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设计蓝牙手链系统，用于接触跟踪

文章：亚瑟·埃尔希米

1Manbetx
2020-09-03
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这是一个手镯系统设计如何发送数据到服务器，并使用RSSI和RTLS技术检测彼此的接近。

各国政府和组织正在部署各种各样的技术解决方案，以制定应对COVID-19大流行的战略。有一项技术得到了广泛的关注蓝牙联系跟踪．这种无线协议无处不在，成本效益高，使用简单。

最初，开发人员使用智能手机蓝牙技术来执行联系追踪，但这种方法被证明是有问题的，因为世界上并不是每个人都拥有(并操作)智能手机。智能手机的替代品是的蓝牙手镯它的价格可能只有几美元，这让很多人都负担得起。与智能手机相比，手镯还具有隐私优势。许多国家和政治机构已经对智能手机收集的用户数据心存警惕，但手环不需要用户提供任何信息，只需要给用户分配识别号码，用户就可以保密。

编者注:本文是AspenCore特别项目的一部分，该项目是一个探讨应对冠状病毒大流行的设计剖析的相关文章集合。万博投注网址请参阅本文中的所有文章特殊项目在下面。

手镯已经在世界上几个不同的地区部署。新加坡将追踪手镯部署到6月份的570万居民巴林早在4月份就宣布向市民发放类似的手环。虽然这些事件是这种追踪技术潜力的积极指标，但为了最好地实现蓝牙手环接触追踪系统，还有许多因素需要考虑。

例如，隐私问题是合法的，所以我们需要小心翼翼地接近设计问题。本教程介绍了蓝牙手镯的一些重要设计考虑因素。然而，本教程绝不反映了公众接受或显示了手镯的健康影响分析。

手镯系统概述

与互联网一样，由服务器和个人计算机组成，蓝牙手链系统由数据库/服务器和最终节点组成，即AKA Bracelets。为了最大限度地提高用户的机密性，可以从数据库中排除所有用户信息。数据库充当各个手镯收集的所有信息的集线器。手镯的复杂性可以根据设计目标而变化。从一开始就解决的重要问题是：

手镯是为集中式还是分散式方法构建的?
成本边际是多少?
我们是在寻找最小限度的追踪设备，还是在考虑在手镯上集成更多的健康设备来检测佩戴者的症状?

该系统的一个重要方面是手镯如何将数据发送到服务器。蓝牙手镯可以检测彼此的距离使用接收信号强度指示器（RSSI）或实时定位系统（RTL）技术。然而，他们最终需要连接到Internet来将数据转发到服务器。他们还需要从服务器获取读数，以确定他们之前接触过的手镯是否呈阳性。

那么他们如何连接到服务器？这里有一些选择。承载蓝牙芯片和管理接触跟踪的非常相同的手镯可以承载执行LTE的另一个芯片，并通过蜂窝基础设施与服务器通信。这种方法可能会提高成本。

另一种替代方案可以通过智能手机将手镯连接到服务器。每个智能手机都有蓝牙技术，可以充当手镯的桥梁连接到互联网并访问数据库。这种情况的缺点是需要智能手机。

最后一种可能是为手镯基础设施添加网关。网关使用蓝牙无线电，与手镯的一端进行数据交换。另一端通过Wi-Fi、LTE或以太网接入互联网。在这种情况下，用户将被要求走在附近或开车通过网关亭，这样他们的数据就可以被收集。这些网关将部署在城市和郊区，这样用户就可以无缝地访问它们。当然，创建这些网关亭会增加成本。

蓝牙手链系统包括服务器，网关和终点（手镯）。

退役和过期

另一个在提前做出的制度是退役日期。手镯希望采取行动，并在拯救生命中进行工作，并帮助恢复经济，但是，我们必须对这些为紧急情况的这些系统提供限制。这样做的最佳方法是在紧急结束后停用系统，保证用户的数据不会被用来反对它们。这也适用于服务器和手镯。手镯可能有一个到期日，此时设备将停用。

这就带来了另一个重要的问题:废物管理。紧急情况结束后，手镯到底要去哪里?人们会处理掉它们吗?在这种情况下，应该考虑处置时，决定使用哪种材料。另一种处理方法是回收利用。手镯的设计很简单，由蓝牙芯片系统(SoC)、天线、硬币电池和手镯本身的塑料材料制成。在一些小的经济刺激下，让人们在任务结束后归还手镯将是一个可行的选择，这样可以减少电子垃圾，并使供应商能够将复杂的电子产品用于其他用途。

可用的构建块

蓝牙手镯为追踪联系人提供了一种有趣的解决方案，许多已经在使用。拥有半导体硬件设计以及封装和材料科学知识的工程团队已经做好了进一步完善这一解决方案的准备，以在这场健康危机中帮助民众。这类技术的需求迫在眉睫，开发者需要在产品设计中融入隐私、安全和退役策略，以确保产品的整体成功。

这这是本系列的第4部分，也是最后一部分关于Covid-19的蓝牙接触式追踪解决方案提供了对蓝牙手链的关键构建块的详细处理。

编者按本文仅用于一般信息，并提供了一个不断发展的特定开发情况的概述。它不打算，也不应该被解释为公共卫生指导。- - - - - -马吉德艾哈迈德

亚历·埃尔希米是Silicon Labs物联网无线解决方案的RFIC设计工程师。

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