低功耗蓝牙正在重塑医疗设备

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低功耗蓝牙简介

在我们的两部分系列的第一部分中，我们正在探索低功耗蓝牙的背景以及它如何改变互联医疗设备的世界。

物联网 (IoT) 为互联设备带来了新的应用。制造商正在超越耳机和键盘。这些新用例之一特别引人注目：应用程序较少依赖连续流，而是定期中继少量数据。在传感器应用中尤其如此，其中远程外围设备正在中继有关其周围环境的信息，例如恒温器、安全传感器或医疗监控设备。与此同时，蓝牙标准的进步使这些新应用成为可能。

经典蓝牙和低功耗蓝牙简史

蓝牙感觉就像它永远存在一样。事实上，最初的规范是发布的于 1998 年发布，第一款免提耳机于 1999 年上市。从那时起，它就被用来连接从电脑鼠标和键盘到便携式扬声器和耳机的各种设备。现在称为经典蓝牙，覆盖 79 个通道，传输速度高达 3Mb/s，传输距离最远可达 50 米，这使其可用于数据传输、流式传输音频以及与其他智能手机共享图片等。

虽然许多使用经典蓝牙的设备都是电池供电的（至少是外围设备），但电源从来都不是问题——因为这些组件的设计是为了方便充电和更换电池。如果您的电脑鼠标的电池只能维持几天也没关系。您只需插入充电线或更换电池即可。毕竟，最初的 802.11 规范可传输 2 兆比特每秒 (Mb/s)，而后续的 802.11b 只能传输 11 Mb/s。这使得经典蓝牙的 3Mb/s 对相对广泛的应用具有吸引力。

为了支持新的部署模型，使设备在电池更换之间可以使用更长的时间，甚至数年，行业不断发展，设计了一种新的低功耗通信标准。诺基亚于 2010 年首次针对这一目标开发了早期协议规范。该诺基亚规范已被蓝牙特别兴趣小组 (SIG) 采用，并标准化为低功耗蓝牙 (BLE)，作为蓝牙 4.0 协议的一部分。 BLE 协议使用与经典蓝牙相同的 2.4 GHz ISM 频段，但在跳频扩频方面采用不同的方案，此外还有一些其他重要差异。

BLE 标准的出现是为了支持较低的带宽速率，范围从 125 Kb/s 到 2 Mb/s，除了经典的面向连接的模式之外，还包括新的无连接模式。 BLE 最大的进步是其对节能的关注。默认情况下，BLE 外设处于休眠状态，直到准备好传输数据。结合较低以较低数据速率传输期间的功耗，BLE 设备的功耗通常仅为使用经典蓝牙的设备的 1-5%。它们的功耗在 15-20 微安范围内，这意味着标准纽扣电池可以为大多数 BLE 设备供电数年。

重塑医疗物联网

合理的数据传输速率加上低功耗使 BLE 设备对耳机和恒温器等消费应用具有吸引力，但这只是故事的一部分。这些相同的属性也使 BLE 成为联网医疗设备（也称为医疗物联网 (IoMT)）的理想选择。例如，血糖监测仪可以使用 BLE 将血糖水平转发到智能手机以方便监测。在医院环境中，附加到设备上的廉价 BLE 标签可以使库存跟踪和定位变得更加容易。此外，BLE 对大量连接外设的支持使其在临床或医院中更有价值它的环境可能涉及数百（或数千）个连接的医疗设备。例如，考虑护士的监测站。借助 BLE，您可以让所有楼层的心电图和其他患者监护设备将遥测信息转发到中央位置。这与心脏监测器和健身手表等健康相关可穿戴设备背后的理念相同，所有这些设备都通过 BLE 传递脉冲信息。

放弃电缆、笨重的电池并实现智能手机通信是向前迈出的一大步。但与任何创新一样，也存在不可避免的风险。就医疗设备而言，这些风险不仅仅会造成音频质量或电池寿命下降等不便。对于 IoMT，设备风险会直接危及患者安全。

在下一部分中，我们将讨论医疗设备中快速采用 BLE 通信所带来的一些风险。您可以在这里阅读。​

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