如何使用智能藍牙 4.0 構建低功耗無線系統

低功耗、便攜式無線設備市場正在經歷爆發式發展，其中低功耗藍牙 4.0 規范在開發此類系統時起著關鍵作用。 本文將探討如何使用 Laird Wireless、connectBlue 和 Bluegiga 等制造商提供的支持藍牙 4.0 規

范的模塊，在象 CSR 提供的開發環境中開發可穿戴和低功耗醫療設備。

隨著對可穿戴計算關注的不斷增加，低功耗藍牙 4.0 低功耗連接正使得從便攜式健身系統到智能籃球之類廣泛的設備成為現實。

每天都有象手表、手鐲、手套、甚至是牙刷之類物品在使用藍牙無線技術更新升級，使它們能夠獲取數據

并送回智能手機或平板電腦上的應用。 2013 年售出的運動和健身追蹤器 96% 由可穿戴設備組成，ABI Research 預計 2014 年會有 3 千 2 百萬這種采用智能藍牙技術的設備售出。

從一塊小小的可充電電池供電是可穿戴設備和運動市場的關鍵。利用一塊電池運行嵌入式鏈路多年的能力，正促使智能藍牙不斷被采用。這需要對設計，無論是硬件還是軟件，做一些關健的考量。

智能藍牙的核心就是其能夠與現有智能手機或平板電腦的應用一起工作。盡管低功耗藍牙使用與以前傳統藍牙相同的 2.4 GHz ISM 頻帶，但它采用了更簡單的高斯頻移協議來降低功耗。 此外，它還采用了較小的 2 MHz 信道和直接序列擴頻 （DSSS） 調制功能。

這種組合意味著無法直接兼容低功耗和傳統規范。 然而，這對開發人員來說不是問題，因為獲得藍牙兼容性認證的所有芯片和模塊都能在適用于舊設備的傳統藍牙模式或具有 DSSS 功能的智能藍牙模式下工作。

起初，“智能藍牙就緒”指的是雙模設備，一般是一臺筆記本電腦或是智能手機，硬件同時兼容傳統和低功耗藍牙外設，而“智能藍牙”標簽則只指低功耗藍牙設備。

智能藍牙通過采用四十個 2 MHz 信道而獲得低功耗優勢，達到 1 Mbit/s 鏈路比特率和 270 kbit/s 應用吞吐率。 盡管這些指標低于傳統藍牙，但是將延遲從 100 ms 縮短至 6 ms，彌補了應用比特率方面的不足。 最大傳輸功耗也降至 10 mW，覆蓋距離縮短至 50 m 以內，這對于短程可穿戴和家庭應用來說綽綽有余。 同樣，這使得 BLE4.0（低功耗藍牙）系統更易實現，因為幾乎不需要擔心總鏈路預算。

這種復雜性中的多數可以通過象 Laird Wireless 這樣的模塊制造商來隱藏。Laird Wireless BL600 模塊將

Nordic Semiconductor 的收發器與天線和接口集合在一起，全部器件封裝在一個緊湊的 19 mm x 12.5 mm 外殼中。 該模塊包含了支持 BLE 應用開發所需的全部硬件和固件，包括用于連接外設和傳感器的UART、SPI、I2C、ADC 和 GPIO 接口。 經過這些接口連接單線、雙線或者多線鏈路會相對簡單。
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