物聯網（IoT）已經對我們生活的許多方面產生了重大影響，因為我們工作，娛樂和進行日常任務。隨著數百億臺連接設備和數百萬臺設備每周被添加，很難想象全球網絡將在多大程度上改善我們生活的世界。

除了它們的功能（主要作為傳感器、執行器或組合）和對無線的強烈偏好之外，這些連接設備還有另外兩個共同的要求。他們需要能夠與主機和云的其他設備進行通信;由于通常由微型紐扣電池供電，因此它們還需要節儉的電源要求，以便它們可以自給自足并且盡可能小。

物聯網對設計人員來說是一個充滿挑戰的領域，因為他們努力滿足用戶和消費者日益嚴格的要求和期望。雖然設計在物理上很小，但它們也是復雜的系統，包含許多不同的技術，設計人員必須利用復雜的技術和低功耗組件來實現其目標。

低功耗藍牙

藍牙廣泛用于物聯網應用，因為它可用于每部智能手機和平板電腦，從而提供幾乎無處不在的互聯網訪問，并且包括與物聯網部署需求非常一致的功能。低功耗藍牙最初稱為“智能藍牙”，它以數據包的形式傳輸數據，然后進入睡眠模式，從而節省大量電量。藍牙 4 還允許在休眠時保持連接/配對，這是節省能源的另一種手段。

藍牙不斷發展，安全配對、AES-128 加密和支持快速開發的配置文件等功能也包含在更高版本中。4.2 版本將數據包容量提高了 10 倍，數據范圍提高了 2.5 倍，這為需要更大數據吞吐量的應用開辟了道路。

藍牙 5 是當前版本，針對 IoT 應用進行了優化。帶寬翻了一番，達到2 Mbps，這可能是藍牙5最重要的進步，是包含網狀網絡功能，消除了對集線器的需求，從而允許創建更廣泛的物聯網網絡。

物聯網應用

枚舉物聯網應用程序是一個挑戰，因為有這么多，并且正在以快速的速度添加更多應用程序。物聯網連接了我們居住的房屋，監控我們的健康狀況，管理我們的工作場所，增強了我們居住的城市和我們出行的車輛等等。

物聯網超越了消費和工業市場。在工業中，節點監控過程以提高產品質量，并密切關注機器以評估磨損，從而實現預防性維護，從而節省與停機時間相關的成本。在物流領域，基于低功耗藍牙的掃描儀可以通過智能標簽幫助跟蹤庫存，而傳感器則標記需要重新填充容器或補充庫存。

隨著對電池電源的日益依賴以及全球對減少消耗的需求的認識，能源管理在任何地方都是一個重大問題。智能建筑中基于低功耗藍牙的物聯網節點感知對熱、光、冷和通風的需求，并實時控制燈、窗戶和HVAC設備，以最經濟的方式運行，通常在某個區域無人居住時關閉資源。

在我們的家中，低功耗藍牙可以跟蹤白色家電的使用，甚至可以啟動重新訂購以自動補充我們的冰箱。為了滿足人口老齡化的需求，藍牙使新一代個人健康監測儀能夠將遠程醫療專業人員與患者聯系起來，以減少對醫院就診的需求，同時提高醫療保健質量。

設計基于低功耗藍牙的物聯網解決方案

物聯網解決方案的實現可能很復雜，因為它們需要廣泛的技術來協調工作。這些可能包括微控制器、傳感器的模擬設計模塊以及用于通信和電源管理的RF設計。所有這些通常需要結合在一個小型解決方案中，同時將功耗降至最低。

因此，設計人員正在尋找專門設計用于支持物聯網應用快速、低風險設計流程的集成解決方案。RSL10 系統級封裝 （RSL10 SiP） 就是這樣一種設備的示例，它提供了一種一體化解決方案，用于向物聯網節點添加低功耗藍牙。

RSL10 SiP 是一款靈活的超微型藍牙 5 認證器件，將 RSL10 低功耗藍牙無線電 SoC、集成天線和所有無源元件集成在一個完整的小尺寸系統中。RSL10 SiP 經過所有全球標準（CE、FCC、IC、MIC、KC）的全面認證，無需額外的射頻設計專業知識或認證，從而顯著縮短了時間。

SiP 還包括板載內存資源 – 有 384 kB 的非易失性閃存，其中 256 kB 可用于用戶應用，88 kB 的數據 RAM 和 DMA 控制器。還有一系列可配置的外部接口，包括 I2C、UART 和雙 SPI（主/從），增強了各種應用的靈活性。

RSL10 SiP 可支持低功耗藍牙技術以及其他 2.4 GHz 專有和/或自定義協議棧。固件無線 （FOTA） 的支持允許制造商在部署后提供更新并添加其他功能。

板載電源管理是SiP器件支持物聯網應用的關鍵要求。RSL10 是目前市場上功耗最低的藍牙低功耗無線電。在接收模式下工作時，功耗僅為7 mW，在深度睡眠模式下降至62.5 nW。這使得設計人員能夠通過最大限度地減少所需外部元件的數量來減小系統尺寸和重量。

寬工作電壓范圍是設計人員的另一項寶貴功能，并拓寬了RSL10等器件的潛在應用數量。電源電壓范圍為 1.1 至 3.3 V，無需外部 DC/DC 轉換器即可使用 1.2 V 或 1.5 V 電池。它還允許隨著電池電壓的降低而延長有用的工作時間。

設計師資源

除了強大且高度集成的解決方案的優勢之外，工程師現在還經常尋求工具和幫助，以幫助他們以最快的時間，以最低的成本和最少的專業資源完成設計。安森美半導體提供了一套有用的工具，以進一步簡化和加速使用其RSL10的設計。

RSL10 軟件開發套件 （SDK） 為開發超低功耗藍牙低功耗應用提供了完整的基于 Eclipse 的集成開發環境。該套件包括對 Keil uVision 和 IAR 嵌入式工作臺的支持，以及各種抽象、驅動程序和示例應用程序、FreeRTOS 和固件無線 （FOTA） 移動應用程序。

圖 2.RSL10 開發工具包嵌入式軟件

藍牙物聯網開發套件 （B-IDK） 提供完整的節點到云解決方案，采用模塊化設計，包括各種傳感器和執行器。軟件支持以方便的 CMSIS 包的形式提供，為 RSL10 SDK 增加了更高級別的功能。B-IDK CMSIS 包包含特定于 B-IDK 平臺的傳感器驅動程序、云支持和文檔。此外，移動應用程序允許控制硬件以及發布和訂閱（MQTT）來自多個流行云服務的傳感器和執行器數據。

對于那些從事物聯網設計的人來說，傳感器開發套件也可以成為非常有用的資源，也許是第一次。RSL10 傳感器開發套件包含 10 多種傳感元件，涵蓋光、環境、聲音、位置和運動，可幫助工程師快速從概念到解決方案，并減少設計重復。

總結

利用流行協議進行通信和從超小電源運行的能力是物聯網設備成功的關鍵因素。隨著時間的推移，低功耗藍牙等技術已經從連接外圍設備的基本方式發展到非常接近事實上的技術，以滿足物聯網的高度優化需求。

RSL10 SiP等器件通過將外部元件和RF子系統集成到一個小型、高能效的封裝中，簡化了設計任務。將其與廣泛的可用支持工具相結合，可幫助設計人員以最小的風險、成本和時間為物聯網節點添加低功耗藍牙功能。

審核編輯：郭婷