Collaudo di dispositivi Bluetooth® con il Tester per Comunicazioni Radio a Banda Larga R&S®CMW

Lo sviluppo e la proliferazione dei dispositivi Bluetooth®è una storia di grande successo. Il numero di dispositivi elettronici equipaggiati con un sistema di comunicazione wireless Bluetooth®sta crescendo a un ritmo di 3,6 miliardil'anno. Con la progressiva diffusione delle applicazioni Internet of Things (IoT), ci si aspetta che questo numero crescerà ancora in modo significativo nei prossimi anni. L'associazione Bluetooth SIG prevede che ci saranno circa 5,6 miliardidi nuovi dispositivi equipaggiati con Bluetooth®nel 2022. Per garantire collegamenti affidabili, ogni dispositivo elettronico dotato di interfaccia di comunicazione Bluetooth®deve essere collaudato per verificarne la conformità alle specifiche tecniche definite da Bluetooth SIG e dalle norme internazionali sulle radiocomunicazioni.

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Panoramica della piattaforma

La piattaforma di test per comunicazioni radio a banda larga CMW di R&S®dà la possibilità di effettuare tutte le prove le e misure sulle principali tecnologie di comunicazione radio utilizzando un singolo strumento compatto, ideale per effettuare collaudi di dispositivi mobili, come smartphone e tablet, oltre che su stazioni base e punti di accesso. È anche un'eccellente piattaforma per effettuare collaudi di vario genere su altri tipi di prodotti collegati in rete, nei settori automobilistico, sanità, domotica e in altri ambiti legati alle applicazioni IoT.

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La piattaforma di test per comunicazioni radio a banda larga CMW di R&S®supporta la tecnologia Bluetooth®fino alla versione 5. Permette di effettuare tutte le verifiche sulle funzioni di segnalazione dello standard Bluetooth®e sui trasmettitori e ricevitori Bluetooth®LE come definito dalla specifiche tecniche pubblicate da Bluetooth SIG. Il tool software per la definizione di sequenze di test R&S®CMWrun semplifica l'esecuzione delle prove di conformità automatizzando tutte le procedure di collaudo definite da Bluetooth SIG. Le opzioni per l'esecuzione di test di produzione rapidi e completi su dispositivi elettronici dotati di interfaccia Bluetooth®accelerano il processo di produzione. La piattaforma CMW di R&S®supporta la tecnologia Bluetooth®e molte altre tecnologie di comunicazione cellulari e non cellulari con un singolo strumento compatto.

Tanti vantaggi e garanzia sul futuro con la piattaforma tutto-in-uno CMW di R&S®CMW

Grazie alla sue eccellenti caratteristiche di velocità, affidabilità e semplicità di utilizzo, la piattaforma CMW di R&S®permette di effettuare efficientemente ogni attività di misura– dai test di laboratorio più complessi fino ai collaudi in linea di produzione. Mentre il modello di fascia alta R&S®CMW500 copre l'intero spettro di tecnologie di radio comunicazione, il modello R&S®CMW270 è specializzato per le sole applicazioni di connettività di tipo non cellulare. Il modello R&S®CMW290 è una versione economica e compatta per l'esecuzione di misure standard e collaudi funzionali. Il modello R&S®CMW100 è una versione ottimizzata per eseguire collaudi in produzione. Poiché tutti i modelli della piattaforma R&S®CMW sono tra loro compatibili a livello di programmazione, è molto semplice riutilizzare gli stessi programmi di test su altri modelli, ad esempio per il controllo remoto.

Panoramica sulla tecnologia Bluetooth®

Un dispositivo Bluetooth® è tipicamente composto da un host e un controller Bluetooth®, entrambi i quali comunicano tramite l'interfaccia HCI (Host Controller Interface). Lo stack del protocollo Bluetooth® e il codice applicativo girano sull'host, mentre il controller Bluetooth®si occupa delle operazioni in banda base. Le applicazioni utilizzano determinati profili per tradurre alcune funzionalità di un dispositivo Bluetooth®in un servizio (ad esempio una misura di temperatura).

Poiché la tecnologia Bluetooth®continua a diffondersi in ambiti applicativi sempre diversificati, il numero dei profili definiti è in costante aumento. I dispositivi Bluetooth®che condividono gli stessi tipi di segnali in banda base e gli stessi profili per l'interoperabilità sono in grado di comunicare tra loro.

Bluetooth ® Classic

Il termine Bluetooth®Classic viene utilizzato per identificare i dispositiviBluetooth®funzionanti nelle modalità BR (Basic Rate) ed EDR (Enhanced Data Rate) definite nelle originali specifiche fondamentali Bluetooth®versione 1 e superiori. Le principali caratteristiche di questa modalità operativa sono:

  • Funzionamento convenzionale a bassa velocità (BR)
  • Funzionamento con velocità di trasmissione migliorata (EDR)

Sono disponibili 79 canali RFper la trasmissione dati, ciascuno con spaziatura di 1 MHz all'interno della banda ISM a 2,4 GHz. Per prevenire le interferenze presenti nello spettro radio, viene usata la tecnica di salto di frequenza (frequency hopping) tra i canali. Nella modalità adattativa (adaptive hopping), i canali bloccati non vengono utilizzati nella sequenza di salto tra i canali. Mentre la modalità BR utilizza la modulazione GFMSK (Gaussian Frequency Shift Keying) con una velocità di trasmissione dati lorda di 1 Mbit/s, la modalità EDR aumenta la velocità di trasmissione dati ottenibile a 2 Mbit/sutilizzando la modulazioneπ/4‑DQPSKe a3 Mbit/sutilizzando la modulazione 8DPSK.

Applicazioni Bluetooth®

Oggi la tecnologia Bluetooth®si trova ovunque: in auto, negli smartphone, nei computer, nelle cuffiette, nei braccialetti per il fitness, nei giocattoli, nelle case intelligenti, nei dispositivi medici, nelle apparecchiature industriali e in molti altri prodotti elettronici. I campi di applicazione sono praticamente infiniti.

Settore automobilistico

Tutti i principali costruttori di auto offrono sistemi vivavoce compatibili con Bluetooth®. La tecnologia Bluetooth®supporta applicazioni che vanno ben al di là del semplice vivavoce, dando la possibilità di collegare il sistema audio dell'auto alla piattaforma di infotainment, così che guidatore e passeggeri possano ascoltare ciò che vogliono o usare le varie app disponibili per impostare la navigazione, controllare il traffico, consultare le informazioni meteo o cercare informazioni su un ristorante.

La chiave elettronica via radio (OTA, Over-The-Air) trasforma uno smartphone in una chiave virtuale utilizzabile per la gestione di flotte aziendali, servizi di car-sharing e agenzie di noleggio. Il guidatore prenota l'auto desiderata tramite un app sul suo smartphone e il sistema di controllo OTA invia in forma crittografata i dati allo smartphone, che permettono di sbloccare l'accesso all'auto. Nuove app disponibili per gli smartphone utilizzano la tecnologia Bluetooth®per monitorare e diagnosticare le condizioni operative di componenti meccanici ed elettrici.

Ad esempio, il sistema di monitoraggio della pressione delle gomme controlla permanentemente lo stato degli pneumatici allertando tempestivamente il guidatore quando viene identificato un calo di pressione.

Medicina e Salute

La tecnologia Bluetooth®è la soluzione di comunicazione wireless ideale per l'utilizzo all'interno di ospedali e abitazioni. I misuratori di glicemia, livello di ossigeno, battito cardiaco, così come gli inalatori per asmatici e altri prodotti medici con interfaccia di comunicazione Bluetooth®LE, sono sempre più diffusi e apprezzati sul mercato. Ai consumatori piacciono perché possono essere collegati ai loro PC, tablet e smartphone via Bluetooth®. I pazienti e il personale sanitario possono ricevere informazioni critiche in tempo reale, ottenendo una visione più completa e accurata dello stato di salute e della risposta a un piano di cura prefissato. Queste informazioni sono di grande aiuto per monitorare lo stato di salute nel tempo, identificando tendenze e inviando segnali di allarme quando necessario.

Indossabili

Il mercato dei dispositivi indossabili è in rapida crescita e comprende prodotti come tracker delle attività fisiche, occhiali intelligenti, auricolari, tag per localizzare bambini e animali domestici, protesi e ausili medici, terminali montati sulla testa o sulle mani e persino vestiti e stoffe intelligenti. Al momento, la maggior parte di questi prodotti si affida alla tecnologia di connessione Bluetooth®per il suo funzionamento. Dispositivi indossabili per il fitness e il benessere stanno spuntando ovunque sotto forma di braccialetti per monitorare passi, attività fisica e anche stati emotivi. Gli indossabili per applicazioni di infotainment spaziano dalle cuffie audio agli smart watch e smart glass che usano la tecnologia Bluetooth®per collegarsi a una app sullo smartphone. Le applicazioni dei dispositivi indossabili in ambito industriale comprendono l'utilizzo di terminali da usare a mani libere e display trasparenti head-up per migliorare l'efficienza dei processi logistici, la gestione dei magazzini e la sicurezza dei lavoratori.

Elettronica di consumo e domotica

Al giorno d'oggi, la maggior parte dei dispositivi elettronici di largo consumo vengono collegati in rete tramite una connessione wireless intelligente a basso consumo in tecnologia Bluetooth®. L'interfaccia Bluetooth®è presente in praticamente tutti i PC moderni. Centinaia di migliaia di dispositivi Bluetooth®hanno permesso di tagliare i fili di collegamento che legavano gli amanti della musica alle loro cuffie e casse per PC. Anche prodotti di nuovo tipo, come maschere per la realtà virtuale, spazzolini da denti, lampadine, tappetini yoga, utensili e tagliaerba, sono stati equipaggiati con una connessione wireless Bluetooth®. Con un telefono, tablet o laptop in mano, chiunque può controllare le luci, la temperatura, gli elettrodomestici, le finestre, le serrature e i sistemi di allarme della propria casa. Poiché la maggior parte delle persone possiede almeno uno smartphone o un tablet con interfaccia Bluetooth®, praticamente tutti possono usare un dispositivo al quale sono già abituati.

Commercio e servizi di localizzazione

Le proliferazione della tecnologia Bluetooth®sta aprendo la strada a nuovi settori di mercato. I beacon – dei piccoli oggetti che funzionano da radiofaro per trasmettere agli smartphone informazioni sulla posizione tramite una connessione Bluetooth®LE – permettono di realizzare borsellini elettronici e altri servizi basati sulla localizzazione precisa. Le funzionalità dei beacon sono già utilizzate nei centri commerciali per attività di marketing, per facilitare la navigazione in grandi ambienti chiusi come gli stadi e per gestire i pagamenti contactless, ad esempio nei parcheggi. Altre possibilità di utilizzo dei beacon sono negli aeroporti, nelle stazioni e in grandi ambienti che ospitano eventi, dove servono a inviare notifiche su partenze, ritardi e altre informazioni per i passeggeri.

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