蓝牙低功耗的特性和技术有哪些

2017年12月06日 15:12    发烧友

低功耗蓝牙是一种智能、低功耗的蓝牙无线技术。说其智能是因为这项技术通过缩小智能设备的尺寸、降低其价格与复杂性进一步提高了其智能化程度;说其低功耗是因为其最初的目标就是提供功耗最低的无线标准,并且专门在低成本、低带宽、低功耗与低复杂性方面进行了优化。目前,低功耗蓝牙技术已被广泛使用,并且只需一粒纽扣电池就能运行很长时间。不过低功耗蓝牙除了低功耗还有哪些需要了解的?

低功耗蓝牙.jpg

*特性*

1、高成本效益与兼容性

为了兼容传统蓝牙技术并实现小型电池供电设备的成本效益,通常有两种芯片组可供选择:

(1)具备低功耗蓝牙技术与传统蓝牙功能的双模技术。(2)纯低功耗蓝牙技术。

2、广播功能

相比传统蓝牙技术,低功耗蓝牙技术所增加的一项新功能就是“广播”功能。通过这项功能,从设备可以告知其需要向主设备发送数据。

3、稳定性、安全性与可靠性

低功耗蓝牙技术使用与传统蓝牙技术相同的自适应跳频技术,因而能确保低功耗蓝牙在“复杂”的射频环境下维持稳定的传输,比如在工业、医疗等应用中。值得一提的是,为了为了最大程度地减少使用AFH的成本与功耗,低功耗蓝牙技术已将通道数量从传统蓝牙技术的791兆赫兹宽通道减少至402兆赫兹的宽通道。

4、连接范围

低功耗蓝牙技术的调制与传统蓝牙技术略有不同,低功耗蓝牙的最大功率为10mwdb,它可以实现最远300米的连接范围。也就是说整个家居及楼宇范围都能覆盖,实现更加稳健且可靠的连接。

5、无线共存

蓝牙、WiFi、无线LANIEEE等无线技术均使用的是2.4GHzISM频段,因此无线技术之间可能会因干扰而引起错误或重复传送(例如延迟时间增加和吞吐量减少等)的情形,所以在一些要求比较严格的环境下,可通过频率规划与特殊的的天线设计来减小干扰。由于传统蓝牙与低功耗蓝牙均使用AFH这项可以最大程度减少其他无线电技术干扰的技术,因此蓝牙传输具有出色的稳定性与可靠性,比如昇润科技的蓝牙4.2模块:HY-40R201IHY-40R204I,均采用的是IPEX外接天线设计,这种天线设计优点是信号的方向指向性好,效率高,抗干扰能力强,能远离主板上的干扰,而且不用过多的进行调试匹配。

*技术*

距离——调制指数的增加使低功耗蓝牙的最远距离可达到300米以上。

数据传输——低功耗蓝牙支持以1Mbps速度传输的极小数据包(蓝牙5通讯速度最高为2Mbps),在8个八位字节到27个八位字节之间。

跳频——低功耗蓝牙使用蓝牙技术通用的自适应跳频技术,将2.4GHz ISM频带内的其他技术干扰减至最小。高效的多路径优势增加了链路预算和有效的运行范围,同时也优化了功耗。

智能控制——低功耗蓝牙具有极具智能化的控制功能。主机可以长时间处于睡眠模式,并且只在主机需要执行时才会被唤醒。由于主机处理器的功耗一般高于低功耗蓝牙控制器,因而实现了最大程度的节能。

时延——低功耗蓝牙支持3毫秒内的连接设置与数据传输。因此,在短时突发通信中,应用可以在数毫秒内建立连接并且传输经过验证的数据,然后迅速断开连接。

拓扑结构——低功耗蓝牙在从属设备的每个数据包上使用 32位访问地址,从而可以连接数十亿台设备。

稳定性——低功耗蓝牙在所有数据包上使用强大的24 CRC保证最佳的抗干扰能力。

安全性——使用CCM的完整 AES128加密技术提供强大的数据包加密与验证,确保通信的安全。

BLE低功耗蓝牙.JPEG

低功耗蓝牙已经是一个成熟的生态圈,开发者可以从昇润科技购买或试用各种能够加快BLE设备硬件与软件开发速度的方案与模块。


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