利用藍牙智慧(Bluetooth Smart)的低功率特性，近接標籤(Proximity Tag)已成為極受歡迎的應用，使用者能在任何昂貴或是容易遺失的物品上貼標籤，然後使用應用程式來追蹤這個標籤。
雖然許多企業已提供各種應用程式，但底層Bluetooth Smart的運作對用戶的體驗影響極大，並且也是眾多新創企業的成敗關鍵。
對於曾經花時間、急得團團轉，努力想找到鑰匙、皮夾或甚至是小孩的人而言，Tile、Protag、TrackR、Hippih、Pally及Audiovox等眾多公司所接連推出的追蹤裝置和相關應用程式無疑是一大福音。這些標籤的感應範圍最遠到30公尺(或100英尺)，可以貼在任何會移動或被遺忘的物品上，能發出蜂鳴聲、嗡嗡聲、特定聲音，或使用者在智慧型手機上所設定的音樂，視設計而定，藉此提醒使用者注意物品已經超出範圍。
標籤的設計各有不同，影響因素包括標籤本身蜂鳴器的音量(視種類不同，從50dB至80dB)、價格、精確度、反應時間、雷達功能、地理圍欄(Geo Fencing)、群眾外包/查找(Crowd-sourcing/Finding)功能(通常基於伺服器)、尺寸外觀、支援平台(iOS、Android)，當然還有電池壽命。電池壽命從6至12個月不等，有些則是採用充電電池。其中群眾外包/查找功能特別有趣，只要社群內的使用者越多，則在公園、餐廳或海灘找回失物的機率越高。
這些標籤能在1英寸×1英寸的尺寸內整合上述提到的所有無線功能，而且續航力達6至12個月，Bluetooth Smart發揮很大的作用；Bluetooth Smart又被稱為低功率藍牙(Bluetooth Low Energy, BLE)，這些標籤裝置都運用到這項底層無線通訊技術。
低功耗/數據安全保護加持 Bluetooth Smart雀屏中選
藍牙自1994年開始就被運用於各種形式。由愛立信(Ericsson)所發想，原先的意圖在於讓萬物皆具有低功率連結能力，但很快地就被限縮至人機介面裝置(Human Interface Devices, HID)，像是鍵盤滑鼠、音訊裝置。隨後，免手持行動電話成為主要的應用。
然而，在功耗問題獲得解決，以及Bluetooth LE於2010年成為Bluetooth 4.0規格的一部分後，Apple於2011年將其加入iPhone 4S，連帶帶動了Bluetooth Smart的快速發展。在許多方面來說，Bluetooth Smart不僅不同於傳統藍牙(Classic Bluetooth)(之前的Bluetooth 4.0)，並且更加具有吸引力，因而獲低功率近接標籤廣泛採用。
一般來說，Classic Bluetooth射頻在3伏特會汲取約40毫安培(mA)的電流，而最佳等級的Bluetooth Radio能在0dBm輸出的狀態下於3伏特時汲取小於5毫安培(mA)的電流，而且在許多環境中傳輸範圍仍可達50公尺。
在一些應用中，Bluetooth Smart的平均功耗可能只有Classic Bluetooth的百分之一，這是因為Bluetooth Smart裝置有相對長時間的睡眠模式。
相對於Classic Bluetooth的喚醒時間需要100毫秒(ms)，Bluetooth Smart僅需6ms，並能在3ms內立即發送驗證數據，不像Classic Bluetooth要1秒之久。Bluetooth Smart並提供了128位元的銀行等級加密技術(AES-128)來保護數據安全。
Bluetooth Smart實際上劃分為兩大規格：Bluetooth Smart及Bluetooth Smart Ready，唯一的差別在於Ready指具備了智慧型手機或電視機等主控制器裝置所需的規格(表1)。
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| 表1 Bluetooth Classic與Bluetooth Smart特徵對照表 |
Bluetooth Smart射頻晶片已被內建於電池供電的單機式裝置中，見於各種應用，包括在購物者進入傳輸範圍時，將廣告訊息推播給購物者，乃至於機器人追蹤器，當然還有健身設備等。這也使得Bluetooth規格調整趨向適合近接標籤應用，可憑單顆鈕釦型電池運作長達一年時間。
Bluetooth Smart實作差異
儘管Bluetooth Smart保證省電，技術實作方式的差別對於系統功耗及電池壽命仍有莫大影響。在選擇搭載近接標籤的Bluetooth Smart射頻系統單晶片(SoC)時，主要的選擇標準包括尖峰電流消耗、隨著時間變化的功耗(考量應用的需求)、接收器靈敏度(標籤要靠從智慧型手機傳來的訊號才能得知手機是否超出範圍)，以及憑單顆小型電池即能運作的能力，通常是最小尺寸的鈕釦型電池。
實際應用上，電池壽命也受訊號間隔(標籤多久發送一次)影響，所以比較裝置數據時，要確定所引用的數據其操作條件都相同或極為相似。為了更詳細了解標籤運作時的能源消耗情況，工程師必須決定每一次發送/接收所消耗的電荷與時間的相對關係。這些參數包括：
再者，必須考慮Bluetooth Smart SoC中應用程式碼能使用的處理器資源。如果是完整的獨立解決方案(Fully Hosted Solutions)，不假求外部微控制器，便能進一步節省設計時間、成本和空間。
在選擇Bluetooth Smart射頻晶片時，有時會忽略其他重要考量。功能性整合度高低將決定製造藍牙發射器(Beacon)外部元件的數量。需要的元件越少，設計越省力，終端產品的成本也隨之降低。較少的元件也帶來尺寸更小更可靠的產品。如果Bluetooth Smart廠商能提供參考設計和已驗證的軟體，也能增加設計容易度。
近接標籤參考設計借重SoC技術
良好的參考設計依賴強大的SoC為基礎。目前已有業者推出相關設計，如戴樂格(Dialog)的DA14580「SmartBond」SoC整合了Bluetooth Smart射頻晶片和ARM Cortex-M0應用處理器，以及智慧型電源管理。此處理器及晶片上數位和類比周邊可透過多達32個通用型之輸入輸出(GPIO)接取(圖1)。
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| 圖1 DA14580設計架構圖 |
為協助工程師設計近接標籤及加速工作，DA14580附有SmartTag參考設計。這點完備了所需的效能，包括LED和蜂鳴器，利用視覺與聽覺的訊號發出失聯(Link-loss)或尋我(Find Me)警訊，以及停止警報聲響的按鈕等。DA14580也支援無線傳輸(Over the Air, OTA)軟體更新，讓客戶端裝置能輕鬆透過遠端無線升級。DA14580同時運行應用程式和Bluetooth堆疊，由單顆CR2032電池供電。為了降低物料清單，標籤的核心系統僅需要5個被動元件，無需32kHz XTAL。
DA14580的參考設計在主動模式的尖峰消耗電流為5mA，在待機模式則少於600奈安培(nA)，採用典型的近接標籤形式，備有電路圖、布局資訊、使用手冊、測試報告、原始碼及SmartTags應用程式原始碼。
由於超低功耗以及成熟的產業，Bluetooth Smart的應用越來越廣泛多元。然而隨著應用程式出現的速度加快，良好的參考設計至關重要，工程師必須把握時機加快腳步。近接標籤即為典型的例子，許多公司競逐沙場，但是隨著功耗及可靠的連接度逐漸成為區別的關鍵，其中大部分的企業都將鎩羽而歸。
(本文作者為戴樂格產品行銷事業群經理)