為物聯網設備實現可靠且廣泛的可視性是一項持續且雄心勃勃的挑戰。世界上仍有一些地區幾乎無法觸及，資產或設備無法被追蹤。傳統技術，如蜂窩網絡、LoRa和Wi-Fi，由于范圍有限或需要昂貴的基礎設施而無法滿足需求。Hubble Network致力于解決這一挑戰，并通過采用Silicon Labs（芯科科技）的安全、高射頻性能MG24無線SoC創建了全球首個由超過9,000萬個地面網關和一組近地軌道衛星（low-earth orbit satellites）驅動的全球低功耗藍牙（Bluetooth LE）網絡。點擊文末的閱讀原文按鈕或訪問鏈接以深入了解本成功案例：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/hubble-network-utilizes-silicon-labs-mg24-in-its-global-bluetooth-le-network
Hubble的兩項關鍵創新為這一突破鋪平了道路。首先，該公司開發了一種專有2.4GHz無線協議，顯著擴展了藍牙設備的通信范圍。該協議基于開源Zephyr RTOS，并通過Hubble的軟件開發工具包讓集成變得簡單，開發者只需一行代碼即可開始啟用。借助芯科科技的MG24 SoC，Hubble的專有協議實現了與現有設備的無縫集成，無需任何硬件更改。其次，Hubble構建了一個衛星無線接收器，其中包括一個由100多個天線組成的高性能相控陣（high-performance phased array），它們協同工作以放大并聚焦信號。現有嵌入式設備可以在不到5分鐘內完成配置。
值得一提的是，Hubble已通過SpaceX Falcon 9火箭發射了一顆搭載相控陣的近地軌道衛星，實現了地球與太空之間首次直接的藍牙傳輸。新部署的衛星成功解碼了來自標準藍牙芯片、距離超過600公里的信號包，這一突破為低成本、高可靠性的全球追蹤應用帶來了巨大的潛力。
重新定義低功耗藍牙在遠距離連接應用的極限
對物聯網開發人員而言，在考慮遠距離連接應用的技術選項時，低功耗藍牙可能看起來并不是最優先的候選方案，這是因為大多數藍牙設備的典型范圍通常以米為單位，更不用說達到650公里——這是連接近地軌道衛星所需的距離。然而，藍牙其實一直是傳統短距離資產跟蹤（Asset Tracking）的首選標準，幾乎無處不在，擁有數十億設備和成熟的開發生態系統。
對此，Hubble的想法是基于在藍牙設備上使用專有的2.4 GHz協議，并結合創新的信號設計來實現所需的遠距離連接。通過降低比特率、使用錯誤控制，以及修正多普勒頻移和大氣損耗等因素來達成遠距離傳輸的目標。
隨著Hubble開發出其2.4GHz專有協議并結合MG24 SoC提供安全、省電且具備高射頻性能的無線解決方案，終于將標準低功耗藍牙設備直接連接到衛星，并接入全球超過9,000萬個地面網關的現有網絡，而無需任何新硬件，這一能力蘊含巨大潛力。將全球最普及的無線協議重新構想為真正的全球網絡，開啟了遠程環境監測、全球資產追蹤、野火檢測以及工業物聯網的新領域，這些都是無可比擬的。
構建全球無線網絡，無需新增硬件或額外負擔
Hubble非常重視避免給客戶增加任何設計負擔，因此優先選擇現成的芯片。由于藍牙在當今連接設備中的普及性，它的廣泛應用使其成為邏輯上的芯片選擇。該公司與潛在客戶討論他們所使用的供應商時，芯科科技始終是被頻繁提及的名字，尤其是在遠程傳感和固定資產靜態傳感應用中，這些應用依賴芯科科技的高性能2.4 GHz射頻、低功耗和安全性。這讓Hubble明確了努力方向，以惠及最廣泛的市場。
MG24 SoC廣受開發者青睞的原因有幾點。首先是高安全性，它搭載的Secure Vault? High 版本提供安全啟動、安全調試，并防護邏輯和物理攻擊。每個設備通過物理不可克隆函數（PUF）生成唯一的加密密鑰，確保即使閃存被訪問，其內容也無法解密。其次，MG24支持Hubble基于Zephyr 構建的軟件開發工具包，簡化了集成過程，讓開發者只需一行代碼即可開始。最后，MG24強大且經過現場驗證的射頻性能和RAIL（Radio Abstraction Interface Layer）API為開發者提供了卓越的控制和靈活性，開箱即用。
展望低功耗藍牙用于遠距離連接應用的未來
目前，Hubble已有7顆衛星在軌，能夠接收來自地面藍牙終端的信號，發射功率范圍在13 dBm至20 dBm之間。如今，該系統保證每天至少一次全球覆蓋，使用戶無需任何地面架構即可在任何地方安排上行鏈路。除了簡單的連接，Hubble平臺還增加了強大的功能：擴展的遙測支持允許溫度、運動或其他傳感器數據包含在每包最多13字節的負載中；通過REST API和Webhook實現實時數據傳輸，與ERP系統等下游客戶應用無縫集成；企業級儀表板提供直觀的可視化和分析。更棒的是，現有移動應用或嵌入式設備可以通過輕量級SDK 即刻升級為本地掃描節點——無需新增硬件即可擴展覆蓋范圍。
據悉到2027年，該公司將開始發射下一代衛星，能夠接收低至4 dBm的信號。當完整的60顆衛星星座投入運行時，客戶將在全球每個角落實現持續覆蓋。盡管這一成就令人驚嘆，但仍有一些場景衛星不是最佳解決方案。例如，在金屬容器或室內跟蹤資產時，如果沒有地面網絡，覆蓋將無法實現。
為滿足這些需求并滿足客戶的即時解決方案，Hubble與Life360合作，成為全球最大藍牙網絡之一的一部分。該地面網絡已廣泛可用，使用標準藍牙協議進行通信。Hubble設計了靈活且兼容現有硬件的SDK，包含兩個模塊：地面網絡模塊和衛星網絡模塊。這種模塊化方法使客戶能夠根據覆蓋需求進行調整。如今，隨著超過9,000萬個接入點分布在北美、歐盟及其他全球地區，Hubble正在邁向實現可靠、低功耗全球覆蓋的目標，未來可望逐步彌合覆蓋差距，并且無需新增硬件或復雜基礎設施。
掃描以下二維碼，關注芯科科技的社交媒體平臺
