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智能蓝牙低功耗连接技术革命

发布时间:2020-07-21 18:37:58 阅读: 来源:花岗岩厂家

智能蓝牙技术(Bluetooth Smart)又称低功耗蓝牙(BLE),是能够将低功耗装置和传感器连到智能手机、平板电脑等控制器的无线个人区域网络协议,信号传输采用2.4GHz射频通信技术。低功耗蓝牙技术的商用推广由蓝牙技术联盟负责,目标应用主攻医疗保健、运动健身、安保系统、穿戴式装置、家庭自动化等智能创新产品设备。低功耗蓝牙技术能够帮助创新者研制尺寸紧凑、电池寿命长久且能够无缝连接智能手机的蓝牙智能产品。

本文引用地址: 传统蓝牙与智能蓝牙

传统蓝牙是近距离传输数据和语音的无线通信技术标准,被广泛用于智能手机、平板电脑、PC机外设、耳机之间的数据交换和音视频传输,但是传统蓝牙技术耗电较高。人们对便携产品的电池续航时间有很高的期待,期望这些装置的普通电池或充电电池拥有很长的续航时间,因此,传统蓝牙不适用于电池供电的便携产品。

低功耗蓝牙技术与传统蓝牙技术共用同一频带通信,但是所占用通道的数量和频率不同。传统蓝牙使用79个1-MHz宽带通道,而低功耗蓝牙技术使用40个 2-MHz宽带通道。低功耗蓝牙技术使用跳频方法克服窄带干扰问题,可让以前受限于功耗的产品能够进行低功耗连接和基本数据传输。

低功耗蓝牙的特性

单模智能蓝牙(Bluetooth Smart)

智能蓝牙芯片的功耗极低,是真正的低功耗通信连接技术,仅一枚普通硬币电池即可让智能蓝牙配件工作长达数月甚至数年之久。智能蓝牙装置可将数据信息传输到另一个智能蓝牙装置或集成双模智能蓝牙的智能手机、平板或笔记本电脑。

双模智能蓝牙(Bluetooth Smart Ready)

双模智能蓝牙芯片是在一颗芯片上集成传统蓝牙 + 低功耗蓝牙的集线器,能够接收传统蓝牙和智能蓝牙装置发送的数据,将其转换成有价值的信息。

蓝牙装置之间的兼容性

BlueNRG智能蓝牙芯片的主要特性

功耗要求

因为大多数智能蓝牙装置都是由电池供电,所以蓝牙功耗的高低直接影响电池的使用寿命,蓝牙芯片对于90%的目标应用具有重要的意义。在一个具有市场竞争力的低功耗蓝牙IC上,超低睡眠等低功耗省电模式和极短的工作模式转换时间可将蓝牙芯片的平均工作电流降至极低水平,从而达到延长电池续航时间的目的。意法半导体的BlueNRG是一个超低功耗的智能蓝牙(BLE)单模网络处理器,符合蓝牙技术规范v4.0的要求,让目标应用只使用一枚普通硬币电池即可满足最大工作电流的严格要求。

更新固件

如果蓝牙联盟修改了蓝牙协议栈,设备厂商则必须修改产品设计,使其符合新的蓝牙协议,因此智能蓝牙装置应具有协议栈更新能力,意法半导体BlueNRG 芯片的智能蓝牙协议栈运行在内部Cortex M0处理器内核上,非易失性闪存支持现场升级协议栈。

射频网络

为实现射频通信,智能蓝牙IC还需要平衡-不平衡转换器,以匹配天线和过滤网络。在很多情况下,平衡-不平衡转换器似乎是一个瓶颈,因为设计人员要求它既完美又不占用宝贵的印刷电路板空间。意法半导体推出一个高可靠性的平衡-不平衡转换器芯片,高集成度特性使其节省电路板空间、成本,更容易集成到产品设计内。

模块划分

智能蓝牙系统主要有两种模块划分方法

a) 系统芯片 [SOC]

蓝牙系统芯片单片集成BLE收发器和微控制器,不仅包含智能蓝牙协议栈,还包含蓝牙规范和应用软件。系统芯片的好处是集成度高,适用于较简单的系统设计,但是缺乏灵活性,不能让开发人员根据系统外设选择最适合的微控制器,亦不能处理较复杂任务,例如,管理多路传感器。

b) 网络处理器

网络处理器需要外部微控制器运行蓝牙应用规范和应用软件,网络处理器可能有协议栈,也可能没有。如果没有协议栈,则微控制器需提供协议栈。意法半导体的BlueNRG网络处理器内置协议栈和SPI接口,方便连接外部微控制器。这种模块划分方法具有较高的灵活性,让开发人员根据系统外设或复杂性选择适合的微控制器,能够更好地满足系统电源管理要求。

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