藍牙技術在近年來快速發展，預計到2028年，藍牙設備的年出貨量將達到75億台。低功耗藍牙技術的普及，促使藍牙設備在消費性電子、醫療保健、資產追蹤以及環境物聯網等領域的應用越來越廣泛。CTIMES透過這場研討會，聚焦藍牙技術的最新進展，並深入探討如何利用這些技術創新和應用，共同推動藍牙技術未來的發展及連接設備的普及。

使用藍牙進行安全精準測距 Channel Sounding通道探測

自1998年由藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group；SIG）成立以來，藍牙技術經歷了長久的發展。藍牙最初是作為一種短距離無線通信標準，隨著時間推移已經演變成支援多種應用場景的多功能技術，包括音訊串流、數據傳輸和設備網路。近期，藍牙技術的一項重大創新是 Channel Sounding 技術的推出，這是一種精確範圍測量功能，將為藍牙連接設備帶來更高的精確度與安全性。

圖一 : 藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉

藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉指出，藍牙技術提供三大核心應用，包括音頻串流（支援耳機、揚聲器和助聽器等無線音頻設備的通信）、數據傳輸（促進智能手機、電腦和穿戴式設備之間的數據交換）與定位服務（使設備能夠定位、追?並管理物件及環境）。

藍牙技術的持續發展得益於其不斷的技術創新，使其在不斷變化的科技環境中始終保持競爭力。最新的突破便是 Channel Sounding 技術的推出，該技術是藍牙在定位服務和精確範圍測量方面的重大進步。

藍牙Channel Sounding是藍牙核心規範V6.0中導入的一項功能，用於提升藍牙設備之間距離測量的精度。該技術基於相位測距（Phase-Based Ranging；PBR），並可實現厘米級的精度，這相較於以往的藍牙定位服務有了顯著的提升。

Channel Sounding也提供一種安全且精確的範圍測量機制，用以計算兩個藍牙設備之間的距離。該技術運作於一對一拓撲結構中，即通信僅在兩個設備之間進行。這兩個設備必須支援Channel Sounding功能，且具備低功耗（LE）控制器才能啟用此功能。

藍牙Channel Sounding的一大技術創新在於其採用了多重安全措施，能有效防範無線範圍攻擊，保證測距結果的準確性和安全性。這使得連接藍牙的設備變得更加安全，尤其是在安全要求較高的應用場景中。

藍牙Channel Sounding技術的核心包括相位測距（PBR）和往返時間（RTT） 測量。這兩種方法相互結合，能提供高度精確且安全的設備間距離測量。相位測距是在相位測距過程中，發起設備會向反射設備發送信號，反射設備收到信號後將其返回給發起設備。發起設備通過測量發送與接收信號之間的相位差，即可計算出兩個設備之間的距離。此過程會在多個頻率上反覆進行，以提高測量的準確性。

至於往返時間測量則用於確保距離計算的安全性。發起設備與反射設備之間會交換加密數據包，這些數據包的往返時間可用於計算兩個設備間的距離。此外，RTT還可用於驗證PBR測量結果，確保測距過程的準確性和安全性。透過通過這兩種方法的結合，藍牙Channel Sounding就能實現厘米級的精度，使其成為一種高度可靠的距離測量技術。

李佳蓉認為，藍牙Channel Sounding的應用潛力極為廣泛。隨著藍牙設備能夠更準確地確定彼此之間的距離，許多新的使用場景將應運而生，提升用戶在日常生活中的體驗。例如物品尋找，配備藍牙功能的物品追?器（如標籤或智能鑰匙扣）將能提供更精確的定位資訊，幫助用戶更輕鬆地找到丟失的物品。藉由厘米級的精確度，用戶甚至可以精確定位丟失物品的具體位置，例如在房間內找回鑰匙或錢包。

另外，Channel Sounding的安全性與便利性也能大大提升數位鑰匙的使用體驗，如用於開啟汽車、房屋或辦公室的智能鑰匙。配備此功能的設備可以準確測量手機或智能鑰匙扣與門鎖之間的距離，實現無縫且安全的進出控制。Channel Sounding還可以用於提升零售、物流和醫療等領域的室內定位服務。例如在零售環境中，企業可以利用藍牙Channel Sounding技術追?顧客的移動路徑，並根據顧客的位置提供個性化促銷優惠。

探索低功耗藍牙在穿戴式智慧醫療的安全傳輸和定位應用

醫療產業面臨著諸多挑戰，如高昂的醫療成本、數據分散無法充分利用、以及人為操作導致的錯誤或效率低下等問題。為了應對這些挑戰，低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy；BLE）技術逐漸成為智慧醫療領域的重要解決方案，尤其是在穿戴式裝置和物聯網（IoMT）應用中，BLE不僅提供了穩定的數據傳輸，還能實現設備間精確的定位與安全互聯。

圖二 : Silicon Labs台灣資深應用工程師黃金評

Silicon Labs台灣資深應用工程師黃金評表示，傳統醫療服務通常依賴於醫療機構的面對面診療，這不僅增加了人力成本，也帶來了診斷和治療流程上的低效。此外，醫療數據往往是離散的，醫療人員難以透過單一數據點識別長期趨勢或預測慢性疾病的發展。因此，如何提升數據收集和分析的效率，並同時降低成本，成為了醫療產業中的一大挑戰。

然而，隨著智慧醫療設備的普及，尤其是穿戴式裝置和物聯網技術的發展，這些挑戰正在逐步被克服。BLE技術作為一種低成本、低功耗且具備良好擴展性的無線通信技術，正逐漸成為智慧醫療解決方案的核心之一。這種技術不僅能夠提供高效、精確的數據傳輸，還能為醫療設備提供可靠的安全保護和定位功能。

低功耗藍牙技術廣泛應用於穿戴式智慧醫療設備中，從簡單的健康追?器到複雜的醫療設備，如血糖監測儀、心電圖（ECG）和持續葡萄糖監測系統（CGM）。這些設備能夠實時監控使用者的各項生理指標，如心率、血氧濃度、體溫、活動量等，並將數據通過BLE傳輸至雲端或其他醫療系統進行分析。此外，BLE技術還用於遠端病患監控，特別是在慢性疾病管理中，如糖尿病和心臟病。這些穿戴式裝置能夠持續監測患者的生理數據，並在必要時及時通知醫療人員或家屬，提高了疾病的早期發現率和處理效率。

實際應用案例包括在智能醫療設備上，心率監測器、血氧濃度計等穿戴式裝置能夠通過BLE技術，實現數據的低功耗、高效傳輸，並確保設備間通信的穩定性。而智能藥盒與跌倒監測器則能夠透過BLE實現精確的室內定位，提供跌倒預警和服藥提醒，適合年長者或患有慢性疾病的使用者。另外遠端病患監控設備例如遠端心電監測器和胃腸鏡膠囊等設備，透過BLE進行無線連接，可實現即時監控和數據傳輸，幫助醫療人員進行遠程診斷與治療。

在醫療設備的互聯與數據傳輸中，安全性是一個重要考量。BLE技術在其最新版本中加入了多重安全功能，尤其是針對大規模星狀網路的需求，BLE 5.4版本進一步強化了數據加密與存取控制。

BLE技術支持對廣播加密廣告數據（Encrypted Advertisement Data；EAD），確保在設備之間交換的敏感數據能夠得到有效保護，防止數據在傳輸過程中被竊取或篡改。另外週期性廣播回應（Periodic Advertising with Responses；PAwR）功能也允許眾多BLE設備在一個同步的時間中進行通信，適用於需要實現大規模低功耗星狀網路的應用場景，這對於實時資產追?和患者定位等應用至關重要。藍牙6.0也導入了Channel Sounding技術，利用相位測距（PBR）和往返時間（RTT）來測量設備間的距離，還能夠與到達角度（AoA）及出發角度（AoD）相結合，實現精確的室內定位，有助於提高智慧醫療設備在醫療場景中的應用效能。

黃金評進一步介紹，Silicon Labs（芯科科技）推出的BLE系統單晶片，為穿戴式智慧醫療設備提供了硬體支援。這些SoC產品不僅具備強大的通信能力，還能確保在製造過程中的安全性。通過芯科科技的CPMS（Customizable Provisioning Management Service），設備製造商可以在生產階段進行設備個性化設置與安全性認證，如公私鑰注入、加密啟動、調試鎖定等。這樣的設計確保醫療設備在出廠時，便具備了符合產業安全標準的身份認證與數據保護功能，防止設備被偽造、數據被竊取等安全風險，並有助於保護廠商的智慧財產權。

深入探討藍牙技術與認證 資格認證計畫更新與影響

德國萊因（TUV Rheinland）是測試、檢驗、認證和認可服務供應商，總部位於德國，成立於1872年，擁有超過150年的歷史。其服務涵蓋產品安全、品質管理、可持續發展等多個領域。德國萊因在全球超過60個國家擁有20,000多名員工，致力於保障企業產品及服務符合國際標準，提升市場競爭力。

德國萊因的認證服務對於電子電氣產業的發展極為關鍵，特別是在藍牙技術（Bluetooth）的發展中，德國萊因為企業提供了完整的測試與認證服務，確保產品在市場上的合規性與性能優勢。

圖三 : 德國萊因電子電氣產品服務經理林明鋒

德國萊因電子電氣產品服務經理林明鋒表示，隨著物聯網和無線技術的興起，藍牙技術成為連接智能設備的關鍵技術之一。藍牙技術聯盟（SIG）針對藍牙產品制定了嚴格的資格認證要求，以確保設備之間的互通性和技術一致性。企業在推出藍牙產品前，必須通過這些認證，方可合法銷售。

藍牙技術聯盟對所有希望在市場上推出藍牙產品的公司徵收會費（Bluetooth Membership Fee）。企業成為藍牙技術聯盟成員後，才能參與產品的設計與認證過程，並獲取藍牙技術規範與更新信息。成員等級主要分為以下三類：使用者（適合僅需推出少量藍牙產品的公司，年費較低）；合夥人（適合需要更多技術資源和更大設計靈活性的公司，年費較高，享有更多技術文件和工具支持）；推動者（通常是市場領導企業，享有最多的參與權限，並能影響藍牙技術標準的制定）。

藍牙技術涵蓋多層次的功能模組，每一層都有不同的技術要求。在進行藍牙認證時，必須檢驗各層功能是否合規。這些層次包括核心協議層（控制數據傳輸的主要協議）以及（應用層）控制設備如何互動的功能。藍牙技術聯盟的認證過程會涵蓋所有這些層級，確保產品能夠穩定運作，並與其他藍牙設備互通。

藍牙技術聯盟的清單分類則包括了Qualified Design和End Product兩類。Qualified Design Listing（QDL）適用於設計和技術架構已完成的藍牙模組。End Product Listing（EPL）則針對最終產品進行的認證，包括整個產品的藍牙功能測試。企業可根據產品特性選擇適合的清單類型，並確保通過認證後才能合法上市。

TCRL（Test Case Reference List）是藍牙資格認證中重要的參考文件，列出了各種藍牙功能的測試案例。每一版 TCRL 都會根據藍牙技術的更新進行修訂，並規範產品在測試中的合規標準。企業必須根據最新的TCRL文件進行測試，這能確保其產品符合當前的技術標準並保持市場競爭力。

另外必須要進一步瞭解QDID（Qualified Design ID）與DID（Declaration ID）的區別。QDID是一個設計編號（Design Number），代表藍牙技術聯盟對特定設計的認可。QDID則是首次完成藍牙資格認證後獲得的參考號碼，通常用於模組設計的合規認證。

至於DID（Declaration ID）是完成藍牙資格認證過程後收到的唯一參考編號，用以證明成員已支付行政費用。DID是產品完成最終資格認證並通過支付的標記，並作為該產品合法性的證明。

隨著藍牙技術的發展，部分功能可能會被淘汰或撤回。這通常稱為Deprecation（功能棄用）和Withdrawal（功能撤回）。當某個藍牙功能被棄用時，產品必須進行升級，以滿足新的技術要求；而當功能被撤回時，企業需要停止使用該功能並更新技術規範。德國萊因提供技術支持，協助企業了解藍牙技術的棄用和撤回過程，並確保產品合規。

藍牙資格認證要求企業提供樣品以進行測試。測試樣品必須能代表最終產品的藍牙功能，並經過嚴格的測試以確保性能符合標準。測試項目通常包括無線性能、互通性和能效等方面，企業必須確保提供的樣品能真實反映產品最終的技術規範。

藍牙創意應用案例分享

藍牙技術憑藉著低功耗、穩定性及廣泛的應用場景，在現代智能設備中發揮了重要的作用。益登科技技術經理苗延駿分享了多種藍牙應用，涵蓋了攜帶式醫療設備、電池供電工具機、智能家電、智慧城市農業、智慧零售、室內定位等領域，展現了藍牙技術的多功能性與市場潛力。

圖四 : 益登科技技術經理苗延駿

益登科技技術經理苗延駿指出，藍牙在攜帶式醫療設備中極具優勢，尤其在無線監控和數據傳輸上。例如，血糖監測儀、血壓計等設備透過藍牙將實時數據傳送至手機或其他設備進行分析與監控。這些應用特別依賴藍牙技術的低功耗和穩定的連接性，以保證設備能夠持續運作並提供可靠的數據傳輸。

對於電池供電的工具機應用，藍牙技術能提供方便的無線控制與數據傳輸。使用者可以透過手機或平板控制工具的操作參數，並進行設備狀態的實時監控。藍牙的低功耗特性在這類應用中尤為重要，因為它能延長工具的電池壽命，減少頻繁充電的需求。

智能家電系統中，藍牙提供了靈活且節能的連接方式，用戶可以透過手機輕鬆操作家中的電器設備，如燈光、空調和家用安防系統。藍牙技術的快速連接和低延遲，保證了用戶體驗的流暢性，同時也降低了系統功耗，使得智能家電產品更加節能。

在智慧農業系統中，藍牙技術被應用於監控農田中的環境參數，如土壤濕度、溫度等，幫助農民實現精準農業。藍牙裝置不僅低功耗，還能通過無線網絡將數據傳輸至中央系統，幫助決策者進行更有效的農業管理。

商業照明系統應用藍牙技術進行集中控制，商家可以通過藍牙無線網絡調整燈光的亮度和色溫，並根據客流動態實現智能照明管理。這不僅提高了能效，還能營造舒適的購物環境，提升客戶體驗。

藍牙技術在室內定位系統中的應用越來越廣泛，特別是在大型購物中心、醫院和機場等場景。利用藍牙信標（Beacon），系統可以精確定位並提供導航服務，甚至可以進行客流分析，提升管理效率。

智慧吸入器透過藍牙連接手機，能夠監控患者的吸入次數、時間和劑量，並將數據同步到醫療平台上。這對於患有慢性疾病的患者來說非常實用，因為醫生可以遠程監控並調整治療計劃。

藍牙電子標籤廣泛應用於智慧零售和倉儲物流領域，能實時更新產品信息並提供追蹤功能，方便管理者隨時獲取產品位置和狀態。這些標籤因為藍牙的低功耗設計，可以在長時間內保持穩定運行。

智能瓦斯表使用藍牙技術可實現家用燃氣泄漏監控。當瓦斯表檢測到氣體泄漏，會發出聲光警報並關閉瓦斯閥門，防止事故發生。此外，透過藍牙的無線通信功能，瓦斯表還能實現遠端監控，為家庭安全提供額外保障。

智能水表藉由藍牙技術傳輸數據，透過監測水錶的脈衝值來判斷水表是否正常運作。與 NB-IoT 相比，藍牙技術在水表中的功耗更低，使得整體運行更加高效和節能。

藍牙在GPS追蹤器中扮演重要角色，特別是Silicon Labs的BG22晶片，它的低功耗和高接收靈敏度使得追蹤器能夠在不犧牲電池壽命的前提下提供穩定的定位服務。

現代電動牙刷透過藍牙與手機連接，使用者可以查看刷牙時間和清潔效果，特別適合家長監控孩子的口腔健康。藍牙的高效能和低功耗使這類設備在市場上備受歡迎。

益登科技技術經理苗延駿說，Silicon Labs的BG22和MG22系統單晶片與模組是專為低功耗藍牙應用而設計的產品。BG22以其極低的待機功耗（低至1.2μA）和高效能的藍牙 5.2標準支援，在各種便攜式設備中發揮了至關重要的作用。MG22則提供了對Zigbee和藍牙的雙模支持，使其在物聯網應用中更具靈活性。這兩款SoC皆支持高靈敏度接收，確保在各種環境下提供穩定的連接和優異的通信距離，並且其小巧的尺寸和低成本結構，使其成為廣泛應用於醫療、工業、智能家居等領域的理想解決方案。