Elektroniklerin IoT, Makineden Makineye İletişim ve Bağlı cihazlara yönelmesiyle, tasarım mühendisleri, iki elektronik cihaz arasında bilgi alışverişi yapmak için üstün bir iletişim tekniği modu bulmak için sürekli arayış içindedir. Zaten Varken seçenekler çok adında bir şirket BLE, NFC, RFID, Lora, Sigfox vb gibi seçim yapmak için Cik basitçe gerek kalmadan cihaz hoparlör ve mikrofon kullanarak ses üzerinden veri alışverişini sağlayan bir SDK geliştirdi soyma. Bunun da ötesinde, SDK platformdan bağımsızdır ve ayrıca düşük güçlü veri iletişimini destekler.
SDK, verileri benzersiz bir ses akışına kodlar ve cihaz hoparlörü aracılığıyla oynatır, bu ses akışı daha sonra gerçek mesajı elde etmek için mikrofon kullanılarak herhangi bir cihaz tarafından alınabilir ve kodunu çözebilir. SDK çapraz platformdur ve diğerlerinin yanı sıra Android, iOS, Windows ve python'u zaten destekler. ARM gibi mikrodenetleyici platformlarında da kullanılabilir ve ESP32 ve Raspberry Pi gibi geliştirme platformunu destekler. Chirp ve olası uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinmek için Circuit Digest, birkaç soruyu tartışmak için Chirp CTO'su Dr. Daniel Jones'a başvurdu. Aşağıda özetlenen cevaplar
1. chirp'in arkasındaki teknoloji nedir ve nasıl çalışır?
Chirp, ses dalgalarını kullanarak bilgi aktarmanın bir yoludur. Radyo frekanslarını kullanan Wi-Fi veya Bluetooth'un aksine, Chirp, herhangi bir bilgisayar hoparlörü kullanılarak çalınabilen (iletilebilen) ve RF çipleri gibi herhangi bir ek donanıma ihtiyaç duymadan herhangi bir bilgisayar mikrofonundan alınabilen tonlarda verileri kodlar. Bu, Chirp'in cep telefonları, Dizüstü bilgisayarlar, PA sistemi vb. Gibi içinde hoparlör ve mikrofon bulunan herhangi bir tüketici cihazında kullanılmasını sağlar ve YoutTube akışı veya TV yayını yoluyla bile bilgi aktarabilir.
Hoparlörden çalınan şifreli işitilebilir tonlar insanlara duyarlıdır ve küçük bir dijital kuş şarkısı gibi ses çıkarır, dolayısıyla "cıvıltı" adı verilir. Ancak, bilgisayar hoparlörü ve mikrofonun aslında insan kulağının duymadığı ultrasonik frekanslarla da çalışabileceği gerçeğinden de faydalanabiliriz, bu şekilde bilgiyi duyamadığımız ses üzerinden de iletebiliriz.
2. Çevremizde BLE, NFC, RFID, LoRa vb. Gibi birçok kablosuz iletişim protokolü varken. Neden hala cıvıltıya ihtiyacımız var? Onunla benzersiz olan nedir?
Bunun bir nedeni, Chirp'in aşırı derecede düşük sürtünmesi olacaktır. Bluetooth veya Wi-Fi'den farklı olarak, Chirp'i, eşleştirmeye gerek kalmadan çevremdeki herkesle bir mesaj paylaşmak için birden fazla iletişimi başlatmak için kullanabilirim. Odanın veya masanın etrafındaki herkesle bir şeyi hızlı ve kolay bir şekilde paylaşmayı çok daha kolay hale getirir. Daha önce tanışmadığım insanlarla bağlantı kurmak veya daha önce tanışmamış olabileceğim bir makineyle etkileşim kurmak için çok kullanışlı oluyor. Örneğin akıllı bir dolabı açmak veya bir kartvizit paylaşmak vb.
Bunun dışında, çoğu zaman Chirp'in Peer to Peer İletişimde de kullanıldığını görüyoruz. Örneğin, Hintli bir otobüs şirketi Shuttl, kişinin otobüse binip binmediğini ve biletinin kullanılıp kullanılmadığını kontrol etmek için otobüs şoförü ve yolcu arasında Chirp kullanıyor.
3. Chirp ile ağ iletişimi kurmak mümkün müdür? Birden fazla cihazla iletişim kurabilir miyim?
Evet, ses hakkında hatırlanması gereken en önemli şeylerden biri, çok fazla iletişim türü olmasıdır, yani vericimizin duyulabilir aralığındaki yakınlarda olan her şey sesi duyacak ve verileri alacaktır. Bunun hem avantajları hem de sınırlamaları vardır. Avantajı, çok noktaya yayın paylaşımı için çok kolay olmasıdır. Örgü ağ oluşturma gibi şeyler için muhtemelen işe yarayacaktır, ancak birbirlerinin işitme aralığında bir dizi alıcıya ihtiyacınız olacaktır. Bu nedenle, normalde chirp'i birden fazla yayın senaryosu için daha fazla kullanma eğilimindeyiz.
4. Chirp herhangi bir eşleştirme olmadan nasıl çalışabilir? Bu, veri güvenliği sorunlarına yol açar mı?
SDK'mızın nasıl çalıştığını gösteren "Chirp Messenger" (Android ve iOS mağazasında mevcuttur) adında çok küçük bir Demo uygulamamız var. Bir mesaj göndermek için, kullanıcı mesajı yazabilir ve gönder tuşuna basarak mesajı sesli bir tona yerleştirebilir ve telefonumun hoparlöründen çalabilir. Dolayısıyla, geliştirici kitimizi çalıştıran yakındaki herhangi bir cihaz, bu ses tonlarını mikrofon aracılığıyla alabilir. Bu ses tonlarının kodu kurucu frekansa çözülür ve gerçek mesajı elde etmek için gürültü ve bozulmanın etkilerine karşı koymak için hata düzeltmesi uygulanır. Bu şekilde Chirp tamamen özgürleşiyor, tek gereken tonları duymak ve onları çözmek.
Bazı güvenlik özelliklerini mevcut protokole katman olarak eklemek gibi, hassas verileri Chirp aracılığıyla gönderirken kullanılabilecek bazı güvenlik uygulamaları vardır. Chirp sadece bir aktarım ortamı olduğu için bu tonlara her şeyi yerleştirebilirsiniz. Örneğin, verilerinizi bir çip üzerinden göndermeden önce şifrelemek için RSA veya AES şifrelemesini kullanabilir ve ardından açık anahtarlı kriptografi kullanarak şifresini çözebilirsiniz.
5. Chirp, düşük güçlü yerleşik denetleyicilerle kullanılacak kadar küçük mü? Ne kadar güç tüketir?
SDK'mızı mümkün olduğunca optimize etmeye çalışıyoruz. CPU döngüsünü azaltmak için koddaki her gereksiz bit ve baytı kesen harika bir gömülü DSP ekibimiz var. Bunun nedeni, alım gördüğümüz en büyük alanlardan biri gömülü alan çipidir. Özellikle düşük güç ve düşük özellikli IoT cihazı ile iletişim kurmak istiyorsanız. SDK'mız, 100kB'den daha az RAM ile 90Mhz frekansında çalışan bir ARM Cortex M4 işlemcide bile çalışabilir.
Geliştirme panolarımızda ölçülen Cortex-M4 denetleyicilerindeki güç ölçümleri, aktif olarak dinlerken yaklaşık 20mA ve saniyede 90M döngü ile uyandırma modunda 10uA'dan azdı. Sesle uyandırma modu, her zaman mikrofonda sıfır güç üreten Vesper adlı bir üreticinin süper düşük güçlü mikrofonlarını kullanır. Bu şekilde mikrofon, sesi aktif olarak listeleyecek ve bir chrip duyduğunda, Cortex denetleyicisini uyku modundan uyandırarak verilerin kodunu çözecektir.
6. Chirp İletişimi için iletişim aralığı ve yükü ne olabilir?
Menzil açısından her şey, sinyalin hoparlör tarafından ne kadar yüksek iletildiğine bağlıdır. Yayının hacmi ne kadar yüksekse, menzil o kadar fazla olur, bunun nedeni mikrofonların önce duyması gereken bilgileri almasıdır. Yayan cihazın ses basıncı seviyesini kontrol ederek aralığı oldukça basit bir şekilde kontrol edebiliriz. Uzak uçta, verilerinizi yüzlerce metre öteye aktararak tüm stadyuma bir cıvıltı yayınlayabilir veya hoparlör hacmimizin bir oda içindeki verilerinizi iletmesini azaltabilirsiniz.
Veri hızı açısından, akustik kanal gürültülüdür ve bu nedenle Bluetooth veya Wi-Fi ile rekabet etmek için kullanılabilecek bir hız değildir. Megabitlerden değil saniyede yüzlerce bitten bahsediyoruz. Bu, Chirp'in token değerleri vb. Gibi küçük verileri göndermek için kullanılması için önerildiği anlamına gelir. En hızlı protokollerimiz 2,5 kb / sn hızında çalışır, ancak bunlar kısa menzilli NFC tarzı senaryolar içindir. Çok uzun bir aralıkta veri hızı saniyede 10 bit olacaktır.
7. Veriler ses dalgaları kullanılarak değiş tokuş edildiğinden, çevresel gürültüden nasıl etkilenmeyecek?
Açıkçası çevremiz inanılmaz derecede gürültülü, restoranlardan endüstriyel senaryolara kadar arka plan gürültüsü her zaman mevcuttur. Aslen gürültülü bir ortamda akustik olarak nasıl iletişim kurulacağı sorununa bakan University College London, Computer Science Lab araştırmasından çıktık. Ve bu sorunu çözmeye çalışan çok sayıda doktora ve profesörümüz var. Burası birçok araştırmanın odaklandığı yerdir ve bu alanda birden fazla patentimiz var.
Bunun bir kanıtı olarak, İngiltere'de bir nükleer enerji santralinde başarılı bir şekilde faaliyet gösterdik. EDF enerji adlı bir şirket tarafından, savunucuları takmamız gereken 100 desibele kadar inanılmaz derecede sağır edici arka plan ortamlarında 80 metrenin üzerinde ultrasonik yükler göndermemiz için işe alındık. Yine de 18 saatlik bir ekipman testinde% 100 veri bütünlüğüne ulaşmayı başardık.
8. Chirp tarafından desteklenecek diğer düşük güçlü donanım platformları nelerdir?
ARM Cortex M4 ve M7 için zaten kararlı bir SDK'ya sahibiz ve daha sonra, kayan nokta mimarisi olmayan sabit nokta işlemcisi olan ARM Cortex M0 için yalnızca SDK göndermek için çalışıyoruz. Ayrıca ESP32'yi Arduino platformu üzerinden destekliyoruz ve son derece verimli süreçler için FPGA desteğini de araştırmaya başladık.
9. Chirp şu anda nerede kullanılıyor, bize birkaç örnek kullanım örneği verebilir misiniz?
Yakınlık algılama gerçekten iyi bir uygulamadır. Çünkü sadece yakınınızdaki insanlar cıvıltılarınızı duyabilir, bu, etrafınızda kimin olduğunu bilmek için bir buluşsal yöntem olarak kullanılabilir. Chirp, Roblox adlı devasa bir sosyal oyun platformu tarafından genç oyuncuların yakındaki diğer insanları ultrasonik cıvıltıları kullanarak etkili bir şekilde tespit etmelerinin bir yolu olarak kullanılıyor. Bu şekilde cep telefonumu çıkarabilirim ve bir oyun seansını başlatmak için odadaki diğer oyuncular tarafından keşfedilecek ultrasonik bir işaret görevi görür.
Ayrıca, Chirp kullanarak iç mekan navigasyonunda onlara yardımcı olmak için büyük bir toplantı odası şirketiyle bir ortaklık kurmak üzereyiz. Bir binada odadan odaya yürürken, cihazınızın hangi odada olduğunuzu bilmesi oldukça önemlidir. Bu organizasyonla, chirp'i dizüstü bilgisayarınızın veya cep telefonunuzun şu anda hangi odada olduğunuzu ve bir toplantı odasına bağlantı yapmanızı sağlar.
10. Chirps SDK için lisans koşulları nelerdir? Ne tür bir sadakat söz konusudur?
Küçük işletmeler, hobiler ve DIY yapımcıları için Chirp, aylık 10.000 aktif kullanıcıya kadar tamamen ücretsizdir. Bunun nedeni, gerçekten bizim teknolojimizi kullanan insanları ve geliştirici topluluğunun onu denediğini görmek istiyoruz. Bunun dışında küçük işletmeleri de desteklemek istiyoruz. Daha büyük işletmeler ve müşteriler için yıllık ücret alma eğilimindeyiz