广告位

您现在的位置是:主页 > 澳门赌平台手机 >

蓝牙v40技术的应用特点及如何将连接技术延伸到

2020-05-05 06:53澳门赌平台手机 人已围观

简介技术联盟(SIG)在很多事情上都备受指责,但是在消费者中成功树立蓝牙品牌却无可非议。早在2008年进行的一项独立调查发现,85%的消费者认识了无线技术, 今天这个数字很可能会更...

  技术联盟(SIG)在很多事情上都备受指责,但是在消费者中成功树立蓝牙品牌却无可非议。早在2008年进行的一项独立调查发现,85%的消费者“认识了无线技术”, 今天这个数字很可能会更高。

  随着蓝牙v4.0的推出,技术联盟面临着一个新的挑战,就是准确解释这项技术是什么。 跟以往版本不一样,蓝牙v4.0架构采用了两类不同的无线电技术和协议。一种类型可以与以往版本通信,而另一种则不可以。

  从用户所关注的互操性到工程人员所需,技术联盟的答案是,新品牌可帮助消费者在市场上找到所需产品。蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌背后所采用的蓝牙v4.0技术正在被广泛应用。例如,苹果的iPhone 4S和新的iPad(参见图1)就符合蓝牙Smart Ready的要求,微软已宣布Windows 8支持此项技术, 摩托罗拉也已宣布推出具有蓝牙Smart Ready功能的手机。

  蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌真正的重要性是什么?蓝牙v4.0与以往版本的区别是什么? 往下看你就会找到答案,但首先还是让我们从历史的角度稍作一些了解。

  蓝牙技术是爱立信贡献给世界的一项2.4GHz短距离通讯技术,采用大容量电池供电(例如,AA或更大容量),可提供约1 Mbps的带宽(随后有很大提高),可用于手机到无线耳机之间的流媒体通信等应用。

  后来出现了一项功耗更低的无线技术,由Nordic Semiconductor等公司开发,并冠以“超低功耗” 一词来描述此项技术,此项技术也在2.4GHz频段下运行,提供1 Mbps的带宽。 后面这项技术的特点是非常低的负载循环运行(0.1或更低),平均电流在微安培范围内,一块纽扣电池可支持运行数月以至数年。其应用包括与运动手表进行通信的心率带、无线鼠标和键盘。

  这两项技术有不同的市场定位,因使用不同协议而从未能相互通信。(蓝牙采用开放的标准协议以确保互操作性,而超低功耗无线技术采用高效的专属协议以保持低功耗。)

  手机制造商诺基亚具有创新性的工程师团队认识到,如果他们实现与世界上百万的超低功耗无线电设备通信,将为公司产品开拓一个庞大的新市场。例如,慢跑爱好者无需购买一个昂贵的心率带及与其相匹配的运动手表来追踪他们的活动,他们将可以购买一个廉价的心率带并将其与他们已经拥有的手机链接。

  基于这个来自于工程师的想法,诺基亚、超低功耗无线电专家Nordic Semiconductor和其他一些有共识的企业建立了联盟。但是诺基亚显然不希望在已经配有三个或四个RF设备的手机上再添加另一个无线电芯片,而选择采用已在其多数手机上装配的蓝牙芯片来完成这项工作。

  经多年反复改良,该联盟与蓝牙技术联盟合并,该项技术演变成“超低功耗蓝牙”。

  Nordic的工程师和技术联盟成员经过六年的不懈努力,最终迎来了蓝牙v4.0(其标志性特点是融合 “蓝牙低功耗”)。

  蓝牙技术以往版本(例如v2.1和v3.0)与v4.0的根本区别在于最新版本使用两个协议。

  蓝牙低功耗协议是蓝牙规范中的新内容,此项技术用于过去使用专属技术的超低功耗应用。(这并不表示专属技术即将消失;而因为它具较低成本和性能优化等原因被广泛使用于不需蓝牙互操性的产品上。) 该规范要求使用经专门设计只用于运行蓝牙低功耗协议的无线电设备, 此类设备因此被称为 “单模式”设备。

  蓝牙v4.0的硅晶无线电既可支持“传统”蓝牙协议(例如BR/EDR),还增加了一些额外电路, 因而还支持与蓝牙低功耗(单模式)之间通信。由于这些芯片可处理两个协议,因此被称为“双模式”设备。

  双模式芯片可用于以前使用传统蓝牙芯片的任何应用中。包括手机、平板电脑、个人电脑、个人导航设备(PND)、游戏机和智能电视以及其他众多应用。

  蓝牙Smart品牌的认证产品必须符合三项要求:采用GATT为基础架构的蓝牙4.0(或更高)核心规范;采用单模式无线电及使用以GATT为基础的架构以实现设备的特定功能。

  蓝牙Smart Ready认证产品必须符合三项相似要求:采用GATT为基础架构的蓝牙4.0(或更高)核心规范;采用双模式无线电(BR/EDR+蓝牙低功耗),两种无线电模式可分别或同时启用, 提供在蓝牙Smart Ready设备上更新蓝牙Smart设备的方法供终端用户选择。

  蓝牙Smart Ready制造商还应为第三方提供一种创建和分配应用,用于接收蓝牙Smart设备的数据。

  对于消费者,蓝牙Smart Ready产品为终端用户提供了一种更新蓝牙Smart产品功能的方法。 用户可下载并安装新的配置文件(优化的特定应用软件)来支持购买的新设备,而无需借助带有预安装支持文件的集线器设备。

  蓝牙技术联盟的新品牌旨在满足大众的期待。经过多年对蓝牙技术互操性和兼容性的宣传,情况已经发生变化。

  新品牌对消费者很重要,因为它可帮助消费者为其活动选择正确的产品。例如,人们不可能购买一个蓝牙Smart心率带而指望其与任何的蓝牙芯片手机通信。还不如选择支持蓝牙 Smart Ready的手机, 因为这就意味着采用了蓝牙v4.0芯片和蓝牙Smart Ready所需的基础结构和支持技术。表1对互操作性进行了总结。

  除非新版本可带来一些具有根本差别的新功能,蓝牙不会浪费时间开发新版本。但是设计工程师乃至最终的消费者究竟能从蓝牙v4.0中获得什么? 要回答这一问题,我们需要更深入地了解此项技术。

  传统蓝牙技术以“定向连接”无线电为特点,采用用于高频活动通信的固定连接间隔。双模式芯片将继续执行该项任务。

  重要的是要知道在运行BR/EDR模式时,双模式芯片的功耗与该技术原来的版本并无差别。 设备在使用其低功耗功能时可节省一些功耗,但因为芯片并非超低功耗设备,芯片的功能、尺寸、成本和合规性都与原来的版本相似。

  换言之,如果工程师正在设计一款要求高负载循环、短距离、融合2.4GHz无线电技术的产品, 他会像以前选择v2.1或v3.0芯片一样,从偏爱的供应商处选择蓝牙v4.0双模式芯片。

  蓝牙低功耗技术采用可变连接间隔,可根据应用从数毫秒设置到数秒。此外,由于非常快速的连接,蓝牙低功耗技术经常保持“未连接”状态(节约功耗)。在此状态中,链接的两端知道双方存在,但只会在绝对必要时进行尽可能短时间的链接。

  蓝牙低功耗芯片可用3V、220mAh CR2032之类的纽扣电池运行数月乃至数年。 但是这些设备只可支持非常低的负载循环操作。

  如果工程师要求一种具有互操作性的2.4GHz无线电技术,用于发送少量数据如几个字节的异步传输, 且数据发送次数并不频繁(例如,从每秒数次到每分钟一次,或更少),那么蓝牙低功耗是最佳选择。心率监视器、自行车速度和距离检测器或血糖检测器等紧凑型无线传感器都是此类装置。

  蓝牙低功耗技术采用特别的技巧来降低功耗。此技术只采用三个“宣传”信道来搜索其他设备,或将其呈献给可能正在搜索连接的设备,以此减少连接时间。相反,传统蓝牙技术则采用32个信道。

  这代表蓝牙低功耗技术只需“开启” 0.6至1.2ms来扫描其他设备,而传统蓝牙技术则需要22.5ms来扫描其32个信道。因此,蓝牙低功耗技术用于定位其他设备的功耗降低了10至 20倍。

  一旦连接,蓝牙低功耗技术将切换至37个数据信道中的一个,然后通过使用伪随模式适配跳频(AFH)。

  蓝牙低功耗技术采用1Mbps的总数据带宽来快速发送信息,并快速返回至超低功耗休眠状态。 连接(即扫描其他设备、链接、发送数据、验证和“自如地”中止)只需3毫秒。 对比传统蓝牙技术进行相似的连接循环则需要数百毫秒。要知道,连接时间越长,电池功耗越大。

  蓝牙低功耗技术还通过两种其他方式来限制峰值功耗:即采用相对“宽松”的RF参数, 以及发送非常短的数据包。较短的数据包可进一步减少通信时间,并使硅晶保持较低的温度,以此避免对功耗重新校准和对闭环结构的需求。

  蓝牙低功耗技术适用于因传统蓝牙技术功耗限制而无法实现的各种应用。这是第一次提供给电子装置设计师的具有可靠互操作性的ULP无线技术,并承诺将推出数百项新应用。

  但究竟是什么类型的应用呢? 蓝牙技术联盟在未来数月即将发布的系列配置文件会带来一些提示: 这些配置文件可为个人用户界面设备(PUID)(例如,手表)、远程控制、感应警报、 电池状态和心率监控器等特定应用。随后还会推出用于血糖和血压、循环Cadence和循环曲柄功率等医疗保健监控的配置文件。

  Nordic Semiconductor作为专业的超低功耗无线连接技术公司, 是众多推出蓝牙低功耗解决方案的供应商中的一个。了解一下他们的产品有助于了解一些早期应用,了解将蓝牙v4.0融合到其产品中的设计师们是如何将连接技术延伸到超乎他们想象的更多产品中的。

  Nordic Semiconductor的μBlue蓝牙低功耗产品系列目前包含两款芯片,nRF8001和最新推出的nRF8002。这两款芯片都包含了完全符合蓝牙v4.0低功耗协议堆栈。

  Nordic μBlue蓝牙低功耗芯片系列中的第一款设备nRF8001和软件开发组件于2011年1月推出。凭借实现sub 12.5mA的峰值电流和低至sub 12μA的连接模式平均电流(连接间隔为 1s),Nordic宣称nRF8001是行业内功耗最低的蓝牙低功耗解决方案。

  该芯片将无线电、链接层和主机堆栈结合到了一个最终产品列表(EPL)中,使设计师们可以轻松开发新的蓝牙终端产品,而无需额外的列表费用。

  对于希望快速开发蓝牙Smart产品而无需花费很长时间来学习如何使用该项技术的设计师们,nRF8002系统芯片(SoC)是很好的选择。该芯片是一个易于使用的SoC解决方案,可用于无线标签和手镯、 挂件、钥匙扣、小玩具和臂章等其他附件(参见图2)。

  图2:nRF8002是一款用于无线标签和其他附件的便于集成的独立解决方案

  使用nRF8002不需了解蓝牙低功耗技术或其他嵌入式固件的开发。利用Nordic nRF8002开发组件,开发人员们可以使用具有简单图形用户界面的开发工具来设计简单的蓝牙 Smart 产品,因此他们只需配置内置式应用程并将输入和输出映射到按钮、LED蜂鸣器等外部组件,而无需进行更深入的操作。nRF8002采用了内置支持技术,用于一系列蓝牙v4.0 配置文档,包括:Find Me、感应、警报通知和电池状态。

  数家主要公司已将nRF8001融入到其产品中。例如, 日本的消费电子产品公司卡西欧已经开发出可以与兼容手机通信的G-SHOCK蓝牙低功耗手表(参见图3)。

  图3:G-SHOCK蓝牙低功耗手表可以与任何蓝牙Smart Ready手机通信

  该手表带有停止手机铃声等功能,还带有Finder功能, 支持用户通过启用手表的警报和振动功能 来定位找不到的手机。

  Dayton Industrial在其称为世界第一个可生产的蓝牙低功耗心率带中采用了nRF8001, 已经准备进入批量生产。对于已经采用蓝牙v4.0芯片的手机, 其用户可以在数秒内设置并使用心率带和一系列医疗保健应用,这些应用可带来采集、解析和显示培训数据的新方式。

  Nordic为工程师们提供了iOS演示应用程序来说明这是如何实现的,该程序可用于广泛的现行蓝牙Smart(和 ANT+)附件,例如无线心率带、足部周边检测装置、自行车速度航程、Cadence、 功率传感器、温度、感应标签、称量台和血压监控器(参见图4)。

  图4:Nordic的iOS演示程序可用于广泛的最受欢迎的蓝牙Smart(和ANT+)附件

  最新开发的采用nRF8001的产品可能能够最好地说明蓝牙低功耗技术是如何显著扩大本已庞大的蓝牙生态系统的。

  总部设在香港的IDT公司刚推出了家用蓝牙低功耗血压监控器(参见图5)。 该监控器是世界上此类设备中首款利用蓝牙低功耗的设备,并在最近采用了血压配置文件。监控器可与蓝牙Smart Ready手机通信,然后手机可将数据发送至医疗机构中的远程服务器。 采用此类超低功耗无线技术,病人可以待在自己舒适的家中,减少见医生的时间,医疗人员可以对开处方的时间做出明智的决定,这可为卫生当局节省一笔开支!

  图5:IDT的血压监控器是世界上此类设备中首款利用蓝牙低功耗的设备, 并在最近采用了血压配置文件

  许多应用非常要依赖可靠的互操作性。技术联盟会安排定期的“蓝牙测试活动”,以确保各制造商生产的设备能够正常通信。Nordic和蓝牙芯片领先制造商Broadcom通力合作,以确保在实际操作中实现蓝牙v4.0的互操作性。

  Nordic宣布蓝牙低功耗感应卡的原版设计和行业首款蓝牙v4.0标准认证整合芯片解决方案Broadcom的BCM4330之间的无线通信测试成功。

  尽管Nordic从未怀疑过其芯片与其他制造商的芯片之间互操作性测试的结果, 但结果仍让人感到满意,同时还验证了蓝牙规范,证明建立无线链接毫无问题,可以流畅运行。

  这用了很长时间,但是蓝牙v4.0和蓝牙低功耗芯片、协议、配置文件和支持技术现在都已推出, 这是六年不懈努力的最高峰。许多领军企业已经将芯片融入到其产品中,随后有望迎来蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready认证产品的爆发时期。例如,IMS分析家预计, 每年将有十亿台蓝牙低功耗设备售出。这是迄今采用无线技术最快的时期。

  市面上的蓝牙资料晦涩难懂,因为没有从初学者的角度讲解,我痛苦学习几个月后总结了一套以故事的方式通俗易懂的讲解蓝牙协议的方

  引导加载器支持产品固件的现场更新。引导加载器可使用UART、I2C、SPI或USB等常见通信接口更新....

  Windows 7操作系统本周正式退役,微软结束了对这套2009年发布OS的一切免费更新补丁支持。

  继1月6日,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)在美国CES2020正式推出蓝牙无线音频的下一....

  在去年3月宣布开源Windows Calculator(计算器)应用之后,微软还宣布正在研发一项重磅....

  楷登电子(美国Cadence公司)宣布已经完成对National Instruments(美国国家仪....

  作为物联网终端“毛细血管级”技术,无线连接技术负责将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实....

  微软Windows计算器方程可视化模式重磅上线月宣布开源Windows Calculator(计算器)应用之后,微软还宣布正在研发一项重磅....

  微软今天面向Fast Ring快速内测渠道发放了Windows 10 Build 19546预览版本....

  在CES 2020上,外星人展示了一款原型机Concept UFO,搭载Windows 10系统....

  微软周二发布了Windows 10的最新更新文件以修复美国国家安全局(NSA)报告的安全漏洞。不过部....

  高集成低成本的射频电路目前已经成为便携式无线设备设计的基本原则,而接收灵敏度已经成为无线网络应用的瓶....

  Cypress公司于2014年11月11日正式宣布,推出高集成度的单芯片低功耗蓝牙BLE解决方案,以....

  全新的基于Chromium的 Microsoft Edge 浏览器已发布。而作为第一个版本,其也不可....

  微软正式停止对Win7系统的安全支持,让各大网络社区都陷入悼念Win7系统的浪潮中。

  随着无线传感器网络技术的不断发展,它已经被广泛应用到工业、农业、医疗、航空航天以及海洋开发和探索等各....

  本文首先阐述了无线压力传感器技术参数,其次阐述了无线压力传感器的线性度,最后阐述了无线压力传感器的应....

  1 月 14 日,发布整十年的 Windows7 系统宣布正式停止对其系统的外延支持,并将于下周正式....

  近日据悉,微软本周二将放出了例行安全更新,而 KrebsOnSecurity 援引知情人士的消息报道....

  继一般的蓝牙音讯 SBC、苹果自家的蓝牙音讯 AAC,和音质提升的 aptX 这些音讯后,SIG 蓝....

  Windows 7之后,许多用户都面临要升级,你是不是也做好升级准备了呢?

  Windows 7正式退役,一些人选择继续坚守,一些人选择升级Windows 10,还有一些人则另辟....

  Win7的退役再次将Win10推向前台,那么我们也不禁发问,Win10的班要谁来接呢?

  Win7的退役再次将Win10推向前台,那么我们也不禁发问,Win10的班要谁来接呢?

  此前在2016年,谷歌曾宣布停止在Windows, macOS, and Linux中对Chrome....

  据外媒报道称,微软发布的一份支持文档显示,Windows 10 Mobile操作系统将会延长到202....

  2020年1月14日,微软正式结束了对Windows 7操作系统的支持,同时发放了最后一个官方补丁。

  这个“终极补丁”仍然分为两个版本,一个是包含安全与非安全升级的月度累积KB4534310,另一个是仅....

  在那些要求能效高、电池寿命长(如要求电池使用寿命达5-15年),并且传输距离远的应用中,Sub-GH....

  和Windows 7时间一样,从今天开始,微软不再为Windows Server 2008和Wind....

  能量收集是给通信系统中包括天线在内的各种射频/微波元器件供电的一种有效方法。通过为自主射频标签(RF....

  1月14日,微软正式宣告Windows 7系统停止更新,官方停止技术支持、软件更新和安全问题的修复。

  由于对Windows 7的支持已经结束,并且已经发布了最新的质量更新,因此微软确实希望消费者知道是时....

  微软1月14日正式停止了Windows 7系统更新,这意味着数以亿计仍在运行Windows 7系统的....

  近日小米有品开启了年货节,众多商品开启满减和多件打折优惠,其中洛斐圆点蓝牙机械键盘“口红”配色限时特....

  本月的补丁星期二注定是不平凡的,不仅是因为2020年首个累积更新活动,而是修复了存在于Windows....

  微软正式停止了对Windows 7系统的更新维护,这个2009年10月发布至今的系统终于被抛弃了。

  伴随着2020年1月14日的到来,已经服役了十年之久的Windows 7操作系统将正式宣布退役。此前....

  根据最新消息,火狐浏览器的0day漏洞现已被Mozilla官方修复,但是IE浏览器仍暴露于“双星”漏....

  1月15日,据外媒报道,美国国家安全局(NSA)发现了一个Windows 10系统的安全漏洞,并就此....

  今天,微软正式停止对Windows 7系统的更新维护服务。未来,Windows 7系统还可以继续使用....

  在即将到来的Windows 10X系统中,将严重依赖模拟技术来运行应用程序。为了确保应用程序能够在S....

  随着2020年1月14日的到来,服役十年之久的Windows 7操作系统终于正式退休了。自今日起,微....

  已将蓝牙适配器插入电脑且已安装该蓝牙适配器的驱动,为啥通过蓝牙的搜索蓝牙设备函数搜不到蓝牙? ...

  1月14日索尼正式发布了旗下首款无线蓝牙多功能拍摄手柄GP-VPT2BT。该手柄采用无线设计,支持蓝....

  今日,索尼中国正式发布了无线蓝牙多功能拍摄手柄GP-VPT2BT。这款手柄采用无线.....

  微软将从1月14日开始停止支持Windows 7操作系统,“虽然运行Windows 7系统的PC仍可....

  想用单片机做一个类智能手环,hc-05主从机一体怎么接收手机的通知比如说短信和应用通知用这个软件和串口通讯可不可以 ...

  香橙派Orange Pi Zero开发板如何连接无线:]a. 命令行输入 看是否有网卡(wlan*) $ insmod xradio_wlan.ko c. 输入命令 ifconfig,应该可以看到 wlan0(假设是...

  方案概述 本公司基于 Anritsu(安立)MT8852A/BR&S CMW270安捷伦N4010A等仪器开发的中文操作界面的生产线

  蓝牙技术在智能手机中的普及是推动位置服务快速增长的一大因素。从室内导航、个人物品追踪到地标信息和汽车无钥匙进...

  以前做些车充无线充之类的东西 刚接触到蓝牙不知道这么入手 &nb...

  想用手机控制单片机用到这两个模块,想问需不需要ch340这些串口电路才能让这两个模块工作,看好多实验都是基于串口通信...

  西安某实验室在做信号测试时,发现数据总有比较高的底部噪声。西安安泰测试工程师怀疑实验室周围有无线电发射装置影响...

  在无线数传模块进行设置时,波特率是一个很重要的参数。本文介绍如何正确地设置波特率。 先简单介绍一下波特率:波特...

  弄了大半天,终于归类好了,给大家整理的这个信息,大家参考下,低功耗蓝牙方案,也方便大家更容易全方位了解低功耗蓝...

Tags: EDR设备 

广告位
    广告位
    广告位

标签云

站点信息

  • 文章统计136篇文章
  • 标签管理标签云
  • 微信公众号:扫描二维码,关注我们