使用低功耗蓝牙摆脱线缆束缚.docx

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1、使用低功耗蓝牙，摆脱线缆束缚导语：随着对附加传感器、智能显示器以及与外界联络才能的需求不断加强，设备和机器朝着更智能的方向开展。伴随这些功能而来的是复杂度增加。由于设备出现故障时，需要翻开设备或者连接到端口进展问题诊断，这会造成防水难度增加、产品本钱和设备的维修本钱增加等多重局限。随着对附加传感器、智能显示器以及与外界联络才能的需求不断加强，设备和机器朝着更智能的方向开展。伴随这些功能而来的是复杂度增加。由于设备出现故障时，需要翻开设备或者连接到端口进展问题诊断，这会造成防水难度增加、产品本钱和设备的维修本钱增加等多重局限。很多时候，由于本钱或者构造尺寸因素，设备无法使用专用显示器。本文将讨论

2、智能设备中的一些问题，以及为什么越来越多地使用低功耗蓝牙(BLE)来解决这些问题。低功耗蓝牙(BLE)低功耗蓝牙(BLE)是一种无线个人区域网络技术，广泛用于智能设备。随着蓝牙技术联盟(SIG)采用了此项技术，BLE成为蓝牙技术和生态系统的组成局部。如今，几乎所有智能手机及其智能配件(如可穿着手环、手表、健身设备等)均可使用该技术。根据ABIResearch的预测，从2020年到2024年，单模BLE市场有望实现3倍增长，累计出货量将到达75亿。单模BLE设备是指那些只有BLE且不与经典蓝牙结合使用的设备。这种惊人增长的原因是超低的电流消耗、更快且更平安的连接、更低的本钱及更小的芯片尺寸。BL

3、E不仅可用于小型智能设备和具有用户操纵界面的设备，而且越来越多地用于与最终用户关系无关的用处。很多情况下，BLE成为制造商消费设备的一局部。本文将主要关注对制造商或者效劳提供商至关重要的用例。应用案例1.轻松定制具有特定额定功率的LED驱动器电源可用于驱动各种配置的LED。LED的参数可能各不一样。为每种类型的LED或者配置制作专用电源效率非常低。同样，传感器节点安装在室内、室外或者其他位置时可能需要不同的配置。很多时候，用户可用的机器或者设备中的菜单项选择项或者界面也可能需要定制。假如制造商为这些设备添加BLE接口，可实现批量消费并在部署阶段实现定制。另外，还可防止对有线接口的需求，由于有线

4、接口不仅昂贵，还会限制设备或者机器的其他功能和美感。2.效劳和维护制造商的另一个主要关注点是有效且经济地提供产品的效劳和维护。在传统方法中，当产品出现故障或者需要帮助时，用户需要将产品带到效劳中心或者由效劳人员提供上门效劳。大多数情况下，需要翻开产品进展问题诊断或者识别。一些产品装备有线接口，但其工作方式复杂且需要配合使用复杂的诊断设备。假如产品自带BLE连接，效劳工程师可以通过手机上的特定应用程序或者特定诊断设备无线访问设备。还可为用户提供远程支持，利用应用程序连接设备并与维护工程师建立远程连接。BLE还可为最简单的设备启用预测性维护功能。这些设备可以将机器参数和传感器数据发送至BLE连接的

5、智能手机应用程序。应用程序那么可将数据上传至云端进展数据分析，以便在故障之前识别问题。3.固件晋级智能设备和机器的另一个关键要求是出厂后固件的晋级才能。固件晋级的原因多种多样。下面列出固件晋级的局部原因-已发布代码中的错误修复-现有产品的改良-现有代码损坏-更改用户设置如上一节所述，固件晋级也是效劳和维护的重要组成局部。BLE作为补充技术主要用于Sigfox和LoRa等低功耗广域网络(LPWAN)。由于这些技术针对远程低数据速率进展了优化，因此从固件晋级和可维护性的角度来看，BLE更利于其应用。BLE可实现固件无缝晋级。BLE能充当手机和中央控制器或者处理器之间的隐形桥梁，并允许代码映像文件从

6、智能手机传输到处理器的空内存或者专用内存。新的代码映像文件可以直接从云端推送至智能手机应用程序。某些情况下，还可以使用智能手机以外的专用网关设备进展固件晋级。4.远程读取在很多设备中，制造商想要获取设备的使用数据并向客户收取相应费用。如今，客户使用的设备可以按使用量付费而非预付费用，即TaaS或者物即效劳。典型设备包括电能表、太阳能逆变器、净水器等。电能表是一个典型例如，其使用光端口读取是一个非常复杂且慢长的经过。很多计时表的读数都不易获取。此类公用事业仪表和电器中植入BLE可使维护工程师可以非常轻松地采集仪表读数。效劳提供商还可以让消费者使用他们的应用程序采集读数并推送至云端。5.简化的HM

7、I如上文所示，BLE使人机界面变得非常简洁。在我们讨论的用例中，用户使用的和BLE连接的可以不是专用设备，挪动的屏幕就可以成为交互的显示设备。在某些工业设备中，也可以使用其他类型的集成显示器或者平板电脑。显示器与主机别离有几个优点。不仅节省了设备的本钱和资产折损，而且还能在不晋级整个设备的情况下晋级接口。手机应用程序的晋级足以改变用户体验或者效劳体验。BlueNRG的设计灵敏性Bluetooth低功耗设备可以通过三种方式集成到智能设备和机器中-网络处理器-数据泵-应用途理器下面列出了每种形式的具体信息：网络处理器形式：蓝牙应用程序在系统的主微控制器或者微处理器内运行，而蓝牙协议栈驻留在蓝牙网络

8、处理器IC内，处理来自微控制器或者处理器的HCI/ACI命令。HCI/ACI命令是蓝牙SIG或者制造约定义的标准命令，用于与蓝牙主机或者控制器交互。在此形式下，蓝牙网络处理器IC无需编程，所有应用程序均驻留在主控制器或者处理器中。数据泵形式：蓝牙处理器充当中央控制器或者处理器与外界的隐形接口。主控制器或者处理器将数据推送至串行总线，如：UART或者SPI。此信息由蓝牙处理器内部的应用程序代码进展解释，以便进一步处理和通讯。在这种形式下，主控制器或者处理器端不要求具有蓝牙的编程才能，只需要给蓝牙处理烧录相应程序，并保持UART/SPI接口两端通讯正常即可。应用途理器形式：作为唯一的单片架构，蓝牙

9、处理器是系统的主控制器。蓝牙处理器不仅治理蓝牙通讯，还治理其他外围设备，如：传感器、LED、按钮、存储器等，主要用于较简单的设备和小装置。意法半导体的BlueNRG系列设备可在单个设备中支持全部的三种形式，使客户在设计经过中可以进展灵敏选择。甚至可以在设备出厂后通过固件晋级在网络处理器和数据泵选项之间切换。BlueNRG在设计灵敏性方面的另外一大上风是该模块的配置。BlueNRG模块装备了板载天线、晶体和RF巴伦，进而提供了一种可靠的解决方案，确保快速上市。该解决方案经过蓝牙认证专家(BQE)认证，同时还通过了RED、IC和FCC认证，可确保快速集成到最终应用中。为什么低功耗蓝牙如此受欢送?如前所述，根据ABIResearch(2020)预测，预计到2024年，单模蓝牙LE设备的累计出货量将到达75亿颗。由于生态系统和技术方面的原因，蓝牙技术广受欢送-便携式设备之间使用标准连接-睡眠电流消耗小于1uA，合适电池供电设备-蓝牙5.0支持三种不同的PHY，可在范围和数据速率之间选择最正确优化权衡-可以在Mesh网络中建立连接-采用先进的加密引擎和配对机制等。意法半导体推出第三代蓝牙低功耗设备BlueNRG-LP，不仅支持上述功能，而且是全球首款支持128并发连接的设备。同时采用了固件认证技术以进步代码信息的平安性，通过验证固件的正当性只允许具有正当签名的固件程序在芯片上运行。0