Технологія ANT+: опис і характеристики

ANT+ – це безпровідний протокол передачі даних. Працює на частоті 24 ГГц (подібно Wi-Fi і Bluetooth) і відрізняється низьким енергоспоживанням, тому використовується в спортивному і медичному обладнанні, такому як онлайн-лічильники калорій і частоти обертання педалей, а також системах інтелектуального будинку. Стандартизація протоколів зв'язку означає, що їх підтримують пристрої можуть взаємодіяти один з одним без додаткових налаштувань. Класичним прикладом цього є монітор серцевого ритму. Датчик здатний спілкуватися з усіма спортивними годинами Garmin, що підтримують цей протокол, а також з додатком Health смартфона galaxy S. Пристрій ANT+ можна використовувати з будь-яким йому подібним.


Розробкою протоколу займається відкрита група ANT Alliance, а ANT Wireless є підрозділом компанії Dynastream, яка належить Garmin.

Зручність для виробника

Консорціум ANT+ щороку проводить конференції розробників, щоб зустрітися з виробниками продукції та програмістами. Тут відбуваються обговорення, і менеджери продуктів запитують нові профілі для майбутніх функцій. Крім того, це місце, де стартапи представляють нові проекти та профілі в надії, що виробники ліцензують їх, або просто хочуть виробляти речі самостійно. Групу розробників технології ANT+ з червня 2012 р. очолює Себастьян Барновский, який займається створенням профілів – комунікаційного мови для певного типу інформації. Таким чином, дані про серцевому ритмі мають власний профіль, як і потужність, швидкість, частота кроків і т. д. Це дозволяє працювати з пристроями різних брендів, що є благом для всіх. Закриті системи, такі як запатентований мова Polar, просто не мають перспективи в тому майбутньому, куди прямує розвиток технології ANT+.

Ефективність інтеграції

Отже, що ж відбувається, якщо хтось хоче надіслати нову інформацію, яка не перебуває у поточних профілях? Згідно Барновски, це можна зробити двома способами. Першим і найбільш швидким варіантом є створення свого власного профілю, необхідного для оперативного виведення товару на ринок або для того, щоб приховати щось від інших пристроїв. Зробити це можна в будь-який час на рівні виробника, що значно прискорює цикл розробки. Другий варіант – запросити новий відкритий профіль ANT+. Це необхідно, скажімо, якщо компанія Speedplay хоче передати тиск підошов або швидкість обертання педалей. Для цього потрібна комп'ютерна фірма, яка буде отримувати ці дані і за запитом надавати їх різної електроніки для читання і відображення. У цьому випадку представники Speedplay звернуться до ANT Plus і розкажуть, що їм потрібно.

Спортивний тренер

Wahoo Fitness – бренд, який рекламує можливості підключення Bluetooth і випускає iPhone-орієнтовані пристрої. Але і ця компанія, спершу створивши свій профіль для Kickr trainer, співпрацює з ANT+ для створення стандартизованого профілю тренера. Це дасть можливість продавати різні їх види та працювати з різними навчальними онлайн-програмами. Існуючі тренери Kickr після остаточного публічного релізу оновилися, але користувачу також доведеться оновити свій комп'ютер або мобільний пристрій.
Щоб профіль цінувався, необхідні програми, які можуть читати його дані. В результаті співпраці компаній Wahoo і Kinomap відеоролики останньої повністю інтегровані з Kickr (і, в кінцевому підсумку, з іншими тренерами). Це дозволило, наприклад, програмного забезпечення змінювати навантаження залежно від висоти або інших даних навчальних програм. Іншими словами, технологія ANT+ дозволяє синхронізувати зусилля з відео і навпаки. При запуску програми вона шукає сумісні датчики, щоб знати, з якими даними працювати, тому необхідно запрограмувати, яка частина інформації буде надходити до віртуального спортсмену на екрані.

Продукти Kinomap

Згідно із запевненнями розробників, існує попит на преміальний контент понад величезної кількості даних, створених користувачами. Щоб скористатися ним і відкрити інші можливості використання Kinomap Reply – нового відкритого API, який дозволяє іншим розробникам передавати контент Kinomap через своє власне стороннє додаток. Вони можуть купувати виділені годинник потокової передачі або отримувати інформацію необмежено за щомісячну плату, яка потім переходить кінцевому користувачеві. Існує також модель навчання Kinomap Training Group, яка дозволяє відслідковувати безліч людей і усереднювати їх зусилля для навчання в велотренажерных залах.

Спортивний дисплей Sportiiiis

Як ще використовується дана технологія? Компанія випускає 4iiii спортивний дисплей Sportiiiis, який синхронізується з датчиками ANT+ на велосипеді, щоб з допомогою простих світлодіодів показати поточний стан тренування. Система монтується на будь-які сонцезахисні окуляри і використовує ряд червоних, жовтих і зелених джерел світла, останній з яких знаходиться в центрі, вказують, знаходиться спортсмен вище або нижче вашої цільової зони. Голосові підказки з динаміка на задній панелі надають більш широкий набір даних, у т. ч. частоту серцевих скорочень, потужність, швидкість і частоту обертання педалей.

Поза конкуренцією

А як же Bluetooth? На думку співзасновника і технічного директора компанії Quarq Джима Майєра, незважаючи на галас навколо відносно низького енергоспоживання даного стандарту зв'язку, єдиною працюючою бездротовою технологією для реальних вимірів потужності є ANT+. Її велика перевага полягає в тому, що може передавати дані один пристрій, а читати – кілька. Це важливо для таких продуктів, як Sportiiiis, і інших (гонщики, ймовірно, в якості основного дисплея використовують велосипедний комп'ютер). З Bluetooth він підключений до телефону або чогось ще, і ніяке інше пристрій не може почути цей передавач. Прикладом переваги такого рішення в реальному світі є тріатлон. До вимірювача потужності можна підключити спортивні годинник і велосипедний комп'ютер Garmin, і всі вони отримують доступ до результатів вимірювань. Інший приклад стосується випадку, коли дисплей знаходиться в командному автомобілі, але гонщик хоче бачити інформацію на своєму комп'ютері. Ймовірно, всім це не знадобиться, але головне те, що користувачі можуть це зробити. Згідно з дослідженнями, приблизно 30% клієнтів передають дані на кілька пристроїв одночасно.

Робочий діапазон

Хоча, згідно специфікації, дальність дії ANT+ може досягати 30 м, ніде не сказано, що всі пристрої обов'язково повинні забезпечити саме цю дальність. Швидше за все, виробники сенсорів зупиняться на достатньому мінімумі, наприклад, на відстані від датчика до керма велосипеда, тим самим зменшуючи потужність і значно покращуючи внутрішній час автономної роботи пристрою. Kickr живиться від мережі, тому може дозволити собі максимальний сигнал ANT+. Також на повну потужність працює приймач на ПК. Тому не варто дивуватися, легко отримуючи сигнали від Kickr, що онлайн-лічильник калорій, встановлений на велосипеді, перестають функціонувати, якщо тренажер перемістити трохи далі від приймача.

Інтерференція

Пристрої ANT+ не заважають один одному завдяки канального кодування, схеми модуляції і дуже розумному тимчасового розділення сигналів. Але Bluetooth, бездротової домашній телефон, WiFi смартфона і навіть домашній WiFi також займають дуже переповнений неліцензіруемий діапазон 24 ГГц. Всі ці сигнали для ANT+ є шумом, можуть викликати помилки і впливати на дальність прийому. Якщо є підстава припускати, що дані не відповідають дійсності, слід пошукати сторонні джерела випромінювання (включаючи мікрохвильову піч). Вирішити проблему може допомогти переміщення WiFi на частоту 5 ГГц таким чином, щоб кожен пристрій у кімнаті працювало в цій смузі (якщо воно досить сучасне). Концентратор USB3 теж здатний вносити хаос у трансляцію ANT+. Якщо поблизу знаходиться щось подібне, то можна спробувати його відключити. Якщо прийом покращиться, то джерело перешкод знайдено.

Що таке ANT+ в смартфоні?

ANT+ реалізований на мобільних телефонах Sony і Samsung. Apple цю технологію не підтримує. Для інших смартфонів з USB OTG, а також ПК і Mac потрібен USB-адаптер. У першому випадку буде потрібно установка програми ANT USB Service. В іншому робота смартфонів не відрізняється від функціонування інших пристроїв, що підтримують дану технологію. Завдяки техніці тимчасового поділу безліч пристроїв використовує єдиний 1-МГц канал. Кожен джерело мовить у своєму часовому проміжку. Довжина повідомлення дорівнює 150 мкс, а період між 8-байтными трансляціями варіюється від 05 Гц до 200 Гц. Помилки коригуються 16-бітним CRC. При перешкодах канал може змінюватися. Використовується частотна модуляція з гауссівської фільтрацією.

Доступність

Альянс не сліпий до того факту, що багато смартфони не підтримують технологію ANT+. З цієї причини випускаються нові передавачі, які здатні вести трансляцію в різних форматах. У 4iiiis щось подібне вбудований в монітор серцевого ритму Viiiive, який дозволяє використовувати додаток iOS, щоб на ходу налаштувати пристрій Sportiiiis. HTC, Sony і Samsung починають включати прийомопередавачі ANT+ в свої планшети, телефони та ноутбуки, а компанія North Pole Engineering робить приймачі ANT-Wifi, які захоплюють інформацію ANT+ і ретранслюють її по Wi-Fi в форматі, який може бути прийнятий пристроями iOS. Щоб їх використовувати, розробник повинен вбудувати в свій додаток модуль WASP NPE, і фітнес-індустрія є головним претендентом на його використання. Вартість реалізації апаратного та програмного забезпечення даної технології приблизно така ж, як для Bluetooth.