Уз електронску буку према ИоТ, Мацхине то Мацхине Цоммуницатион и повезаним уређајима, дизајнери су у сталној потрази за проналажењем узвишеног начина комуникационе технике за размену информација између два електронска уређаја. Иако већ постоји много опција за одабир попут БЛЕ, НФЦ, РФИД, ЛоРа, Сигфок итд., Компанија Цхирп је развила СДК који омогућава размену података преко звука једноставном употребом звучника уређаја и микрофона без потребе за паринг. Поврх свега, СДК је неовисан о платформи и такође подржава комуникацију података мале снаге.
СДК кодира податке у јединствени аудио ток и репродукује их кроз звучник уређаја, а тај аудио ток онда може да покупи било који уређај помоћу микрофона и декодира га да би добио стварну поруку. СДК је вишеструка платформа и већ између осталог подржава Андроид, иОС, Виндовс и питхон. Такође се може користити у микроконтролерским платформама попут АРМ-а и подржава развојну платформу попут ЕСП32 и Распберри Пи. Да би сазнао више о Цхирпу и његовим могућим применама, Цирцуит Дигест се обратио др. Даниел Јонес-у, техничком директору Цхирпа, како би разговарао о неколико питања. Одговори на које су дати у наставку
1. Која је технологија која стоји иза цвркутања и како она функционише?
Цвркут је начин преношења информација помоћу звучних таласа. За разлику од Ви-Фи-ја или Блуетоотх-а који користе радио фреквенције, Цхирп кодира податке у тоновима који се могу репродуковати (пренети) помоћу било ког рачунарског звучника и примити преко било ког рачунарског микрофона без потребе за додатним хардвером попут РФ чипова. То омогућава Цхирп да се користи на било ком потрошачком уређају који има звучник и микрофон, попут мобилних телефона, преносних рачунара, ПА система итд. И може преносити информације чак и путем ИоутТубе стрима или ТВ емисије.
Кодирани звучни тонови који се пуштају кроз звучник подложни су људима и звучи попут мајушног дела дигиталне песме птица, па отуда и назив „цвркут“. Али такође можемо искористити чињеницу да звучници и микрофон рачунара такође могу да раде са ултразвучним фреквенцијама које су нечујне за људске уши, на тај начин такође можемо преносити информације преко звука који не чујемо.
2. Са толико протокола бежичне комуникације око себе као што су БЛЕ, НФЦ, РФИД, ЛоРа итд. Зашто нам и даље треба цвркутање? Шта је јединствено са њим?
Један од разлога биће Цхирпово изузетно мало трење. За разлику од Блуетоотха или Ви-Фи-ја, ја могу да користим Цхирп да одмах започнем комуникацију од једног до више да бих делио поруку са свима око себе, а да не морам да их упарим. Пуно је лакше делити нешто брзо и лако свима око собе или око стола. Долази врло згодно за повезивање са људима које раније нисам упознао или за интеракцију са машином коју можда раније нисам упознао. На пример, отварање паметног ормарића или дељење визит карте итд.
Осим тога, често видимо и Цхирп који се користи у Пеер то Пеер комуникацији. На пример, Схуттл, индијска аутобуска компанија, користи Цхирп између возача аутобуса и путника да би проверила да ли је неко ушао у аутобус и да ли је његова карта откупљена.
3. Да ли је могуће успоставити мрежну комуникацију са Цхирпом? Могу ли да комуницирам са више уређаја?
Да, једна од кључних ствари које треба запамтити код звука је да је то превише врста комуникације, што значи да ће било шта у близини што се налази у звучном опсегу нашег предајника чути звук и примити податке. Ово има и предности и ограничења. Предност је у томе што је веома једноставно за мултицаст дељење. За ствари попут мрежног умрежавања то би можда могло функционисати, али потребан вам је низ пријемника у опсегу слуха. Дакле, обично користимо цвркут више за један до много сценарија емитовања.
4. Како Цхирп може радити без икаквог разбијања? Да ли ово доводи до проблема са сигурношћу података?
Имамо врло малу демо апликацију под називом „Цхирп Мессенгер“ (доступну у Андроид и иОС продавници) која показује како наш СДК функционише. Да бисте послали поруку, корисник може да је откуца и притисне „сенд“, што ће уклопити поруку у звучни тон и пустити је преко звучника мог телефона. Дакле, било који уређај у близини који користи наш комплет за програмере може да прими ове звучне тонове путем микрофона. Ови аудио тонови се декодирају на саставну фреквенцију и корекција грешке се примењује како би се супротставили ефектима буке и изобличења како би се добила стварна порука. На овај начин Цхирп потпуно уклања све што је потребно је да чујете тонове и декодирате их.
Постоје неке безбедносне импликације које се могу користити приликом слања осетљивих података кроз Цхирп, попут наношења неких сигурносних карактеристика на постојећи протокол. Пошто је Цхирп само преносни медиј, у те тонове можете уградити било шта. На пример, можете да користите РСА или АЕС енкрипцију да бисте своје податке шифровали пре слања преко чипа, а затим их дешифровали помоћу криптографије јавног кључа.
5. Да ли је Цхирп довољно мали да се може користити са уграђеним контролерима мале снаге? Колико снаге троши?
Настојимо да оптимизирамо наш СДК што је више могуће. Имамо невероватан уграђени ДСП тим који је исекао све непотребне битове и бајтове са кода да би смањио циклус процесора. Разлог томе је што је једно велико подручје у којем видимо примање уграђеног пољског чипа. Нарочито ако желите да комуницирате са ИоТ уређајем мале снаге и ниских спецификација. Наш СДК може чак да ради и на АРМ Цортек М4 процесору који ради на фреквенцији од 90 МХз са мање од 100 кБ РАМ-а.
Мерења снаге на Цортек-М4 контролерима, измерена на нашим развојним плочама, била су око 20мА при активном слушању и мања од 10уА у режиму буђења након звука са 90М циклуса у секунди. Режим буђења након звука користи микрофоне супер мале снаге произвођача названог Веспер који нулу увек укључује на микрофон. На овај начин ће се микрофон активно пријавити за звук, а када зачује крцкање, пробудиће Цортек контролер из режима спавања за декодирање података.
6. Који би био опсег комуникације и корисни терет за Цхирп Цоммуницатион?
Што се тиче домета, све зависи од тога колико гласно звук преноси звучник. Што је већа јачина емитовања што је даљи опсег, то је зато што би микрофони прво требали да чују информације да би их примили. Домет можемо контролирати врло једноставно контролишући ниво звучног притиска емитованог уређаја. На крајњем крају можете емитовати цвркут на читав стадион преносећи ваше податке стотинама метара даље или можете смањити јачину звука нашег звучника и преносити ваше податке у соби.
Што се тиче брзине преноса података, звучни канал је бучан и стога се не може користити за надметање са Блуетоотх-ом или Ви-Фи-јем. Говоримо о стотинама битова у секунди, а не у мегабитима. Што значи да се Цхирп препоручује за слање малих података попут вредности токена итд. Наши најбржи протоколи раде са брзином од 2,5 кб / с, али ово су сценарији кратког домета НФЦ. У врло великом опсегу, брзина преноса података била би 10 битова у секунди.
7. Како се подаци размењују помоћу звучних таласа, како ће бити имуни на буку у окружењу?
Очигледно је да је окружење око нас невероватно бучно, од ресторана до индустријских сценарија, позадинска бука је увек присутна. Првобитно смо изашли из истраживачког универзитетског колеџа у Лондону, Лабораторије за рачунарске науке, који је пре свега разматрао проблем како акустично комуницирати у бучном окружењу. Имамо више доктора наука и професора који покушавају да реше овај проблем. Ту се усредсређују многа истраживања, а ми имамо више патената у овој области.
Као доказ овога, успешно смо радили у нуклеарној електрани овде у Великој Британији. Наводи нас компанија ЕДФ енерги да пошаљемо ултразвучни терет преко 80 метара у невероватно заглушујућем окружењу у позадини до 100 децибела које морамо носити као заштитнике. Ипак смо успели да постигнемо 100% интегритет података током 18-часовног тестирања опреме.
8. Које су остале хардверске платформе мале снаге које ће подржати Цхирп?
Већ имамо стабилан СДК за АРМ Цортек М4 и М7, а следеће радимо на томе да пошаљемо само СДК за АРМ Цортек М0 који је процесор са фиксном тачком и нема архитектуру са покретном тачком. Такође подржавамо ЕСП32 путем Ардуино платформе, а такође смо почели да истражујемо и ФПГА подршку за изузетно ефикасне процесе.
9. Где се тренутно користи цвркут, можете ли нам навести неколико примера употребе?
Детекција близине је заиста добра апликација. Будући да само људи у вашој близини чују ваше цвркутање, то се може користити као хеуристика да бисте сазнали ко је око вас. Цхирп користи огромна платформа за друштвене игре Роблок као начин на који млади играчи откривају друге људе у близини, ефикасно користећи ултразвучни цвркут. На овај начин могу да извучем свој мобилни телефон и он ће деловати као ултразвучни светионик који ће открити други играчи у соби да би покренуо играћу сесију.
Такође ћемо покренути партнерство са великом компанијом за састанке како бисмо им помогли у унутрашњој навигацији помоћу Цхирпа. Док шетате од собе до собе у згради, прилично је важно да ваш уређај зна у којој се соби налазите. Са овом организацијом користимо цвркутање као начин на који лаптоп или мобилни телефон могу да знају у којој се соби тренутно налазите и омогућавају вам да успоставите везу са собом за састанке.
10. Који су услови лиценцирања за Цхирпс СДК? О каквој је лојалности реч?
За мање компаније, хобисте и произвођаче „уради сам“, Цхирп је потпуно бесплатан до 10.000 активних корисника месечно. То је зато што заиста желимо да видимо људе који користе нашу технологију и заједницу програмера како експериментишу са њом. Поред тога, такође желимо да подржимо мали бизнис. За већа предузећа и купце обично им наплаћујемо годишњу накнаду