低功耗蓝牙模块的设计使用经验谈
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DA14580最小蓝牙模块MN581A 模块是针对无线智能产品设计的一款超低功耗的,超小体积的蓝牙模块。
基于德国DAILOG超级蓝牙芯片DA14580设计,包含天线部分仅有5.50mm*8.0mm,高度仅有1.7mm 片上集成32 位ARM Cortex M0™处理器国际标准的Blue-tooth® Smart协议栈。
特别适合对体积和高度有特殊需求的智能穿戴式设备。
例如智能手环,蓝牙手表、无线键盘、无线鼠标、平板电脑、手机、笔记本电脑等产品。
可帮助客户快速开发蓝牙4.0产品。
1.1 主要的特点超低功耗最小尺寸内嵌16MHZ32位ARMCortexM0™处理器专用链路层处理器内置aes-128位加密处理器-Time-Programmable(OTP)内存系统SRAM记忆存储器支持多个数字接口:通用I/o、2个UARTs与硬件流控制1MBd、SPI+™接口总线在100kHz,400千赫硬件正交解码能力支持模拟接口设备内置4通道10-bitADC完全集成2.4GHzCMOS收发器单线天线:内置50欧姆天线匹配直接连接2.4G的天线电源电流:传输输出功率-93dBm接收机灵敏度1.2 应用市场智能穿戴式设备蓝牙手表无线键盘无线鼠标平板电脑手机笔记本电脑1.3 管脚定义及尺寸图名称功能输入输出说明GND 接地—VCC模块电源正极2.7V to3.3V—支持聚合物(需降压)、钮扣电池P0_6/TX 模块串口发送端OP0_5/RX 模块串口接收端IP0_3 模块状态切换脚I模块状态切换脚(下降沿唤醒、上升沿睡眠)P0_0 蓝牙数据引脚O蓝牙数据引脚(蓝牙连接\断开\接收数据时都会使此IO 电平变换)VPP,SW_CLK,SWDIO-- 调试软件用VPP,SW_CLK,SWDIO1.5 外围参考设计1.6 模块功耗睡眠模式:2uA唤醒后功耗:500uA连接状态功耗(以1k的发送速率):625uA1.7 模块工作说明本模块为透传模块,在配置完模块的对应I/O 后,应切换下P0_3 的高低电平以保证,模块处于用户所希望的状态(睡眠或者唤醒)。
电子工程专辑我们生活在一个幻想与现实辉映、科技与人文交织、个体与整体相融、隐私与透明平衡的空间里。
在万物互联的世界,一切趋向足够出色,且性能完美的可穿戴设备,已然一步步实现在我们的身边。
可穿戴设备通常被定义为物联网技术最直接的落地应用之一,随着创新技术的不断发展,可穿戴设备的形态日趋多样化,带动了整个物联网产业链的商业化延伸,而低功耗蓝牙(BLE)又是可穿戴设备中应用最广泛的无线连接技术。
过去十年间,相关用例从连接电脑外围设备扩展到与可穿戴设备进行全面通信和更多其他应用。
最新版Bluetooth®规范(5.0、5.1、5.2)进一步涵盖了IoT 领域的更多应用。
相较经典蓝牙,BLE在保持同等通信范围的同时,显著降低功耗和成本,是将不同传感器、外围设备和控制设备连接在一起的理想选择。
从智能家居、智慧城市、智能工业等领域,BLE给人类提供了一个无限可能的智能生活场景,在我们身边曾经简朴、分割的一切,现在都开始连接,并且变得智能。
无可否认,在低功耗蓝牙技术的发展和推动下,"人机交互",甚至"人机共生"将成为我们当下和未来生活的常态。
由于低功耗蓝牙智能设备越发强调外形紧凑小巧与高集成度,对其测试测量的方法也因此有了更高的标准,而空口测试(OTA)当仁不让的将获得更多的关注。
但为了优化测试程序,所有方法优势互补才是最佳选择。
蓝牙联盟 (Bluetooth SIG) 通过认证流程的各种测试用例确保设备具备协同工作的能力,以及在其交换中具有合格的质量和性能,完成声明后方可获得蓝牙标签进入市场。
让我们先来先来认识一下针对低功耗蓝牙的几种测试方法:直接测试模式直接测试模式(DTM-Direct Test Mode)是一种用于低功耗蓝牙射频性能测试的模式,也是蓝牙核心规范的一部分,任何符合蓝牙核心规范的芯片都能进行DTM测试。
DTM通过测试仪器直接连接蓝牙设备控制接口,执行测试项目,自动完成和蓝牙模块之间的交互命令和蓝牙参数设定,DTM可以用于研发、预认证和一致性生产之中,是目前符合BlueSig 规范的蓝牙低功耗测试方法。
低功耗设计在物联网中的应用在当今科技飞速发展的时代,物联网(Internet of Things,IoT)已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从智能家居到工业自动化,从智能交通到医疗保健,物联网的应用场景无处不在。
然而,要实现这些广泛的应用,低功耗设计成为了至关重要的因素。
物联网中的设备通常需要长时间运行,并且很多时候处于无人值守的环境中。
这些设备可能是传感器、智能电表、智能门锁、环境监测设备等等。
它们需要依靠电池供电或者从有限的能源中获取能量,因此如何降低功耗以延长设备的使用寿命,成为了物联网发展中的关键挑战。
首先,让我们来了解一下为什么低功耗设计在物联网中如此重要。
想象一下,如果一个用于监测环境温度和湿度的传感器每隔几天就需要更换电池,这不仅会增加维护成本,还可能导致数据采集的中断。
在一些难以到达或者大规模部署的场景中,如森林中的火灾监测传感器、城市中的井盖监测设备等,频繁更换电池几乎是不可能的任务。
此外,高功耗还会导致设备发热,可能影响其性能和可靠性。
为了实现低功耗设计,硬件方面的优化是必不可少的。
在芯片选择上,需要选用那些专门为低功耗应用设计的处理器和传感器。
这些芯片通常采用了先进的制程工艺,能够在提供强大计算能力的同时,最大限度地降低功耗。
例如,一些低功耗的微控制器(MCU)在休眠模式下的电流消耗可以低至纳安级别。
除了芯片,电源管理模块的设计也至关重要。
合理的电源管理策略可以根据设备的工作状态动态调整电源供应,例如在设备处于空闲状态时降低电压或者关闭不必要的电路模块。
此外,能量收集技术的应用也为物联网设备的供电提供了新的思路。
例如,通过太阳能板、振动能量收集器或者温差能量收集器等,将环境中的能量转化为电能,为设备提供持续的能源支持。
在软件方面,优化算法和编程技巧也能够有效地降低功耗。
采用高效的编程语言和编程框架,减少不必要的计算和数据传输,可以显著降低处理器的工作负载,从而降低功耗。
TWS蓝牙耳机介绍及TI低功耗方案TWS(True Wireless Stereo, 真无线立体声)蓝牙耳机是近年来异常火热的音频产品。
它借助蓝牙芯片,先将手机与主耳机建立无线连接,再建立起主耳机和副耳机的无线通讯,从而完全摒弃了传统耳机间的线材连接,极大地方便了用户的使用。
另外,主耳机是可以单独使用的,完全能够胜任现有市场上的单颗蓝牙耳机的应用需求,使用功能非常强大。
因此自从2016年9月苹果发布第一款TWS耳机——Airpods以来,市场反响就非常热烈,后续音频厂商见此迅速跟进,扎堆布局TWS蓝牙耳机,使TWS耳机市场异彩纷呈。
接下來Bluetooth 5 将带来更精彩的使用者体验,新的充电盒设计会让消费者更为方便。
轻巧且便于携带是TWS耳机最为重要的设计目标,受限于充电盒和耳机的狭小空间,这两部分所用的电池容量都无法做大,充电盒的容量一般在1000mAh以内(其中又以200-700mAh范围内最为常见),而耳机端的容量更小,绝大部分都小于100mAh。
因此无论是充电盒还是耳机,都应该重视系统低功耗的设计,保证产品有较长的使用时间。
1、充电盒系统介绍详细的充电盒系统框图如下:图1 TWS充电盒系统框图信号链部分,传感器主要有霍尔传感器,实现盒子的开合检测。
LED灯实现酷炫的显示效果,蓝牙芯片则可以将盒子信息传送给手机,便于手机查看盒子电量信息。
按键检测可能需要一些逻辑器件,如SN74LVC1G74这种D触发器,可以将按键的脉冲沿转变成电平的翻转,便于MCU记录按键信息。
电源轨部分,一般输入口做成5V的micro USB接口(苹果的Airpods 是lightning接口,也是5V)。
考虑到当前有不少支持高压快充的适配器,因此充电盒需要一个过压保护芯片做误插防护,再加一颗charger 给锂电池充电。
目前很多的charger都集成了过压保护的功能,但是过压响应时间大部分是us级别,建议额外再加一颗过压保护芯片做快速保护。
低功耗蓝牙技术有什么优势物联网生态系统的核心组成部分是连接和通信。
而蓝牙,以智能化、低功耗、高连接速度、低成本等特性,在物联网应用市场占据了主要核心位置。
云里物里低功耗蓝牙模块厂家,研发推出的BLE4.0/4.0/5.0蓝牙模块更是有效协助物联网领域内多家蓝牙智能产品生产商生产出更好、更快、更稳定的连接智能设备。
那么为何低功耗蓝牙技术会广泛受到市场的喜爱呢?下面一起来看下。
蓝牙本身优势:第一,蓝牙的技术可用性非常广泛,从无线到网络,一直到应用解决方案,能让各个公司通过蓝牙技术获得最大的价值和利益,让其整个的全栈产品都能够得到应用和互通。
第二,蓝牙可应用于工业级别,确保在工业技术水平上能够使用大型的网络系统,而且这个系统是可靠的、可扩展的技术系统,可以不断扩大规模。
第三,在蓝牙现有的基础上,又额外增加了很多解决方案,比如说除了照明,还有位置服务和资产跟踪,还有环境检测和其他传感器的部署。
市场的需求:根据2018《蓝牙市场最新资讯》的预测,到2022年,97%出货的蓝牙芯片将会采用低功耗蓝牙技术。
这份报告同样指出,仅今年的蓝牙点对点数据传输设备出货量就将超过5.5亿件。
到2022年,这一数字将超过8.5亿。
低功耗蓝牙技术,帮助推动了可穿戴和互连设备市场的发展,云里物里推出低功耗蓝牙模块,蓝牙芯片使用的是Nordic的低功耗蓝牙芯片系列,性能稳定、超低功耗、无缝连接、超快连接速度、超长连接距离、向下兼容、低成本等特性,使得低功耗蓝牙模块被广泛应用于智能家居、消费电子、智慧医疗、汽车、智能穿戴设备和智能建筑设备在内的所有物联网智能产品中,加速人与万物互动的步伐。
肯定会有蓝牙工程师提到低功耗蓝牙不适合大型文件传输、不适合远距离传输,不过随着蓝牙Mesh网络的推出,蓝牙的这一颓势也得到了极大的改善,有了蓝牙Mesh网络,成千上万个设备能够进行互联并且互相通信。
由于其特殊架构,蓝牙Mesh网络不仅仅适用于个人设备,更重要的是适用于工厂自动化控制系统、条件检测等系统,推动智能楼宇、智能工业和智慧城市的发展。
一、简介鉴于之前,客户一直反馈我们的KT6368A的蓝牙芯片低功耗还是偏高。
所以我们特地优化了一个低功耗的版本。
这里命名为KT6328A。
此版优化的地方在两点:1、去掉了SPP功能。
只保留了BLE低功耗的功能2、上电默认就是低功耗模式。
上电默认前5秒是正常收发指令,5秒之后进入低功耗。
不接收AT指令。
==》这样做的目的是方便客户可以AT指令设置参数。
因为进入低功耗之后,芯片所有的外设必须关闭。
==》当然对于很多需要频繁上电和锻炼的产品,也可以联系我们修改一下固件【批量才配合修改】,改成上电直接低功耗,因为默认版本的固件,也是为了方便客户测试,才这样设计的,没办法3、ble连接成功之后,就会开启uart外设,可以正常接收串口AT指令,以及透传功能4、不在意5mA平均功耗的产品,推荐使用KT6368A的双模版本,更加的稳定成熟和好用二、详细说明2.1低功耗的一些参数--低功耗版本KT6328A1、注意此功耗,是芯片上电默认就是此模式。
注意购买,一定要购买KT6328A这个版本。
其他版本不行这个版本,也可以通过蓝牙名来识别“KT6328A-BLE-2.0”2、芯片默认出厂,开机前5秒是正常模式,5秒之后就进入低功耗。
方便客户测试序号电流说明开机瞬间15mA1、芯片开机需要初始化很多外设。
所以瞬间电流比较大达到15mA2、但是这个时间仅仅维持200ms,就进入低功耗状态了工作状态-未连接30uA5mA交替1、芯片正常工作状态,正常对外广播,处于一个睡眠、唤醒广播、睡眠这样的周期性状态。
其实目的是为了节省功耗2、周期是500ms。
100ms广播一次,400ms就睡眠3、广播一次电流就是4mA然后进入睡眠,就变成30uA工作状态-已连接 4.3mA当连接成功之后,芯片就不再进入睡眠。
而是一次处于工作状态了2.2注意事项AT+VER2.0-20211111TM+KT6328A-BLE-2.1---手机端会搜索到这个名字TN+3031E54D77D9T4+01T5+00QL+01--进入低功耗模式2.2相对高精度的电流测试曲线1、可以看到开机瞬间的电流在5mA,随后降到4mA等待几秒之后,就进入低功耗广播状态了2、低功耗的广播状态,平均电流是185.4uA3、最低的时候,是20uA。
BluetoothLE(低功耗蓝⽛)回顾在本系列的前两篇⽂章中,我们已经了解了⼀些关于Bluetooth LE的背景并建⽴⼀个简单的Activity / Service框架。
在这篇⽂章中,我们将探讨Bluetooth LE的细节以及蓝⽛设备查找的⼀些问题。
扫描并发现蓝⽛设备蓝⽛设备的发现是⼗分简单的,它是⼀个在蓝⽛可见范围内查找设备的过程。
⾸先我们要做的就是在Manifest中添加必要的权限,否则我们将在⼀开始就碰壁。
我们需要的权限是android.permission.BLUETOOTH(⼀般蓝⽛使⽤)和android.permission.BLUETOOTH_ADMIN(额外的任务,如蓝⽛发现)。
在我们深⼊之前,值得说明的是BleService 将作为⼀个状态机,在不同的状态执⾏不同的任务。
这些状态中,我们⾸先要考虑的是扫描状态。
当BleService 接收到⼀个MSG_START_SCAN消息后进⼊扫描状态:private static class IncomingHandler extends Handler {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {BleService service = mService.get();if (service != null) {switch (msg.what) {...case MSG_START_SCAN:service.startScan();Log.d(TAG, "Start Scan");break;default:super.handleMessage(msg);}}}}startScan()⽅法开始扫描:public class BleService extends Service implementsBluetoothAdapter.LeScanCallback {private final Map<String,BluetoothDevice> mDevices =new HashMap<String, BluetoothDevice>();public enum State {UNKNOWN,IDLE,SCANNING,BLUETOOTH_OFF,CONNECTING,CONNECTED,DISCONNECTING}private BluetoothAdapter mBluetooth = null;private State mState = State.UNKNOWN;...private void startScan() {mDevices.clear();setState(State.SCANNING);if (mBluetooth == null) {BluetoothManager bluetoothMgr = (BluetoothManager)getSystemService(BLUETOOTH_SERVICE);mBluetooth = bluetoothMgr.getAdapter();}if (mBluetooth == null || !mBluetooth.isEnabled()) {setState(State.BLUETOOTH_OFF);} else {mHandler.postDelayed(new Runnable() {@Overridepublic void run() {if (mState == State.SCANNING) {mBluetooth.stopLeScan(BleService.this);setState(State.IDLE);}}}, SCAN_PERIOD);mBluetooth.startLeScan(this);}}}⾸先,我们需要确保⼿机上的蓝⽛已启⽤,如果没有则提⽰⽤户打开它。
低功耗蓝牙介绍什么是低功耗蓝牙?蓝牙分为传统蓝牙和低功耗蓝牙。
蓝牙4.0及更高版本被称为蓝牙低功耗,其中蓝牙4.0标准包括传统的蓝牙模块部分和蓝牙低功耗模块部分,这是双模式标准。
在被蓝牙技术联盟采用之前,它是诺基亚设计的一种短距离无线通信技术,它的最初目标是提供最低功耗的无线标准,并且专门针对低成本,低带宽,低功耗而设计,并针对复杂性进行了优化。
低功耗蓝牙是在传统蓝牙的基础上开发的,但它与传统模块不同。
最大的特点是降低了成本和功耗。
可以快速搜索并快速连接。
它保持连接并以超低功耗传输数据。
低功耗蓝牙是专门针对基于物联网(IoT)设备构建的功能和应用程序设计的蓝牙版本。
蓝牙BLE允许短期远程无线电连接并延长电池寿命。
目前,蓝牙低功耗技术已被广泛使用,仅需纽扣电池即可长时间运行。
低功耗蓝牙特点1.最低功耗从外观设计到使用,一切都以最低的功耗进行设计。
为了减少功耗,低功耗蓝牙设备会将其大部分时间都花费在睡眠模式下。
当活动发生时,设备将自动唤醒并向网关,PC或智能手机发送一条短信。
最大/峰值功耗不超过15mA,平均功耗约为1μA。
使用过程中的功耗降低到传统蓝牙的十分之一。
在较少使用的应用中,纽扣电池可以保持稳定运行5至10年。
2.高效益为了与传统蓝牙技术兼容并实现小型电池供电设备的成本效益,有两种芯片组可供选择:具有蓝牙低功耗技术的双模技术和传统蓝牙功能。
3.稳定性,安全性和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(AFH)技术,从而确保低功耗蓝牙可以在住宅,工业和医疗应用的“嘈杂”RF环境中保持稳定的传输。
4.无线共存蓝牙传输具有出色的稳定性和可靠性。
不仅是蓝牙技术,无线局域网,IEEE802.15.4/无线个人局域网和许多专有无线电都使用2.4GHz医疗(ISM)频段,这可以最大程度地降低其他无线电技术的干扰。
5.连接范围低功耗蓝牙技术的调制方式与传统蓝牙技术略有不同。
使用10mW分贝(蓝牙低功耗最大功率)的无线芯片组,这种不同的调制方式可实现长达300米的连接范围。
[BLE]低功耗蓝牙介绍一、BLE的协议栈框架BLE协议栈包括两个部分,主机(Host)和控制器(Controller)。
二者通过HCI(Host Controller Interface)标准接口相互通信。
常用的单芯片单模BLE芯片有TI的CC254X、CC26xx,nordic的NRF51288,dailog的DA14580等等,双芯片的双模BT有TI的CC2564。
NRF52832吊炸天啊~~~~~协议栈整体结构图如下:主机是一个逻辑实体,定义包括应用层以下,HCI以上的配置文件(Profile)、通用访问协议(GAP)、通用属性协议(GATT)、属性协议(ATT)、安全管理协议(SMP)、逻辑链路控制适配层(L2CAP)、HCI驱动各层。
控制器也是一个逻辑实体,定义HCI层以下的HCI固件、链路层(LL),物理层(PHY)各层。
三、协议栈各层介绍1、物理层规范(PHY)射频方面,BLE工作在免费的2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical)频段,其频带是2400 -2483.5MHz,BLE的调制方式是高斯频移键控(GFSK),BT=0.5,而标准蓝牙技术是0.35,0.5的指数接近高斯最小频移键控(GMSK)方案,可以降低无线设备的功耗要求(这方面的原因比较复杂)。
更低调制指数还有两个好处,即提高覆盖范围和增强鲁棒性;二进制“1”和“0”分表表示正频偏和负频偏,在使用频谱仪(N9020A)测试频偏时需要提前知道其背离频率;发射功率范围在-20dBm~+10dBm之间(天线增益为0dBi情况下);误比特率为0.1%的情况下,接收灵敏度小于-70dBm;通信距离可到达100m;传输速率为1Mbps;数据包间对中心频率的偏移应当小于±150kHz,其中包括了初始的频率补偿和频率漂移;在一个数据包内,频率偏移应当小于150kHz,最大的频率偏移率不能超过400Hz/us,一般要求在±20PPM以内即可。
低功耗蓝牙(BLE)的三大优势以及它和经典蓝牙的区别2013年后,低功耗蓝牙技术得到大力推广,低功耗蓝牙模块得到普遍应用,各种各样的蓝牙智能产品如蓝牙智能灯、蓝牙智能门锁、蓝牙手环等纷至沓来,蓝牙模块与手机蓝牙技术的发展壮大互相促进,相得益彰。
低功耗(BLE)蓝牙模块和经典蓝牙模块有什么区别呢?一、经典蓝牙和低功耗(BLE)蓝牙模块的区别1、经典蓝牙模块(BT) 泛指支持蓝牙协议在4.0以下的模块,一般用于数据量比较大的传输,如:语音、音乐等较高数据量传输。
经典蓝牙模块可再细分为:传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。
传统蓝牙模块在2004年推出,主要代表是支持蓝牙2.1协议的模块,在智能手机爆发的时期得到广泛支持。
高速蓝牙模块在2009年推出,速率提高到约24Mbps,是传统蓝牙模块的八倍,可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。
2、低功耗蓝牙模块(BLE) 指支持蓝牙协议4.0或更高的模块,也称为BLE模块,最大的特点是成本和功耗的降低,应用于实时性要求比较高的产品中,比如:智能家居类(蓝牙锁、蓝牙灯)、传感设备的数据发送(血压计、温度传感器)、消费类电子(电子烟、遥控玩具)等。
二、低功耗蓝牙模块的3大优势为什么那么多智能产品选用蓝牙技术呢?低功耗蓝牙有什么优势呢?1、BLE蓝牙模块功耗更低、供电时间长因为低功耗蓝牙技术已经发展到日常平均功耗可以做到10mA以下了,如此低功耗蓝牙应用在智能产品中,用体积很小的电池供电就能坚持工作一两年甚至更久,相对其它无线技术和经典蓝牙的功耗,这正是智能产品愿意且中意的通信技术。
E104-BT53低功耗蓝牙模块2、低功耗蓝牙模块连接速度快低功耗蓝牙技术采用非常快速的连接方式,连接时间间隔可变,这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等,几乎瞬间就能与智能手机相连,极大缩短等待的时间。
3、低功耗蓝牙模块使用免执照频段因为低功耗蓝牙技术是一种免费的电磁频段,低功耗蓝牙运行的2.4GHz的频段,正是完全免费的一个电磁频段,其它例如WiFi、电磁炉等都是使用的2.4GHz的频段,就是因为这个频段不用向无线电管理部门交专门的授权费用。
1. 综述SW20蓝牙模块是上海同时信息科技有限公司专为智能无线数据传输而打造,具有32 位ARM Cortex M0™处理器国际标准的Blue-tooth® Smart协议栈,适合小数据极低功耗传输,不支持语音,主要用于控制桥接电子产品和智能移动设备,可广泛应用于有此需求的各种电子设备,如仪器仪表,物流跟踪,健康医疗,智能家居,运动计量,汽车电子,休闲玩具等。
SW20低功耗蓝牙模块,采用DIALOG公司的DA14580蓝牙芯片,遵循V4.0 GATT 蓝牙规范,内置天线。
具有成本低、体积小、收发灵敏度高等优点,只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。
模块运行在2.4 GHz ISM band,GFSK 调制方式(高斯频移键控),40 频道2 MHz 的通道间隙,3 个固定的广播通道,37 个自适应自动跳频数据通道,物理层可以和经典蓝牙RF 组合成双模设备,MHz 间隙能更好地防止相邻频道的干扰。
SW20 是目前市面上功能最为强大的串口蓝牙模块,起模块采用Bluetooth4.0、支持从模式、支持简单易用的AT 命令, 串口波特率支持4800bps~115200bps。
2.性能参数性能说明型号SW20外形参数16.6mm x 10.5mm x 2.3mm蓝牙参数Bluetooth 4.0供电电压 2.2V-3.6VV4.0蓝牙协议栈ATT,GATT,SMP,L2CAP,GAP广播电流30uA (广播间隔一秒/一次)连接电流100uA (广播间隔250毫秒/一次)休眠电流0.45uA传输功率:0dBm灵敏度:-93dBm频率范围: 2.4GHz-2.480GHz功能框图3. 管脚描述NCWAKE_MCU WAKE_SW20SDA/GPIO0SCL/GPIO1RXDTXD GND NC NC STATUS VCC GNDGND管脚号管脚名称管脚描述1 NC 预留管脚,悬空2 WAKE_MCU模块唤醒MCU接收数据控制脚(模块发送数据时自动拉低,方便唤醒,数据发送完后自动拉高)3 WAKE_SW20 MCU唤醒模块发送数据控制脚(MCU发送数据时自动拉低,方便唤醒,数据发送完后自动拉高)4 SDA/GPIO0 I2C接口或GPIO05 SDA/GPIO1 I2C接口或GPIO16 TXD 模块给外部MCU发送串口数据7 RXD 外部MCU给模块发送串口数据8 GND 地9 VCC 电源脚Vmin=2.35V,Vmax=3.3V10 STATUS 蓝牙状态管脚(是否处于连接状态,处于连接状态为低,处于断开状态位高)11 NC 预留管脚,悬空12 NC 预留管脚,悬空13 GND 地14 GND 地4.典型应用本模块为透传模块,低功耗蓝牙模块透传协议,手机APP通过本协议可以让蓝牙模块工作在透传模式(串口透传)和命令模式。
Cypress公司的CYW20819蓝牙5单片解决方案,完全满足蓝牙网格(BlueToothMesh)1.0指标,具有高度集成度,消除了外接元件,使得设计者降低产品占位面积和成本.CYW20819集成了超低功耗(ULP) BLE和增加了音频功能,从而增强用户可穿戴和追踪者的体验,还能提供BLE和EDR接收器业界最好的灵敏度.采用先进的设计技术和工艺技术来降低功耗和空闲功率,CYW20819能满足低功耗蓝牙5.0要求,支持BR, EDR 2 Mbps和 3 Mbps, eSCO,BLE以及LE 2 Mbps,可编TX发送功率高达+4dBm,具有极好接收灵敏度(BLE 1 Mbps时为-95.5 dBm),集成的功能强大的Arm® Cortex®-M4 内核,最高速率96MHz.此外还集成了256KB闪存和176KB RAM,其中ROM中蓝牙堆栈能单独运行而不需要外接MCU,主要用在可穿戴和健美领域,家庭自动化,血压监测和其它医疗应用,接近传感器,密匙卡,恒温器和温度计以及玩具和遥控器.本文介绍了CYW20819主要特性,功能框图,以及评估板CYBT-213043-MESH主要特性,电路图,材料清单和PCB设计图.The CYW20819 is a best-in-class Bluetooth 5 single-chip solutiontargeted at Bluetooth Mesh, audio, voice, wearables, mice,keyboards,gaming consoles, remote controls, home automation, and a wide range of other Internet of Things (IoT)applications. The CYW20819 fully implements the Bluetooth Mesh 1.0 specification, and employs the highest level ofintegration toeliminate external components, allowing device makers toreduce product footprints and slash costs.The CYW20819 integrates Ultra-Low Power (ULP) BLE along with thecapability to add audio functionality to enhance the userexperience forwearables and trackers.It also provides best-in-class receiver sensitivity for both BLE and EDR. Using advanceddesign techniques and process technology to reduce active and idle power, the CYW2081also addresses the needs of a diverseclass of low power Bluetooth 5-enabled devices that require minimal powerconsumption and compact size The device is intendedfor use in audio(source only, other than SCO), IOT, sensors (medical, home, security andindustrial), and HID markets. The datasheetprovides details of thefunctional, operational, and electrical characteristics of the CYW20819device. It is intended for hardware,design, application, and OEM engineers. CYW20819主要特性:Bluetooth Sub-SystemComplies with Bluetooth Core Specification version 5.0Includes support for BR, EDR 2 Mbps and 3 Mbps, eSCO,BLE, and LE 2Mbps.Programmable TX Power up to +4 dBmExcellent receiver sensitivity (-95.5 dBm for BLE 1 Mbps)MicrocontrollerPowerful Arm® Cortex®-M4 core with a maximum speed of96 MHz Bluetooth stack in ROM allowing standalone operation withoutany external MCU256-KB on-chip FlashCypress CYW20819超低功耗蓝牙5单片解决方案176-KB on-chip RAMBluetooth stack, Peripheral drivers, Security functions builtinto ROM (1 MB) allowing application to efficiently use onchipFlash AES-128 and True Random Number Generator (TRNG)Security functions in ROM including ECDSA signature verification Over-the-air (OTA) firmware updates Peripherals Up to 40 GPIOsI2C, I2S, UART, and PCM interfaces Two Quad-SPI interfacesAuxiliary ADC with up to 28 analog channels Programmable key scan 20 8 matrix Three-axis quadrature signal decoder General-purpose timers and PWMReal-time clock (RTC) and watchdog timers (WDT)Power ManagementOn-chip power-on reset (POR)Integrated buck (DC-DC) and LDO regulatorsOn-chip software controlled power management unitOn-chip 32 kHz LPO with optional external 32 kHz crystaloscillator support Wi-Fi CoexistenceGlobal Coexistence Interface (GCI) for Cypress Wi-Fi parts Serial Enhanced Coexistence Interface (SECI)ModusToolBox 1.1 SDK OTA Firmware Update Support Package Types 112-ball FPBGA 62-pin FPBGA RoHS compliantCYW20819应用:Wearables and fitness bands Home automationBlood pressure monitors and other medical applications Proximity sensors Key fobsThermostats and thermometers Toys Remotes图1:CYW20819功能框图。
低功耗蓝牙BLE协议低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)协议是一种专为低功率设备所设计的无线通信协议,它主要用于物联网(IoT)设备、传感器、可穿戴设备等。
相对于传统的蓝牙协议,BLE协议具有更低的功耗、更小的尺寸和较短的传输距离。
BLE协议的设计目的是为了在不消耗太多电量的前提下进行短距离数据传输。
它具有以下特点:1.低功耗:BLE协议采用了一系列策略来降低功耗。
例如,它使用了更快速、更短暂的连接方式来降低设备的活跃时间。
此外,BLE协议还提供了一个睡眠模式,使设备在不传输数据时可以降低能耗。
2.小尺寸:BLE协议为小型设备设计,使其可以适应体积有限的设备。
这使得BLE可以应用于可穿戴设备、传感器、健身设备等。
3.较短的传输距离:相对于传统蓝牙协议,BLE协议的传输距离较短。
这也是为了适应低功耗设备的需求,以避免不必要的能耗。
BLE协议的通信过程主要包括了广播、扫描和连接三个阶段。
1.广播:在广播阶段,低功耗设备周期性地发送广播信号。
广播信号包含了设备的唯一标识符和一些元数据信息。
这样其他设备就可以接收到广播信号,从而得知设备的存在。
2.扫描:在扫描阶段,设备可以主动或者被动地扫描广播信号。
当设备接收到广播信号后,它可以决定是否要和发送广播信号的设备建立连接。
3.连接:当设备决定要连接到其中一设备时,它会发送一个连接请求。
发送连接请求的设备称为中心设备,接收连接请求的设备称为外设设备。
一旦连接建立,中心设备和外设设备就可以进行数据的传输。
BLE协议使用了一种称为GATT(Generic Attribute Profile)的框架来定义数据传输。
GATT定义了一个层次结构,包含了服务和特征。
服务是设备提供的一组相关功能,特征是服务中的一个可读或可写的数据项。
总之,低功耗蓝牙BLE协议通过降低功耗、减小尺寸和提供较短的传输距离,为低功耗设备提供了一种高效的无线通信解决方案。
应用广泛的三种低功耗蓝牙解决方案随着互联网、物联网、大数据等各种技术的成熟应用,中国市场涌现出越来越多的智能产品,消费电子、家用设备等传统设备也纷纷呈现出智能化的趋势。
蓝牙是物联网技术的重要组成部分之一,它能为各类设备提供无线传输功能。
蓝牙模块是蓝牙技术的载体,嵌入低功耗蓝牙模块的传统设备可以无线地与PC机的蓝牙设备相连,也可以与智能手机之间的数据互通,避免了繁琐的线缆连接,实现了智能升级。
下面,云里物里为大家介绍几个传统设备通过嵌入低功耗蓝牙模块实现智能升级的解决方案。
RGB灯控解决方案RGB灯控解决方案是专门为传统灯具量身打造的智能升级的解决方案,该方案通过灯具内嵌低功耗蓝牙模块MS102SF6与APP连接,可实现手机或其他移动终端对灯光的智能控制。
方案功能:控制开关、灯光强弱、灯光颜色、灯光节奏蓝牙车位锁解决方案蓝牙车位锁解决方案是专门为传统车位锁量身打造的智能升级解决方案。
该方案通过车位锁内嵌低功耗蓝牙模块MS49SF2与APP连接,可实现手机或其他移动终端对车位的智能管理。
方案功能:遥控开锁、云端管理、在线预定智能门锁解决方案蓝牙智能门锁解决方案是专门为各类门锁量身打造的智能升级解决方案。
该方案通过电子门锁内嵌的低功耗蓝牙模块MS48SF2C与APP连接,实现手机或其他移动终端对门锁的智能控制。
方案功能:一键开锁、秘钥开锁、开门记录查询以上这些低功耗蓝牙解决方案具备以下特点:蓝牙控制,智能便捷加密传输,数据安全超小尺寸,节省空间超低功耗,续航持久蓝牙模块可广泛应用于智能家居、智能穿戴设备、消费电子、智慧医疗、安防设备、汽车设备、运动健身设备、仪器仪表、远程遥控等需要低功耗蓝牙系统的领域。
云里物里自主研发的低功耗蓝牙模块具有低功耗、抗干扰、尺寸小、距离远、成本低等特点,能为大小家电、照明设备、安防设备、按摩仪器、消费电子等多类产品提供专业的蓝牙功能嵌入方案,轻松实现传统设备的智能化升级。
PAN1026ABluetooth ® Basic Data Rate and Low Energy ModuleDesign GuideRev. 1.1OverviewThe PAN1026A is a Class 2 Bluetooth 4.2 Basic Data Rate and Low Energy (LE) module for easy implementation of Bluetooth functionality into various electronic devices.Features•Small SMD module: 15.6 mm x 8.7 mm x 1.8 mm •Same form factor as PAN1760A and PAN1762 •Bluetooth 4.2 Basic Data Rate and LE compliant •Bluetooth stack in ROM•Embedded Basic Data Rate Serial PortProfile (SPP) profile•Embedded LE GATT profile •Supported by Toshiba Bluetooth SDK •UART, 10 General Purpose I/Os, wake up control pinsBluetooth•Basic Data Rate SPP profile•LE Peripheral and Broadcast support•LE GATT server and GATT client support •LE Central and Observer not supported Basic Data Rate Features •Faster SPP classic connection and disconnectiontimes•Support for interlaced inquiry and page scan •Support for extended inquiry responseLow Energy Features •Increased LE MTU size of 160 bytes •Increased number of supported GATT services •Increased number of supported GATTcharacteristics•Support for TX power control•Support for LE Secure Connections •Improved peak error rate (PER) Characteristics•Typical sensitivity: -88 dBm•Output power: max. 4 dBm•Typical TX power consumption: 46 mA •Voltage range: 2.7 V to 3.6 V (+/-10 %)•Temperature range: -40 °C to +85 °CBlock DiagramBy purchase of any of the products described in this document the customer accepts the document's validity and declares their agreement and understanding of its contents and recommendations. Panasonic Industrial Devices Europe GmbH (Panasonic) reserves the right to make changes as required at any time without notification. Please consult the most recently issued Design Guide before initiating or completing a design.© Panasonic Industrial Devices Europe GmbH 2019.This specification sheet is copyrighted. Reproduction of this document is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied by all associated warranties, conditions, limitations, and notices. Do not disclose it to a third party.All rights reserved.This Design Guide does not lodge the claim to be complete and free of mistakes.Engineering Samples (ES)If Engineering Samples are delivered to the customer, these samples have the status “Engineering Samples”. This means that the design of this product is not yet concluded. Engineering Samples may be partially or fully functional, and they may differ from the published Product Specification.Engineering Samples are not qualified and they are not to be used for reliability testing or series production.DisclaimerThe customer acknowledges that samples may deviate from the Design Guide and may bear defects due to their status of development and the lack of qualification mentioned above.Panasonic rejects any liability or product warranty for Engineering Samples. In particular, Panasonic disclaims liability for damages caused by:∙The use of the Engineering Sample other than for evaluation purposes, particularly the installation or integration in another product to be sold by the customer,∙Deviation or lapse in function of the Engineering Sample,∙Improper use of the Engineering Sample.Panasonic Industrial Devices Europe GmbH disclaims any liability for consequential and incidental damages. In case of any queries regarding the Engineering Samples, please contact your local sales partner or the related product manager.Table of Contents1About This Document (5)1.1Purpose and Audience (5)1.2Revision History (5)1.3Use of Symbols (5)1.4Related Documents (6)2Overview (7)2.1Block Diagram (7)2.2Pin Configuration (8)2.3UART Interface (10)2.4Bluetooth Features (10)3Reference Design (11)3.1USB Evaluation Kit Schematic (11)3.2Placement Recommendations (11)4Software Related Documents Summary (13)4.1Predefined High Level APIs (13)4.2Validation of Elliptic Curve Parameters (14)4.3Unique Mac/Bluetooth Address (14)5USB Evaluation Kit (15)5.1Overview for the USB Evaluation Board Options (15)5.2Recommended Tools (16)5.3Development of Applications (16)6Appendix (17)6.1Ordering Information (17)6.2Contact Details (18)1 About This Document1.1 Purpose and AudienceThis Design Guide applies to the Bluetooth development platform PAN1026A USB.The intention is to enable our customers to easily and fast integrate our module PAN1026A in their product.This Design Guide describes the hardware and gives useful hints.It is intended for hardware and software engineers. The product is referred to as“the PAN1026A” or “the module” within this document.1.2 Revision History1.3 Use of SymbolsNoteIndicates important information for the proper use of the product.Non-observance can lead to errors.AttentionIndicates important notes that, if not observed, can put the productat risk.TipIndicates useful information designed to facilitate working with the module.1.4 Related DocumentsPlease refer to the Panasonic website for related documents 6.2.2 Product Information.2 OverviewThe PAN1026A is a Bluetooth 4.2 Basic Data Rate and LE module based on the ToshibaTC35661 single-chip controller.It has both a Bluetooth Basic Data Rate Serial Port Profile (SPP) and a Bluetooth LE GATTprofile stack integrated. Enhanced Data Rate (EDR) and GATT Central Mode are notsupported.Only one connection (either Bluetooth Basic Data Rate or LE) at a time is supported,simultaneous operation of Bluetooth Basic Data Rate and LE is not possible.The integrated EEPROM is pre-programmed with a Bluetooth Device Address and can be used to store additional application information such as connection link keys.Compared to the PAN1026, the PAN1026A is fully backwards compatible, but has additionalsupport for increased MTU size, increased number of services and characteristics and now also supports LE Secure Connections.Previously developed Bluetooth LE profiles and applications can be easily migrated with aminimal effort.Please refer to the Panasonic website for related documents ☯ 6.2.2 Product Information.Further information on the variants and versions☯ 6.1 Ordering Information.2.1 Block Diagram2.2 Pin ConfigurationPin AssignmentTop ViewPin Functions2.3 UART Interface•Full-Duplex 4-wire data transfer: Rx, Tx, RTS, CTS•Programmable baud rate: 2 400 bps to 4.33 Mbps•Default baud rate: 115 200 bps•Data format: 8N1, LSB first•Error detection: Character timeout, Overrun error, Framing error2.4 Bluetooth Features•Bluetooth 4.2 with SPP and GATT•GAP support for SPP•GATT server and client mode supported for LE•Class 2 Tc power with or without external PA (improved link robustness)•Excellent link budget (up to 91 dB), enabling long-range applications•GAP peripheral support for LE3 Reference Design3.1 USB Evaluation Kit Schematic3.2 Placement RecommendationsAntennaDo not place any ground plane under the marked restricted antenna area inany layer! This would be affecting the performance of the chip antenna in acritical manner.The following requirements must be met:✓Keep this product away from heat. Heat is the major cause of decreasing the life of these products.✓Keep this product away from other high frequency circuits.Antenna “Keep o ut Area”The antenna requires a cutout area of 5 mm x 3 mm under the PAN1026A module. This “Keep out Area” shall be located in every layer under the module antenna.Impact of Placement on the Antenna Radiation PatternThe placement of the module, surrounding material, and customercomponents have an impact on the radiation pattern of the antenna.It is recommended to verify the perfect position of the module in the target application before fixing the design.4 Software Related Documents Summary4.1 Predefined High Level APIsMake use of the easy-to-use High-Level SPP and Bluetooth LE API for PAN1026A setup,connect and data transfer in an easy way. Driver layer provide access to the entire function setof the module. SPP and Bluetooth LE application example is available on Toshiba ARM ®Cortex ®-M3 MCU with FreeRTOS integration.High Level SPP APIs are sufficient for communication with a remote SPP device. With the LE+GATT Driver the use of PAN1026A Command Interface is simplified. It encapsulates Chiron LE MNG, GAP and GATT Commands in one.4.2 Validation of Elliptic Curve ParametersResearchers at the Israel Institute of Technology identified a security vulnerability in two related Bluetooth features: Secure Simple Pairing and LE Secure Connections.PAN1026A supports those features but does not perform public key validation during the pairing procedure. In this case, connections between devices could be vulnerable to aman-in-the-middle attack that would allow for the monitoring or manipulation of traffic.To remedy the vulnerability, the Bluetooth SIG has now updated the Bluetooth specification to require products to validate any public key received as part of public key-based securityprocedures. In addition, the Bluetooth SIG has added testing for this vulnerability within theBluetooth Qualification Program.The necessary procedures are included starting with the release of the Toshiba Bluetooth SDK version 4.2.2. Further information is included in the documentationToshiba_Bluetooth_Platform_Errata.pdf contained in the SDK.To ensure that the end product is operating according to the Bluetoothspecification the customer application has to follow the above mentionedinstructions.4.3 Unique Mac/Bluetooth AddressThe PAN1026A has a preprogrammed address in the EEPROM that needs to be copied into the RAM during the initialization. Therefore three TCU commands need to be used. Below is anexample with the individual address 00 13 43 00 00 1A.The bold marked Bluetooth address is original and needs to be byte switchedto write into the RAM of the module to be visible in an Bluetooth inquiry asexample.1. Enter the address: 01 08 FC 0B 00 A0 00 00 00 14 5B FF 02 03 01.→The result is: 04 FF 0A 08 00 A0 00 00 00 14 5B 00 00.2. Read the Bluetooth address from E2PROM:01 08 FC 10 00 A1 00 00 00 14 88 FF 10 06 A0 01 01 06 02 00.→The result is:04 FF 11 08 00 A1 00 00 00 14 88 00 10 0600 13 43 00 00 1A.3. Set the address into RAM: 01 13 10 06 1A 00 00 43 13 00.→The result is: 04 0E 04 04 13 10 00.5 USB Evaluation KitPAN1026A USB (easy to use) is a development platform for PAN1026A Bluetooth LE dual module to implement Bluetooth functionality into various electronic devices.The PAN1026A USB is intended for evaluation purpose and can be used together with EasySPP and EasyBLE Software.The API is a very useful abstracted tool, which is described on the Toshiba website.For further details on additional options and services please refer to OptionsUFL-External Antenna USB DirectUFL-external antenna connector can be used if the cap next to the modules shield is moved (de-soldered, soldered) to the other (free) pin.USB DirectUSB DirectUFL-Ext.32KHz LEAntennaClockEEPROM WPUART Exposure5.2 Recommended ToolsEasySPPThe following requirement must be met:Microsoft .NET framework (version 4) which can be downloaded from the Microsoft websiteEasy SPP is the first step to get familiar with the TCU commands. The issued commands canbe copied and then ported to any microcontroller. HyperTerminal is not recommended to usebecause the commands are in binary format.EasyBLEThis tool has the same intention as the EasySPP and shows some example Bluetooth LEprofiles e. g. heart rate sensor. It can be used together with various of the shelf apps running on iPhone and Android phones supporting Bluetooth 4.0. One example is “Wahoo Utility” which is available in the Apples iTunes App Store.EasyBLE documentation includes an application example how to connect PAN1026A USB stick and an iOS device.5.3 Development of ApplicationsPlease contact your local sales office for customized development of your individual application6.2.1 Contact Us.Please note that the individual Mac address is stored in the EEPROM and hasto be loaded into the RAM after each start-up.The following tools are recommended: IAR, J-Link debugger.The BMSKTOPASM369BT(kc) Starter Kit makes it possible to quickly and easily evaluateToshiba’s B luetooth Dual Mode LSI TC35661-5xx in combination with Toshiba ARM®Cortex®-M3 MCU as host MCU. It is made to execute the Toshiba Bluetooth Driver software and debug user application code via an embedded J-Link debugger interface. The TMPM369FDFG Microcontroller offers embedded Ethernet, CAN, USB host, USB device and RS-232connectivity.Starter Kit Content:•Toshiba TOPAS369Bluetooth Board•Segger J-Link JTAG/SWD Emulator with USB interface•J-Link 19-pin Cortex-M Adapter•USB Cable•Rapid Start-Up Guide6 Appendix6.1 Ordering InformationVariants and Versions1 Abbreviation for Minimum Order Quantity (MOQ). The default MOQ for mass production is 1 500 pieces,fewer only on customer demand. Samples for evaluation can be delivered at any quantity via the distributionchannels.2 Samples are available on customer demand.6.2 Contact Details6.2.1 Contact UsPlease contact your local Panasonic Sales office for details on additional product options and services:For Panasonic Sales assistance in the EU, visithttps:///about-us/contact-usEmail: *********************.comFor Panasonic Sales assistance in North America, visit the Panasonic website“Sales & Support” to find assistance near you athttps:///distributorsPlease visit the Panasonic Wireless Technical Forum to submit a question athttps://6.2.2 Product InformationPlease refer to the Panasonic Wireless Connectivity website for further information on ourproducts and related documents:For complete Panasonic product details in the EU, visithttp://pideu.panasonic.de/products/wireless-modules.htmlFor complete Panasonic product details in North America, visit/rfmodules。
维亚思控制器蓝牙模块使用说明书摘要:一、前言二、产品概述三、主要功能四、操作步骤1.准备工作2.配对与连接3.控制指令4.设备维护五、注意事项六、技术支持正文:【前言】维亚思控制器蓝牙模块使用说明书,旨在帮助用户了解产品功能、操作方法以及注意事项。
本说明书将详细介绍产品的主要性能、操作步骤和技术支持等内容。
【产品概述】维亚思控制器蓝牙模块是一款集成了蓝牙技术的智能控制器,通过与手机、平板等智能设备连接,实现远程控制功能。
产品适用于家居、办公等多种场景,为用户提供便捷、高效的智能体验。
【主要功能】1.远程控制:通过蓝牙连接,实现手机与设备的无线互动。
2.多设备兼容:支持多种智能设备,如手机、平板、智能家居等。
3.自定义控制:用户可根据需求设置控制指令,实现个性化操作。
4.低功耗:采用低功耗设计,续航时间长,节能环保。
【操作步骤】1.准备工作a.确保手机或其他智能设备已开启蓝牙功能。
b.确保设备处于充足的电量状态。
c.下载并安装相应的APP。
2.配对与连接a.打开APP,进入配对模式。
b.打开设备电源,进入配对状态。
c.按照APP提示操作,完成配对。
3.控制指令a.打开APP,选择需要控制的设备。
b.根据需求设置控制指令,如点击、滑动等。
c.按照设置的指令操作,实现设备控制。
4.设备维护a.设备出现异常时,请先关闭电源,然后联系售后服务。
b.请勿将设备暴露在高温、潮湿、腐蚀等环境中。
c.请定期检查设备连接是否正常,如有问题请及时处理。
【注意事项】1.请勿将设备暴露在高温、潮湿、腐蚀等环境中,以免影响使用寿命。
2.请勿擅自拆卸、改造设备,以免造成安全事故。
3.请勿将设备用于非法用途,否则将承担法律责任。
【技术支持】如在使用过程中遇到问题,请随时联系售后服务,我们将竭诚为您提供技术支持。
产品概述E28系列产品是公司设计生产的2.4GHz射频收发模块,通信距离远;具有极低的低功耗模式流耗。
此模块为小体积贴片型(引脚间距1.27mm),模块自带高性能PCB板载天线。
E28系列产品采用Semtech公司的SX1280射频芯片,此芯片包含多样的物理层以及多种调制方式,如LORA,FLRC,GFSK。
特殊的调制和处理方式使得LORA和FLRC调制的传输距离大大增加;是一款高性能物联网无线收发器,并可以兼容蓝牙协议。
出色的低功耗性能、片上DC-DC和Time-of-flight使得此芯片功功能强大,可用于智能家居、安全系统、定位追踪、无线测距、穿戴设备、智能手环与健康管理等等。
SX1280支持RSSI,用户可以根据需要实现深度的二次开发;SX1280亦集成飞行时间(time of flight),适用于测距功能。
E28系列产品为硬件平台,无法独立使用,用户需要进行二次开发。
产品型号载波频率发射功率参考距离(PCB/IPX)封装形式天线形式E28(2G4M12S) 2.4GHz12.5dBm3000m贴片IPX/PCBE28(2G4M20S) 2.4GHz20dBm6000m贴片IPX/PCB 1.技术参数产品型号核心IC尺寸模块净重工作温度工作湿度储存温度E28(2G4M12S)SX128025*14*0.8mm0.9±0.1g-40~85℃10~90-40~125°C E28(2G4M20S)SX128026.5*15*2.8mm 1.2±0.1g-40~85℃10~90-40~125°C 1.1.E28(2G4M12S)参数类别Min Typ Max单位发射电流424550mA接收电流91011mA关断电流123μA发射功率1212.514dBm接收灵敏度-126-128-130dBm 推荐工作频段240024302500MHz 供电电压 1.8 3.3 3.6V通信电平 1.8 3.3 3.6V1.2.E28(2G4M20S)因采用高增益PA,为保证线性度和效率,SX1280不需配置为最大功率输出,建议SX1280的功率输出寄存器设置成16(输出功率为-2dBm)。
越来越多的厂商,积极参与低功耗蓝牙模块市场。因为超低功耗蓝牙技术,提供了将任何从设备连
接到未来数十亿台智能手机、平板电脑和笔记本电脑的简单方法。
然而,无线物联网的无线连接技术,比如ZigBee和Wi-Fi,与低功耗蓝牙相比,谁更有优势吗?事
实上,如果仅仅需要数据传输和长电池寿命的话,低功耗蓝牙有明显优势。
一、低功耗蓝牙(ble蓝牙)与经典蓝牙的区别:
蓝牙BLE与过去说到的经典蓝牙,虽然有相同的‘蓝牙’二字,但ble蓝牙在许多重要方面都有不同。
BLE(Bluetooth Low Energy,低功耗蓝牙)是对传统蓝牙BR/EDR技术的补充。尽管BLE和传统蓝牙
都称之为蓝牙标准,且共享射频,但是,BLE是一个完全不一样的技术。BLE不具备和传统蓝牙
BR/EDR的兼容性。它是专为小数据率、离散传输的应用而设计的。通信距离上也有改变,传统蓝牙的传
输距离几十米到几百米不等,BLE则规定为100米。
BLE的低功耗并非通过优化空中的无线射频传输实现,而是通过改变协议的设计来实现。一般来
说,为了实现极低的功耗,BLE协议设计为:在不必要射频的时候,彻底将空中射频关断。与传统蓝牙
BR\EDR相比,BLE有这三大特性,从而实现低功耗:缩短无线开启时间、快速建立连接、降低收发峰
值功耗(具体由芯片决定)。
缩短无线开启时间的第一个技巧是只用3个“广告”信道,第二个技巧是通过优化协议栈来降低工作周
期。一个在广告的设备可以自动和一个在搜索的设备快速建立连接,所以可以在3ms内完成连接的建立
和数据的传输。
低功耗的设计会带来一些牺牲,例如:音频数据就无法通过BLE来进行传输。
BLE仍然是一种非常棒的技术。它依然支持跳频(37个数据信道),并且采用了一种改进的GFSK
调制方法来提高链路的稳定性。BLE也仍是非常安全的技术,因为在芯片级提供了128 bit AES加密。
单模设备可以作为Master或者Slave,但是不能同时充当两种角色。这意味着BLE只能建立简单的
星状拓扑,不能实现散射网。
BLE的无线电规范中定义了低功耗蓝牙的最高数据率为305kbps,但是,这只是理论数据。在实际应
用中,数据的吞吐量取决于上层协议栈。而UART的速度、处理器的能力和主设备都会影响数据吞吐能
力。
高的数据吞吐能力的BLE只有通过私有方案或者基于ATT notification才能实现。事实上,如果是高
数据率或高数据量的应用,蓝牙BR/EDR通常显得更加省电。
经典蓝牙提供永远在线的无线管道,并且支持高达3Mbps的数据速率,同时经典蓝牙也具有复杂的
协议栈,建立和保持两个配对设备之间的连接时比较复杂。低功耗蓝牙则不同:它采用了一种简单的协
议栈,连接的建立和断开特别快,采用间歇性地传送短脉冲数据机制。支持设备处于深度睡眠模式,即
在大部分时间内,射频是断电状态。因而,它可以实现非常低的功耗,单粒钮扣电池可以工作数月甚至
数年。
低功耗蓝牙与经典蓝牙都是处于2.4GHz频段,模块由天线和协议栈的某些组成部分。因此能够几乎
较低成本地在经典蓝牙芯片中增加低功耗蓝牙功能。
对于设计师来说,低功耗蓝牙的主要吸引力表现为:智能手机、平板电脑与笔记本电脑,能方便
地,与用电池供电的从设备进行连接。这有利于将这种新技术应用到,包括健身监视器、心率监视器和
脉搏血氧计等个人健康护理设备、门禁控制系统中的接近传感器以及智能手表等设备。
二、硬件和软件的设计
低功耗蓝牙芯片主要用于大批量产品,其批次数量可达到数十万或数百万个。
采用低功耗蓝牙,给大多数电子OEM厂商提出了相当大的挑战。这些挑战分成以下几大类:
1.射频系统设计
低功耗蓝牙芯片组包含一个2.4GHz的收发器和一个基带控制器。我们的产品必须在要求的距离范围
内实现可靠的通信。因此,关键设计任务包括配置和放置天线、将连接路由到射频子系统以及电路板设
计。这种设计必须考虑干扰源,并确保不降低射频的灵敏度。系统设计的这部分需要资深的射频专业知
识。
2.协议软件设计
低功耗蓝牙设备协议软件设计,通常必须在系统的主要微控制器上,运行低功耗蓝牙协议栈。芯片
组制造商一般向用户免费提供协议栈参考设计。但它不是一个完整的马上可以使用的栈,仅仅是用户自
己的栈设计的起点。同样,栈开发要求专门的嵌入式软件开发技巧。
3.一致性测试与认证
所有新的射频产品都要求经过全面的测试以验证:
a. 它们的射频辐射在允许的频率和功率电平范围内;
b.它们不会在允许频段范围之外产生干扰
由独立实验室开展的测试既昂贵又耗时。设计团队经常会承受成本风险和超时限风险,因为设计第
一次通不过一致性测试很常见。
如果OEM厂商想在设备上张贴‘Bluetooth Smart'标志,那也需要经过独立的蓝牙验证,以确认产品符
合规范要求。同样,一致性设计很昂贵,并且需要经过一整套Bluetooth Smart认证测试。
Bluetooth Smart标识。
蓝牙工业组织默认:如果产品不需要作为Bluetooth Smart设备推销给第三方,没有经过蓝牙工业组
织的认证就使用低功耗蓝牙技术也是可以的。如果要推销给第三方,加贴Bluetooth Smart标签,那么就
要求产品获得与射频辐射和EMI一致性相关的法规批准。
与经典蓝牙相比,低功耗蓝牙无疑是更容易实现的技术。但设计任务也不简单,需要在设计时间和
设计资源方面做出许多OEM厂商承受能力范围之外的投资。那么,使用专门的低功耗蓝牙模块在多大程
度上能减轻与基于芯片组的设计相关的问题呢?
三、采用BLE蓝牙模块,减少设计成本、时间和风险
现成的蓝牙模块,射频系统设计是不需要的。包括天线在内的所有射频电路都被封装在模块内。只
有一个射频设计要求:由于模块包含低功耗蓝牙天线,必须不被屏蔽,因此设备外壳应该用塑料而不是
金属制作。在集成模块时,硬件设计功能一般仅限于向系统的主要微控制器提供电源和USB或UART接
口。
另外,和模块一起提供的还有完整的低功耗蓝牙协议栈,协议栈提供了控制低功耗蓝牙射频传送的
方法。一个高集成度蓝牙模块将包含嵌入式微控制器,其主要功能是运行协议栈。一般情况下,产品系
统设计师可以将蓝牙模块中的协议栈看作是一个黑盒子,几乎不需要栈操作的任何知识。
使用蓝牙模块还可以消除与一致性和认证相关的所有设计风险。所提供的模块应是经过‘预先认证了
的’。作为一个凭借自身能力可以独立工作的器件,在射频辐射方面应该符合了所有合适的全球认证标
准。
假如OEM设计师遵循有关输入电源、版图和外壳的模块制造商指南,那么内嵌模块的完整终端产品
可确保通过所有要求的一致性和认证测试。
因此使用低功耗蓝牙模块可以给OEM设计团队带来减少设计成本、设计时间和设计风险的好处。
目前,市场上有一款超低功耗,小尺寸,外尺寸9X9mm,带FLASH的蓝牙4.0数传模块,适合绝
大多数场合使用。另有一款超小尺寸的蓝牙数传模块,外形尺寸6.5X9mm,不过没有板载FLASH。
小尺寸蓝牙模块SBM14580S 超小尺寸蓝牙模块SBM14580M