[高通|Qualcomm] 智能連接、高通 QCC74x 引領新未來

1. 前言

在這萬物聯網與智能連接的時代， IoT 已經不再只是一個單純的口號，而是真實且實際應用的技術。市面上已經有很多 IoT 的相關產品，但它們之間常常會遇到相容性問題。為了解決這個問題，由Amazon、Apple、Google、Samsung 與 ZigBee 聯合發起成立的 IP 互聯家庭專案( ConnectedHomeIP ，後面改名為 Matter )，只要遵循這個規範，不同的 IoT 產品就可以互相連接溝通，實現真正的智能連接。另外，IoT 產品也常為人關注的問題，就是關於它的功耗問題，藍牙技術聯盟也於2010 推出低功耗 (Bluetooth Low Energy)。

高通是一家引領通訊技術領域的公司，也於今年的 CES 展覽上展示了一系列的應用，其中就包含了 Matter over Wi-Fi。他們開發了QCC74x晶片，這個晶片非常厲害，它整合了 WI-FI 6、BLE 5.3 和 IEEE 802.15.4 技術，還有多達 35 個 GPIO 腳位和豐富的周邊介面。這不僅能適用於智能家居與IoT產品，還可以應用於車載相關的產品上。

2. QCC74x 特性

QCC74x 是一個強大的物聯網晶片。它整合了 WI-FI 6、BLE 5.3 和 IEEE 802.15.4 技術，還有多達 35 個以上的 GPIO 腳位和豐富的周邊界面，例如 Audio/Video Codec，還支援一組 Ethernet。除了通訊功能外，它還內建了安全性的加速引擎，支援 Secure-Boot 技術和嚴謹的加密相關功能。此外，它擁有友善地開發環境，基於 Open Source 的方式，開放 SDK，並且可以使用流行的 ”微軟 VS Code IDE”工具進行開發。另外，也支援 Hostless 與 Hosted 操作模式(RCP 與 NCP)。

qcc74x

3. QCC74x BLE Mesh

3.1 什麼是 BLE

QCC74x 支援低功耗藍牙（BLE），它是一種無線通信技術，專門為短距離傳輸、與低功耗的設備設計。它使設備能夠在不消耗大量電力的情況下進行數據傳輸，特別適合物聯網（IoT）應用，如智能手環、智能家居和物聯網的監測設備。

3.2 BLE Mesh

BLE Mesh 是基於 Bluetooth Low Energy (BLE) 的網路拓樸結構，用於建立大規模的物聯網（IoT）網路。它允許許多 BLE 裝置互相通信，形成一個自我組織、自我修復的網路。我們以 QCC74x 支援的 BLE Mesh 功能來舉例，並實際測試與應用，去控制周遭模擬的的物聯網設備。

3.3 QCC74x BLE Mesh Example

啟用 QCC74x BLE Mesh 功能

ble-mesh-init

發起 Provision

ble-mesh-provision

控制 BLE Mesh 裝置

ble-mesh-ctrl

4. QCC74x BLE Mesh 優缺點

4.1 優點

1. 可靠性：BLE Mesh 在複雜環境中具有強大的信號穩定性，確保正確的數據傳輸

2. 自我修復：使用 Mesh 拓樸結構，BLE Mesh 可以自動修復斷開的連接，提高網路可靠性

3. 支援大規模網路：BLE Mesh 支援更多節點，適用於連接大量設備的 IoT 應用

4. 整合性高：BLE Mesh 建立在 Bluetooth Low Energy（BLE）協議之上，利用相同的協議堆疊，方便智能設備的整合

5. 易用性 : BLE Mesh 簡單易用，無須複雜的操作方式。

4.2 缺點

1. 通信範圍有限：BLE Mesh 的通信範圍通常較短，約 100 米.

2. 節點數量限制：BLE Mesh 網路中的節點數量有限，約 32,000 個.

3. 頻寬較窄：BLE Mesh 的頻寬較窄，約 2MHz.

4. 不適合大型資料傳輸：由於頻寬限制，BLE Mesh 不適合大量數據的高速傳輸.

5. 不支援所有作業系統：僅支援 FreeROTS

5. QCC74x 應用

1. 智能照明

可以透過 QCC74x 與 LED 燈泡做結合，打造智能照明環境。

5.1 智能燈泡示意圖

1. 智能居家

QCC74x 非常適用於打造智能居家，它有豐富周邊介面，可以客製成很多形式的 IoT 設備，例如智能門鎖，CAM，智能溫控，… 與智能面板控制等。

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5.2 智能居家示意圖

5.3 充電樁應用

QCC74x 搭配高通 PLC 模組，也能設計成電動車充電裝設備。

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5.3 充電樁示意圖

6. 總結

高通 QCC74x 是一款非常強大 IoT 晶片，可以運用在很多情境下。除了整合了 WI-FI 6，BLE5.3 與 IEEE 802.15.4 三種模式外，更有豐富的GPIO腳位與周邊介面可用，還支援 Audio/Video Codec，也能支援 Display，還有一組 Ethernet，後續還能支援 Matter，也能搭配高通 PLC 模組，運用在車載充電樁上。QCC74x本身可以跑 Hosted 模式，也能運行Hostless 並搭配其他MCU 或是更強大的 SoC 做應用。