完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>
标签 > BLE
蓝牙低能耗技术简介蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。
蓝牙低能耗技术简介蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔,这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外,因为BLE技术采用非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源),此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路。BLE技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节),而且发送次数也很少(例如每秒几次到每分钟一次,甚至更少)。
蓝牙低能耗技术简介蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔,这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。另外,因为BLE技术采用非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源),此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路。BLE技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节),而且发送次数也很少(例如每秒几次到每分钟一次,甚至更少)。
超低功耗无线技术
蓝牙低能耗技术的三大特性成就了ULP性能,这三大特性分别是最大化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。
无线“开启”的时间只要不是很短就会令电池寿命急剧降低,因此任何必需的发送或接收任务需要很快完成。被蓝牙低能耗技术用来最小化无线开启时间的第一个技巧是仅用3个“广播”信道搜索其它设备,或向寻求建立连接的设备宣告自身存在。相比之下,标准蓝牙技术使用了32个信道。
这意味着蓝牙低能耗技术扫描其它设备只需“开启”0.6至1.2ms时间,而标准蓝牙技术需要22.5ms时间来扫描它的32个信道。结果蓝牙低能耗技术定位其它无线设备所需的功耗要比标准蓝牙技术低10至20倍。
值得注意的是,使用3个广告信道是某种程度上的妥协:这是在频谱非常拥挤的部分对“开启”时间(对应于功耗)和鲁棒性的一种折衷(广告信道越少,另外一个无线设备在选用频率上广播的机会就越多,就越容易造成信号冲突)。不过该规范的设计师对于平衡这种妥协相当有信心——比如,他们选择的广告信道不会与Wi-Fi默认信道发生冲突。
一旦连接成功后,蓝牙低能耗技术就会切换到37个数据信道之一。在短暂的数据传送期间,无线信号将使用标准蓝牙技术倡导的自适应跳频(AFH)技术以伪随机的方式在信道间切换(虽然标准蓝牙技术使用79个数据信道)。
要求蓝牙低能耗技术无线开启时间最短的另一个原因是它具有1Mbps的原始数据带宽——更大的带宽允许在更短的时间内发送更多的信息。举例来说,具有250kbps带宽的另一种无线技术发送相同信息需要开启的时间要长8倍(消耗更多电池能量)。
蓝牙低能耗技术“完成”一次连接(即扫描其它设备、建立链路、发送数据、认证和适当地结束)只需3ms。而标准蓝牙技术完成相同的连接周期需要数百毫秒。再次提醒,无线开启时间越长,消耗的电池能量就越多。
蓝牙低能耗技术还能通过两种其它方式限制峰值功耗:采用更加“宽松的”射频参数以及发送很短的数据包。两种技术都使用高斯频移键控(GFSK)调制,但蓝牙低能耗技术使用的调制指数是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,本文暂不赘述)。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。
标准蓝牙技术使用的数据包长度较长。在发送这些较长的数据包时,无线设备必须在相对较高的功耗状态保持更长的时间,从而容易使硅片发热。这种发热将改变材料的物理特性,进而改变传送频率(中断链路),除非频繁地对无线设备进行再次校准。再次校准将消耗更多的功率(并且要求闭环架构,使得无线设备更加复杂,从而推高设备价格)。
相反,蓝牙低能耗技术使用非常短的数据包——这能使硅片保持在低温状态。因此,蓝牙低能耗收发器不需要较耗能的再次校准和闭环架构。
随着对附加传感器、智能显示器以及与外界联系能力的需求不断加强,设备和机器朝着更智能的方向发展。伴随这些功能而来的是复杂度增加。由于设备出现故障时,需要打...
双频Wi-Fi +BLESoC 模组,BW20 二次开发环境搭建教程
BW20系列模组是安信可科技基于RTL8711 系列芯片开发的双频Wi-Fi +BLESoC 模组,支持双频(2.4 GHz 或 5.8 GHz)802...
2.4G+5.8G双频WiFi模块,自带BLE5.0蓝牙,可支持Wi-Fi Mesh 组网
BW20系列模组是安信可科技基于RTL8711 系列芯片开发的双频Wi-Fi +BLESoC 模组,支持双频(2.4 GHz 或 5.8 GHz)802...
基于 NXP KW45 BLE Digital Key EVK 方案
本方案是基于NXPKW45的BLEDigitalKeyEVK方案,主要应用于汽车蓝牙数字钥匙场景,可实现汽车钥匙与汽车间的位置信息交互。通过手机蓝牙与汽...
符合BLE 5.0,智能手机Mesh组网,可对接天猫精灵的蓝牙模组PB系列
安信可科技针对物联网设计的通用型蓝牙模组,其功能强大、用途广泛。可以用于智能灯、智能插座、智能空调等其他智能家电。同时符合BLE 5.0及SIG Mes...
编辑推荐厂商产品技术软件/工具OS/语言教程专题
电机控制 | DSP | 氮化镓 | 功率放大器 | ChatGPT | 自动驾驶 | TI | 瑞萨电子 |
BLDC | PLC | 碳化硅 | 二极管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
无刷电机 | FOC | IGBT | 逆变器 | 文心一言 | 5G | 英飞凌 | 罗姆 |
直流电机 | PID | MOSFET | 传感器 | 人工智能 | 物联网 | NXP | 赛灵思 |
步进电机 | SPWM | 充电桩 | IPM | 机器视觉 | 无人机 | 三菱电机 | ST |
伺服电机 | SVPWM | 光伏发电 | UPS | AR | 智能电网 | 国民技术 | Microchip |
开关电源 | 步进电机 | 无线充电 | LabVIEW | EMC | PLC | OLED | 单片机 |
5G | m2m | DSP | MCU | ASIC | CPU | ROM | DRAM |
NB-IoT | LoRa | Zigbee | NFC | 蓝牙 | RFID | Wi-Fi | SIGFOX |
Type-C | USB | 以太网 | 仿真器 | RISC | RAM | 寄存器 | GPU |
语音识别 | 万用表 | CPLD | 耦合 | 电路仿真 | 电容滤波 | 保护电路 | 看门狗 |
CAN | CSI | DSI | DVI | Ethernet | HDMI | I2C | RS-485 |
SDI | nas | DMA | HomeKit | 阈值电压 | UART | 机器学习 | TensorFlow |
Arduino | BeagleBone | 树莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
OrCAD | Cadence | AutoCAD | 华秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |