Сегодня две главные доминирующие тенденции — развитие носимой электроники и интернета вещей. Мир завоёвывают фитнес-трекеры и умные часы, а совершенно обыденные и простые по своему назначению бытовые устройства обзаводятся невиданными ранее возможностями и собственными IP. Раньше нас манил сам факт подключения к сети, и развитие гаджетов было подчинено идее улучшения способов коммуникации. Сегодня же наступает новая эпоха: мы превращаемся в центры крошечных сетей имени себя. Мы начинаем окружать себя устройствами, регистрирующими наше физической состояние, перемещение в пространстве и вид активности, создавая круглосуточные логи нашего бытия. Наши жилища постепенно наполняются приборами и устройствами, которыми можно (и нужно) управлять дистанционно и централизованно. В результате смартфон будет обретать всё большее значение как некий центр, куда стекается информация со всевозможных трекеров, датчиков, умных лампочек и прочих многочисленных высокотехнологичных сателлитов. Очевидно, что в этих условиях необходим некий общепринятый протокол связи. И одним из наиболее перспективных претендентов на эту роль является протокол ANT+, реализованный в YotaPhone 2.
Что такое ANT+
Это проприетарный протокол, разработанный для обмена данными с сенсорами, находящимися в ближней зоне. В основном это:
- датчики сердечного ритма,
- датчики скорости,
- шагомеры,
- счётчики калорий,
- датчики кровяного давления,
- весы,
- датчики температуры и многое другое.
Для этого мобильное устройство (смартфон, планшет, умные часы, велокомпьютер и т.д.) должно быть оснащено модулем беспроводного связи, поддерживающим передачу по протоколу ANT+. В YotaPhone за это отвечает микросхема WCN3680 от компании Qualcomm. Данные передаются на частоте 2,4 ГГц, в диапазоне ISM (Industrial, Scientific, Medical — промышленный, научный, медицинский), при этом используется та же полоса пропускания, что и у Bluetooth. Радиус действия связи по протоколу ANT+ составляет в среднем 30 м.
ANT+ является адаптивным синхронным протоколом. Сеть ANT+ состоит из логических соединений между двумя нодами. Внутри каждого соединения один нод является master, a другой — slave. Однако тот же самый slave может быть master по отношению к другому ноду, с которым он составляет иное логическое соединение. В ANT-сети любой нод может соединяться с любым нодом.
Логическая схема работы протокола ANT в Android:
Сравнение с Bluetooth
Учитывая общую частоту и полосу пропускания, чем же тогда различаются ANT+ и Bluetooth?
- Разная структура пакетов.
- Разное количество каналов: ANT+ — 83 (микросхема WCN3680 поддерживает 79), Bluetooth Low Energy — 40.
- Разный интервал между каналами: ANT+ — 1 Гц, Bluetooth LE —2 Гц.
- Разная дальность приёма: ANT+ — 30 м, Bluetooth LE — 50 м.
Однако все эти различия не дают ответа на вопрос: зачем нужен ANT+, если есть Bluetooth? Всё дело в энергопотреблении. В этом отношении ANT+ показывает высокие результаты: некоторые мобильные устройства могут работать около года на одном заряде батареи. Если сравнивать ANT+ и Bluetooth Smart, то:
- У них одинаковое потребление энергии в спящем и активном режимах.
- ANT+ меньше потребляет при объявлении сервиса (advertising).
- ANT+ меньше потребляет при сканировании и инициировании сеанса связи.
- ANT+ требуется меньше транзакций для каждого этапа сеанса связи.
- При отправке одного объёма данных ANT+ пересылает меньше дополнительной информации.
Экономия энергии по каждому из этих пунктов не велика, но в сумме набегает более чем существенная разница: ANT+ на 25-50% более энергоэффективен, чем Bluetooth Smart.
Есть у этого протокола и ряд других преимуществ. Например, благодаря разной топологии сетей, ANT+ позволяет реализовать гораздо больше пользовательских сценариев соединения. Кроме того, служба ANT+ для Android позволяет одновременно запускать несколько независимых приложений, использующих один модуль связи.
Заключение
Несмотря на проприетарность самого протокола, количество и состав внешних устройств, подключающихся к гаджету, ничем не ограничен. Разве что количеством радиочастотных каналов. То есть вы можете одновременно принимать информацию с самых разных датчиков, в зависимости от решаемой задачи. На данный момент это, в основном, относится к спорту и физической активности, но с развитием интернета вещей можно ожидать существенного расширения спектра подключаемых устройств. Например, уже сейчас ANT+ позволяет управлять проигрыванием музыки, получать информацию от датчиков газа и крутящего момента на мотоцикле, а также навигационные данные с GPS-устройств.
Автор: YotaDevices
