Gamit ang electronics buzz patungo sa IoT, Machine to Machine Communication at Mga nakakonektang aparato, ang mga inhinyero ng disenyo ay patuloy na nangangaso upang makahanap ng isang marangal na mode ng komunikasyon na diskarte upang makipagpalitan ng impormasyon sa pagitan ng dalawang aparato na electronics. Habang mayroon nang maraming mga pagpipilian upang pumili mula sa tulad ng BLE, NFC, RFID, LoRa, Sigox atbp, isang kumpanya na tinawag na Chirp ay bumuo ng isang SDK na nagpapahintulot sa pagpapalitan ng data sa tunog sa pamamagitan lamang ng paggamit ng speaker ng aparato at mikropono nang hindi kailangan ng parating Sa tuktok ng iyon ang SDK ay malayang platform at sumusuporta din sa mababang komunikasyon sa data ng kuryente.
Ang SDK ay naka-encode ng data sa isang natatanging audio stream at pinapatugtog ito sa pamamagitan ng speaker ng aparato, ang audio stream na ito pagkatapos ay maaaring makuha ng anumang aparato gamit ang isang mikropono at i-decode ito, upang makuha ang aktwal na mensahe. Ang SDK ay cross platform at sinusuportahan na ang Android, iOS, Windows at sawa kasama ng iba pa. Maaari din itong magamit sa mga platform ng microcontroller tulad ng ARM at sinusuportahan ang development platform tulad ng ESP32 at Raspberry Pi. Upang malaman ang tungkol sa Chirp at mga posibleng aplikasyon nito, lumapit ang Circuit Digest kay Dr. Daniel Jones - CTO ng Chirp, upang matalakay ang ilang mga katanungan. Ang mga sagot na kung saan ay naka-encapsulate sa ibaba
1. Ano ang teknolohiya sa likod ng huni at paano ito gumagana?
Ang Chirp ay isang paraan upang magpadala ng impormasyon gamit ang mga sound wave. Sa kaibahan sa Wi-Fi o Bluetooth na gumagamit ng mga frequency ng Radyo, ini-encode ng Chirp ang data sa mga tono na maaaring i-play (mailipat) gamit ang anumang computer speaker at natanggap sa pamamagitan ng anumang computer microphone nang hindi na kailangan ng pagkakaroon ng anumang karagdagang hardware tulad ng RF chips. Pinapayagan itong magamit ang Chirp sa anumang aparato ng consumer na mayroong speaker at mikropono dito, tulad ng mga mobile phone, Laptops, PA system atbp at maaaring makapagpadala ng impormasyon kahit sa pamamagitan ng YoutTube stream o TV broadcast.
Ang naka-encode na mga tunog na naririnig sa pamamagitan ng speaker ay madaling kapitan ng tao at parang isang maliit na piraso ng digital bird song, kaya't ang pangalang "chirp". Ngunit maaari din nating samantalahin ang katotohanang ang computer speaker at mikropono ay maaari ding gumana sa mga frequency ng ultrasonic na hindi maririnig ng tainga ng tao, sa ganitong paraan maaari din tayong magpadala ng impormasyon sa tunog na hindi natin naririnig.
2. Sa napakaraming mga wireless na mga komunikasyon sa paligid na tulad ng BLE, NFC, RFID, LoRa atbp.. Bakit kailangan pa natin ng huni? Ano ang kakaiba dito?
Ang isang kadahilanan ay magiging labis na mababang alitan ni Chirp. Hindi tulad ng Bluetooth o Wi-Fi maaari kong gamitin ang Chirp upang agad na mapasimulan ang isa sa maraming komunikasyon upang magbahagi ng isang mensahe sa lahat ng tao sa paligid ko nang hindi kinakailangang ipares sa kanila. Ginagawa nitong mas madali ang pagbabahagi ng isang bagay nang mabilis at madali sa lahat sa paligid ng silid o sa paligid ng mesa. Napaka-madaling gamiting para sa pagkonekta sa mga taong hindi ko pa nakikilala o para sa pakikipag-ugnay sa makina na maaaring hindi ko pa nakikilala dati. Halimbawa ng pagbubukas ng isang smart locker o pagbabahagi ng isang business card atbp.
Maliban dito, maraming oras na nakikita rin namin ang Chirp na ginagamit sa Peer to Peer Communication din. Halimbawa, ang Shuttl isang kumpanya ng bus ng India ay gumagamit ng Chirp sa pagitan ng driver ng bus at pasahero upang suriin kung ang tao ay sumakay sa bus at kung ang kanyang tiket ay natubos.
3. Posible bang mag-set-up ng isang komunikasyon sa mata sa Chirp? Maaari ba akong makipag-usap sa maraming mga aparato?
Oo, ang isa sa mga pangunahing bagay na dapat tandaan tungkol sa tunog nito na ito ay isang napakaraming uri ng komunikasyon, nangangahulugang anumang bagay na malapit sa naririnig na saklaw ng aming transmitter ay makakarinig ng tunog at makakatanggap ng data. Parehas ito ng mga pakinabang at limitasyon. Ang kalamangan, napakadali para sa pagbabahagi ng multicast. Para sa mga bagay tulad ng networking sa mata ay maaaring gumana, ngunit kakailanganin mo ang isang pagkakasunud-sunod ng mga tatanggap sa loob ng saklaw ng pandinig ng bawat isa. Kaya, karaniwang may posibilidad kaming gumamit ng chirp nang higit pa para sa isa hanggang sa maraming mga sitwasyon sa pag-broadcast.
4. Paano gagana ang Chirp nang walang anumang paring? Humahantong ba ito sa mga problema sa seguridad ng data?
Mayroon kaming napakaliit na Demo app na tinatawag na "Chirp Messenger" (magagamit sa Android at iOS store) na nagpapakita kung paano gumagana ang aming SDK. Upang magpadala ng isang mensahe ang gumagamit ay maaaring i-type ang mensahe at pindutin ang ipadala na kung saan ay i-embed ang mensahe sa isang naririnig tone at patugtugin ito kahit na ang aking speaker ng telepono. Kaya, ang anumang aparato sa malapit, na tumatakbo sa aming developer kit, ay maaaring makatanggap ng mga audio tone na ito sa pamamagitan ng mikropono. Ang mga audio tone na ito ay na-decode sa constituent frequency at ang pagwawasto ng error ay inilalapat upang kontrahin ang mga epekto ng ingay at pagbaluktot upang makuha ang tunay na mensahe. Sa ganitong paraan Chirp ay ganap na walang bayad ang lahat na kinakailangan ay upang marinig ang mga tono at i-decode ang mga ito.
Mayroong ilang mga implikasyon sa seguridad na maaaring magamit kapag nagpapadala ng sensitibong data kahit na ang Chirp, tulad ng paglalagay ng ilang mga tampok sa seguridad sa mayroon nang protokol. Dahil ang Chirp ay isang daluyan lamang ng paglipat maaari mong mai-embed ang anumang bagay sa mga tono na iyon. Halimbawa maaari mong gamitin ang pag-encrypt ng RSA o AES upang gawing naka-encrypt ang iyong data bago ipadala ito sa isang maliit na tilad at pagkatapos ay mai-decrypt ito gamit ang pampublikong key cryptography.
5. Ang Chirp ba ay sapat na maliit upang magamit na may mababang mga naka-embed na Controller? Gaano karaming lakas ang kinakain nito?
Nagsusumikap kaming i-optimize ang aming SDK hangga't maaari. Mayroon kaming kamangha-manghang naka-embed na koponan ng DSP na pumutol sa bawat hindi kinakailangang mga piraso at byte mula sa code upang mabawasan ang siklo ng CPU. Ang dahilan para doon ay, ang isa sa malaking lugar kung saan nakikita natin ang pag-taketake ay ang naka-embed na chip ng patlang. Partikular kung nais mong makipag-usap sa mababang lakas at mababang spec na IoT na aparato. Ang aming SDK ay maaari ring tumakbo sa isang ARM Cortex M4 processor na tumatakbo sa 90Mhz dalas na may mas mababa sa 100kB RAM.
Ang mga sukat ng kuryente sa mga Controller ng Cortex-M4, tulad ng sinusukat sa aming mga board ng pag-unlad ay nasa paligid ng 20mA kapag aktibong nakikinig at mas mababa sa 10uA sa mode na wake-on-sound na may 90M na ikot bawat segundo. Gumagamit ang wake-on-sound mode ng napakababang mikropono ng kuryente mula sa isang tagagawa na tinatawag na Vesper na palaging gumagawa ng zero na lakas sa mikropono. Sa ganitong paraan magiging aktibo ang listahan ng mikropono para sa tunog at kapag nakarinig ito ng chrip ay gigisingin nito ang Cortex controller mula sa sleep mode upang ma-decode ang data.
6. Ano ang saklaw ng komunikasyon at kargamento para sa Chirp Communication?
Sa mga tuntunin ng saklaw ang lahat ay nakasalalay sa kung gaano kalakas ang signal ay ipinadala ng nagsasalita. Mas mataas ang dami ng pag-broadcast ng karagdagang saklaw, ito ay dahil upang matanggap ang impormasyon na dapat marinig muna ng mga mikropono. Maaari naming makontrol ang saklaw nang simple sa pamamagitan ng pagkontrol sa antas ng presyon ng tunog ng emitting device. Sa dulong dulo maaari kang mag-broadcast ng huni sa isang buong istadyum na nagpapadala ng iyong data daan-daang metro ang layo o maaari mong babaan ang dami ng aming speaker na maipadala ang iyong data sa loob ng isang silid.
Sa mga tuntunin ng rate ng data, maingay ang acoustic channel at samakatuwid hindi ito isang rate na maaaring magamit upang makipagkumpetensya sa Bluetooth o Wi-Fi. Pinag-uusapan natin ang daan-daang mga piraso bawat segundo at hindi sa mga megabit. Na nangangahulugang inirekomenda ang Chirp para magamit upang magpadala ng maliit na data tulad ng mga halaga ng token atbp. Ang aming pinakamabilis na mga protocol ay tumatakbo sa isang 2.5kb / sec, ngunit ang mga ito ay para sa mga maikling iskedyul ng istilong NFC. Sa isang napakahabang saklaw, ang rate ng data ay magiging 10's of bits per segundo.
7. Yamang ang data ay ipinagpapalit gamit ang mga sound wave, paano ito magiging immune sa ingay sa kapaligiran?
Malinaw na ang kapaligiran sa paligid natin ay hindi kapani-paniwalang maingay, mula sa mga restawran hanggang sa pang-industriya na mga sitwasyon sa background na ingay ay palaging naroroon. Kami ay orihinal na nagmula sa isang pagsasaliksik University College London, Computer Science Lab na pangunahing tiningnan ang problema kung paano makipag-usap nang acoustically sa isang maingay na kapaligiran. At marami kaming mga PhD at Propesor na sumusubok na pigilan ang problemang ito. Dito nakatuon ang maraming mga pagsasaliksik at nakakuha kami ng maraming mga patent sa lugar na ito.
Bilang patotoo dito, matagumpay kaming nagpatakbo sa isang planta ng nukleyar na kapangyarihan dito sa UK. Dinala kami ng isang kumpanya na tinatawag na enerhiya ng EDF upang magpadala ng mga ultrasonic payload na higit sa 80 metro na saklaw sa hindi kapani-paniwala na nakakabingi na mga kapaligiran sa background hanggang sa 100 decibel na kailangan nating magsuot ng mga tagapagtanggol. Nakuha pa rin namin ang 100% integridad ng data sa loob ng 18 oras na pagsubok ng kagamitan.
8. Ano ang iba pang mga platform ng hardware na may mababang lakas na susuportahan ng Chirp?
Mayroon kaming isang matatag na SDK para sa ARM Cortex M4 at M7 at susunod na nagtatrabaho kami sa magpadala lamang ng SDK para sa ARM Cortex M0 na isang nakapirming point processor na walang lumulutang na arkitektura. Sinusuportahan din namin ang ESP32 sa pamamagitan ng Arduino platform at nagsimula rin kaming tumingin sa suporta ng FPGA pati na rin para sa lubos na mahusay na mga proseso.
9. Saan ginagamit ang chirp, maaari mo ba kaming bigyan ng ilang mga halimbawa ng mga kaso ng paggamit?
Ang pagtuklas ng kalapitan ay isang talagang mahusay na application. Dahil ang mga tao lamang sa paligid mo ang makakarinig ng iyong mga huni maaari itong magamit bilang isang heuristic upang malaman kung sino ang nasa paligid mo. Ang Chirp ay ginagamit ng isang malaking social gaming platform na tinatawag na Roblox bilang isang paraan para makita ng mga batang manlalaro ang ibang mga tao sa malapit sa kanila, na epektibo ang paggamit ng mga ultrasonic chirps. Sa ganitong paraan maaari kong hilahin ang aking mobile at ito ay gumaganap bilang isang ultrasonik na beacon upang matuklasan ng iba pang mga manlalaro sa silid upang simulan ang isang sesyon sa paglalaro.
Malulunsad din kami ng isang pakikipagsosyo sa isang pangunahing kumpanya ng silid ng pagpupulong upang matulungan sila sa panloob na nabigasyon gamit ang Chirp. Habang naglalakad ka mula sa isang silid patungo sa isang gusali, mahalaga na malaman ng iyong aparato kung aling silid ang iyong kinalalagyan. Sa samahang ito ginagamit namin ang huni bilang isang paraan para masabi ng iyong laptop o mobile kung saang silid ka kasalukuyang nasa at paganahin kang gumawa ng isang koneksyon sa isang silid ng pagpupulong.
10. Ano ang mga term ng paglilisensya para sa Chirps SDK? Anong uri ng katapatan ang kasangkot?
Para sa mas maliit na negosyo, ang mga libangan at gumagawa ng DIY Chirp ay ganap na libre hanggang sa 10,000 buwanang mga aktibong gumagamit. Ito ay dahil nais talaga naming makita ang mga tao na gumagamit ng aming teknolohiya at ang komunidad ng developer na nag-e-eksperimento dito. Maliban dito nais din naming suportahan ang maliit na negosyo. Para sa mas malaking mga negosyo at customer ay may posibilidad kaming singilin sila ng taunang bayad