一文讀懂低功耗藍牙的應用

藍牙技術聯(lián)盟于2010年推出了藍牙4.0規(guī)范，其中低功耗藍牙的出現滿足了小型電池供電設備進行低功耗無線連接的需求，因此得到廣泛應用。本文章將帶你深入了解低功耗藍牙的應用。

?低功耗藍牙簡介

2010年,藍牙技術聯(lián)盟SIG將低功耗無線技術重新命名為“藍牙低功耗”（Bluetooth LE），推出藍牙4.0規(guī)范。藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy）技術，也稱為Bluetooth Smart，從藍牙V4.0開始作為核心規(guī)范的一部分，是專門針對基于物聯(lián)網（IoT）設備構建的功能和應用程序設計的藍牙版本，最大的特點是降低了成本和功耗。它可以滿足小型電池供電的設備進行低功耗無線連接的要求，并大大延長電池壽命，甚至僅需紐扣電池即可工作幾年。目前，藍牙低功耗技術已被廣泛使用，主要應用包括：定位標簽，資產跟蹤，運動及健身傳感器，醫(yī)療傳感器，智能手表，遙控器，玩具等。

廣州致遠電子股份有限公司針對不同的應用場景，推出了多個系列低功耗藍牙模組，包括ZLG52810系列從機藍牙模組、ZM52820系列主從藍牙模組 和ZM8258系列主從藍牙模組。產品滿足小型電池供電的設備進行低功耗無線通信的需求，并且支持兩種低功耗模式，最低功耗可達到nA級別。用戶可根據設備使用場景，通過AT指令配置合適自身設備工作的功耗模式。

普通休眠模式：串口停止工作，模組功耗達uA級別，協(xié)議?？烧＿\行，通過喚醒引腳喚醒或模組收到BLE數據喚醒。

深度休眠模式：大部分外設關閉，協(xié)議棧停止運行，進入深度休眠模式，最低功耗功耗可達到nA級別，如需設備工作可通過喚醒引腳喚醒藍牙模組。

?低功耗藍牙如何實現低功耗？

1. 更短的廣播時間

BLE有40個信道，其中37、38、39為廣播信道，也叫作主廣播信道。主廣播信道最大廣播31個字節(jié)，其余37個是數據信道也叫作次廣播信道，當需要廣播發(fā)送大數據包時，就要通過次廣播信道發(fā)送長度介于0-255字節(jié)的數據包。為實現低功耗，藍牙廣播一般在3個主廣播信道上各廣播一次，每次廣播時射頻的開啟時間也由傳統(tǒng)的22.5ms減少到0.6-1.2ms。

2. 更低的待機功耗

低功耗藍牙設計了用深度休眠狀態(tài)來替換傳統(tǒng)藍牙的空閑狀態(tài)，在深度休眠狀態(tài)下，主機長時間處于超低的負載循環(huán)狀態(tài)，同時休眠狀態(tài)關閉了很多接口，只在需要運作時由控制器來啟動，節(jié)省了最多的能源，實現了深度休眠。

3. 軟件層面的優(yōu)化

• 高效率的編碼方式可以用更少的時間發(fā)送同等數量的數據從而降低功耗；
• 與傳統(tǒng)藍牙相比，低功耗藍牙支持超短數據包，這使得發(fā)送時所需的時間更少，同時較快的啟動時間縮短發(fā)射和接收的等待時間；
• 占用較少的資源，低功耗藍牙僅采用一個協(xié)議來實現服務器發(fā)現，名稱發(fā)現，信息的讀取和寫入，比采用多個協(xié)議的經典藍牙所需的開銷更少，從而降低功耗；

低功耗藍牙協(xié)議中采用了客戶端-服務器架構，將任務合理分配到客戶端和服務器端來實現，降低了系統(tǒng)的通信開銷。

?常見的低功耗應用場景1.智能門鎖

在智能門鎖的應用場景中，通過門鎖內安裝藍牙模塊，人們可以通過APP實時讀取智能鎖的藍牙信息，然后進行配對，向服務器發(fā)送解鎖請求，服務器將解鎖命令發(fā)送給手機，手機接收到解鎖信息后，通過門鎖里面的藍牙模塊把指令發(fā)送給智能鎖門，開鎖方便、快捷、安全。

2. 智慧醫(yī)療目前健康醫(yī)療設備通常是可穿戴產品，通過藍牙模塊，可接收和分析接收到的健康數據，起到對數據實時監(jiān)控的作用。典型產品如：手環(huán)、手表、健康體重秤、血糖計、血壓計、脈搏血氧儀、心率帶、活動傳感器等。

3. 智能照明

低功耗藍牙智能MESH燈，利用低功耗藍牙技術和MESH組網技術，只需在智能手機上安裝一個app，即可實現燈光的智能組網控制更加方便，靈活，同時支持遙控器設備。

4. HID設備的應用采用低功耗藍牙技術，相較傳統(tǒng)藍牙鍵盤鼠標，具有功耗更低、配對連接更加快速方便的特點。在客戶現有的鼠標、鍵盤上可以增加BLE實現產品的快速升級。

5. 智能家電

在傳統(tǒng)家電上，例如豆?jié){機、電飯煲等，通過低功耗藍牙控制，將其升級為更加智能的家電設備。通過智能手機對家電進行開關、預約等各種控制，還可以對家電設備進行故障自檢、固件升級等功能。

6. iBeacon應用

iBeacon基于低功耗藍牙廣播給手機發(fā)送信息，能幫助商家優(yōu)化經營策略，利用用戶的地理位置提供服務。采用低功耗藍牙性能更穩(wěn)定可靠，功耗更低，讓設備保持更長的工作時間。