深度睡眠啟動(dòng)的時(shí)間相當于2.5ms，從用戶(hù)的感覺(jué)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備上接收芯片正好處在待命狀態(tài)，它就收不到傳來(lái)的信號。
然而，通過(guò)反復地查看接收器，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。這樣的情況即使在第一個(gè)10ms間隔內沒(méi)有出現──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(kāi)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備作出響應之間的延遲最少是70到110ms。
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)早于藍牙低能耗技術(shù)，它的一個(gè)主要優(yōu)勢是，它從設計一開(kāi)始就是作為個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）運作的，用一個(gè)主機來(lái)控制多達7個(gè)從機。藍牙低能耗技術(shù)是建立在它的基礎之上。遙控器的藍牙低能耗芯片是“主機”，它的“從機”是電視機、DVD播放機、MP3播放器、音響、游戲機和其它消費類(lèi)電子設備這些現代家庭的典型設備。消費者可以用一個(gè)遙控器，并相信它會(huì )立即與它對應的七個(gè)設備中的任何一個(gè)進(jìn)行通信（假定所有類(lèi)型的設備都按照藍牙低能耗規范設計）。
正如藍芽技術(shù)聯(lián)盟的Mike Foley SIG所說(shuō)的： “其它遙控器標準的一個(gè)主要缺點(diǎn)是，在與多臺消費類(lèi)設備一起工作時(shí)，它們很容易混淆。利用藍牙低能耗技術(shù)，遙控器能夠與多臺設備進(jìn)行通信，完全保證它們會(huì )正確地控制所要控制的設備。”
偑戴在手腕上的遙控器
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)普遍用于便攜式產(chǎn)品，例如移動(dòng)電話(huà)、PDA和筆記本電腦，為藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)提供了一個(gè)平臺，隨著(zhù)這些便攜式產(chǎn)品轉到雙模式加上藍牙低能耗，把遙控器從專(zhuān)用設備變成在現有便攜式產(chǎn)品上增加的一個(gè)極為有用的功能。換句話(huà)說(shuō)，它有望改變人們使用遙控器的方式。
例如，我們來(lái)看看使用CR2032 3V型鈕扣電池的運動(dòng)手表。使用藍牙低能耗芯片的運動(dòng)手表，除了能夠連接到一系列的外圍設備，例如心率監測器或速度與距離監測器（圖2），還可以作為遙控器來(lái)控制妥善地配備藍牙技術(shù)的移動(dòng)電話(huà)或者M(jìn)P3播放器。配備藍牙低能耗的運動(dòng)手表還可以和移動(dòng)電話(huà)中的藍牙芯片通信，讓用戶(hù)知道是誰(shuí)打來(lái)的電話(huà)、顯示電子郵件、短信等等。誰(shuí)想要一個(gè)？請舉手。
圖2：超低功率射頻收發(fā)器可以用鈕扣電池供電，因而運動(dòng)手表──像Suunto的這個(gè)型號──可以與心率監測器和安裝在鞋上的速度與距離監測器進(jìn)行通信。（圖片由Suunto提供。）。
由于藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以實(shí)現互操作，裝有這項技術(shù)的移動(dòng)電話(huà)或MP3播放器將能夠控制電視機、DVD、音響等等。每個(gè)人隨身攜帶著(zhù)到處走的小小設備，裝上了這項技術(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(huà)。這些電話(huà)一定會(huì )從常規藍牙連接變成雙模式設備，能夠直接與單模式藍牙低能耗芯片設備進(jìn)行通信。不難想象，用戶(hù)在移動(dòng)中瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，按日程表觀(guān)看他們最喜歡的電視節目。接著(zhù)，他們回到家里，按一下按鈕，移動(dòng)電話(huà)中的雙模式藍牙芯片就無(wú)線(xiàn)地連接到機頂盒和/或電視的藍牙低能耗芯片上，而且一個(gè)星期要看的節目可以自動(dòng)編程。
無(wú)線(xiàn)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(lái)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(mǎn)足明天的消費者和消費類(lèi)電子設備制造商愿望的技術(shù)。藍牙低能耗無(wú)線(xiàn)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。這項技術(shù)將把遙控器由一個(gè)專(zhuān)用的設備變成我們裝在口袋中或者戴在手上的便攜設備的一個(gè)功能。更重要的是，藍牙低能耗技術(shù)不僅是新的遙控器標準顯而易見(jiàn)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
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