在批準任何新標準或對現有協作規范進行重大更改后，行業需要時間進行調整。如果該標準已獲得廣泛接受并且在市場中根深蒂固，則尤其如此。無線消費和工業產品中沒有比藍牙更根深蒂固的了。自1998年首次亮相以來，藍牙已經成為世界上最具影響力的技術之一，成為便攜式設備無線通信的標準。但是，傳統的藍牙協議已被證明是有用的并且已經占據了個人局域網（PAN） ）以適中的數據速率傳輸音頻等任務的空間，最新的迭代，藍牙4.0，完全改變了游戲。這是通過包括“經典藍牙”以及“藍牙高速”，跳躍Wi-Fi以實現更高速率以及“低功耗藍牙（LE）”來實現的，這使得它能夠在一系列范圍內吝嗇高達160英尺（50米）。

藍牙低功耗技術與經典藍牙技術在相同的頻譜范圍（2.400 GHz-2.4835 GHz ISM頻段）中運行，但使用不同的通道組。 LE擁有40個2 MHz寬的通道，而不是藍牙傳統的79個1 MHz寬的通道。比特率為1 Mbit/s，最大發射功率為10 mW。雖然藍牙4.0規范已經推出幾年，但是從零件，堆棧和模塊到競爭對手需要很長時間。除此之外，正如新標準的情況一樣，早期產品充滿了對規范的誤解（即使是標準委員會所代表的公司）。首次使用硅片是學習曲線的早期階段，即使擁有大量射頻專業知識的公司也需要多次通過才能做到正確。不過，最近幾家主要的芯片供應商已經實現了全新的藍牙4.0有源硅部件，使低功耗無線終端產品的設計者更容易使用。工業用戶也正在接受藍牙4.0規范的低能耗方面。眾所周知的藍牙客戶端服務器拓撲創建了一個穩定的基礎設主設備和從設備都可以做廣告，這允許具有多個鏈路層連接的主設備的星形拓撲（而從設備在任何時候都只能有一個鏈路層連接）。因此，藍牙技術在工業自動化等應用中越來越受歡迎，提供了替代的無線數據通信功能。 （有關更多信息，請參閱TechZone文章“在工業自動化中使用藍牙進行數據通信”。）

本文介紹了一些最新，最全面的藍牙4.0解決方案，包括低能耗模式設備和模塊，高速度模式，以及那些也接受傳統模式的模式。它研究了提供罐裝剪切和粘貼支持的技術產品，使用新的藍牙4.0硬件更容易，更快地進入市場。

物聯網狀態

借助藍牙LE，一切都有“狀態”。所有BT LE設備都會暴露其狀態并提供數據。客戶可以根據狀態采取行動（圖1）。例如，溫度傳感器可以提供數據或接收命令以編程警報限制。此外，與其他輪詢技術相比，服務設備可以在發生變化時通知遠程設備，從而節省能源，時間和帶寬。更高效的發現和更短的數據包（1字節前同步碼，4字節地址，2至39字節有效負載和3字節CRC）有助于確保更快的響應速度。

圖1：與許多其他無線協議相比，藍牙低功耗的主/從廣告商/發起者結構易于理解和實施，特別是考慮到其小數據包的開銷較低。

由于藍牙與ZigBee，Wi-Fi，微波爐和無繩電話共享2.4 GHz ISM頻段（僅舉幾例），跳頻擴頻的使用有助于實現與其他協議以及其他藍牙LE的互操作性設備非常接近。藍牙LE數據通道還具有上下保護帶，AGC訓練功能還允許主機控制器在強信號靠近時抑制發射功率。

這是您的選擇

大多數設計師主要關心的是可用的實施模式和應用程序。如果您想為您的設備制造手持式顯示和控制單元，您不可能以低于已經具有該功能的智能手機或平板電腦的成本來制造它;支持藍牙低功耗的智能手機制造商和移動操作系統包括iOS，Android，Windows Phone和BlackBerry。藍牙技術聯盟預測，到2018年，超過90％的藍牙智能手機將支持低能耗標準。另一方面，更專業化（和/或更小）的低功耗傳感器，執行器和功能節點仍然是任何人的游戲。在這里，現成的芯片和模塊可以讓設計人員在不破壞銀行或日歷的情況下將產品推向市場。讓我們來看看其中的一些部分。

僅支持雙能和低能耗的模塊和芯片形式。 CSR CSR8645A04-IBBC-R等部件是雙模4.0收發器，重點是改善音頻質量以及4.0無線增強功能。該公司將其描述為“立體聲音頻ROM”，它包含用于多頻段均衡器和升壓的DSP增強功能，以及ADC和DAC，UART，USB和智能應用連接。

作為CSR的Bluecore技術的成員，這部分基于從幾代藍牙設備中獲得的經驗，具有完整的汽車溫度范圍和靈敏度低至-92 dBm和高達10 dBm的輸出功率。

CSR還聲稱是世界上第一款藍牙低功耗IC針對汽車市場，將SIRF primaAuto多功能定位平臺與其CSR8311寬帶語音IC集成。該器件采用標準的3.1至3.6 V電源，采用小型5 x 5 mm 40引腳封裝，可實現3 Mbit/s的數據速率。它專注于具有DSP功能的濾波的寬帶語音，適用于嘈雜的汽車環境，并可通過USB或UART與車輛處理器連接。

CSR8670 BlueCore5-多媒體音頻片上系統（SoC）是一款集成度更高的版本，它將藍牙4.0功能與用于電容式觸摸傳感器和低功耗模式功能的觸摸屏界面相結合。 CSR還在其CSR8811中結合了藍牙4.0和Wi-Fi（IEEE 802.11），適用于手機，但工程師也可以使用它，而無需每年購買數百萬個零件。

面向全球分布式無線低能耗傳感器，該公司的CSR1000A04-IQQM-R藍牙低功耗收發器是一個值得注意的。該器件采用32引腳或56引腳封裝，具有令人印象深刻的+8 dBm Tx功率輸出電平，以及靈敏的-92 dBm輸入靈敏度，并針對極低功耗運行進行了優化。硬件的戰略使用是它比基于軟件的可比方法使用更少功率的原因（圖2）。還提供“合格的”藍牙4.0堆棧，允許您的設計在同一處理器上運行而無需雙核。

圖2：峰值功耗可比較，硬件的戰略性使用最大限度地縮短了功耗時間，從而降低了整體能源消耗。

其他解決方案

德州儀器可能是一家大公司，但它也是射頻技術的領導者，并且在引入時非常靈活在快速時間框架內精心設計的新技術。

TI通過C2540F128RHAR SoC為藍牙低功耗提供高度集成的解決方案（圖3）。它是一款單芯片藍牙LE解決方案，內置協議棧，并為其非常小的6 x 6 mm 40引腳封裝提供參考設計。 TI還在Digi-Key網站上提供藍牙培訓模塊和藍牙LE教學視頻

圖3：TI的單芯片藍牙低功耗解決方案包含嵌入式8051核心處理器和豐富的外設和資源，包括電源管理和USB模塊通常是改進和檢查設計概念和可行性思路的好方法，同時也提供快速，低風險的市場路徑。 Panasonic為藍牙4.0提供全功能模塊，包括ENW-89820A1KF，它是PAN1720系列的一部分。這些通用的全功能模塊可產生1 Mbit/s的數據速率，并且可以表面安裝。通過這種方式，它們可用于開發和測試，以及作為系統或最終產品的一部分進行OEM。

另一種模塊化解決方案來自BlueGiga Technologies及其BLE112-A-V1藍牙4.0模塊（圖4）。針對傳感器和附件等低能耗設計，該部分包括用于定制應用的堆棧和用戶應用程序空間。通過快速喚醒（幾百微秒），它在睡眠模式下僅消耗400 nA。與大多數模塊一樣，它經過預先認證并符合世界標準。

圖4：這種可安裝在表面上的郵票大小模塊具有所有藍牙4.0功能，并附帶所有模塊提供從概念到產品的最快路徑的認證。

從簡單地將智能手機連接到藍牙耳機，藍牙已經走過了漫長的道路。它現在對不同的人意味著不同的東西。對于設計人員來說，它可以代表對傳統協議的全面支持，但憑借其高速和低能耗模式，藍牙現在也為新設計提供了更多選擇，并且需要更復雜的硬件和軟件。

下一步是什么？藍牙特別興趣小組（SIG）剛剛宣布4.1版本，旨在使藍牙成為大肆宣傳的“物聯網”（IoT）市場的主要參與者，利用藍牙廣泛的名稱認可，廣泛接受，及其v .4.0低功耗能力，可與ZigBee，近場通信（NFC）以及其他無線技術競爭，這些技術也需要大量的物聯網。