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蓝牙技术|低功耗蓝牙BLE所扮演的角色

balukai 2025-05-23 15:20:22 文章精选 3 ℃

蓝牙是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网络技术,旨在用于医疗保健、运动健身、信标(Beacon)、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。相较经典蓝牙,蓝牙低功耗技术旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本,由于低功耗的关系,所以经常用在各种常见的可穿戴装置与物联网装置上,使用钮扣电池就可执行数月至数年,小体积、低成本,并与现有的大部分手机、平板和电脑兼容。

BLE蓝牙的角色有以下几种:广播者(Advertise)、扫描者(Scanner)、从设备(Slave)、主设备(Master)、发起者(Initiator),其中主设备是由发起者、扫描者转化而来,从设备则是由广播者转化而来;蓝牙模块通信是指两个蓝牙模块或蓝牙设备之间进行通信,进行数据通信的双方一个是主机,一个是从机。

主设备模式:工作在主设备模式,可以与一个从设备进行连接。在此模式下可以对周围设备进行搜索并选择需要连接的从设备进行连接。理论上,一个蓝牙主端设备,可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备, 可以在两个角色间切换,平时工作在从模式,等待其它主设备来连接,需要时,转换为主模式,向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时,需要知道对方的蓝牙地址,配对密码等信息,配对完成后,可直接发起呼叫。

从设备模式:工作在从机模式下的蓝牙模块只能被主机搜索,不能主动搜索。从设备跟主机连接以后,也可以和主机设备进行发送和接收数据。

主模式与从模式的区别:主机是指能够搜索别人并主动建立连接的一方,从机则不能主动建立连接,只能等别人连接自己。

ST17H66蓝牙BLE5.2芯片是伦茨科技最新推出的16脚蓝牙BLE芯片, 具有256KB Flash +(96KB ROM)+64KB SRAM,蓝牙协议栈固化,不再占用Flash空间。64KB的SRAM,分区使用,可以在待机时保存更多用户数据,可以设置大容量缓冲区,支持更加复杂的功能。符合SIG规范的自组网应用。包括多节点的控制,以及2主4从的同时工作。

ST17H66有10 x GPIO,-103dBm @BLE 125Kbps。单端天线输出,可以无匹配电路。支持天线矩阵切换,支持外挂LNA信号放大。

最大的优势是功耗降低。上一代产品蓝牙接收峰值电流>13mA; MCU的功耗~0.5mA/MHz;低功耗模式下平均电流>40uA。新产品的蓝牙接收峰值电流8.6mA,MCU的功耗<90uA/MHz。低功耗模式下平均电流可降低到20uA~30uA。BLE5的广播数据包更加灵活,最多可包含200Byte数据,BLE4只有32Byte。传输速率更快,BLE5可以达到20~30KB/s;BLE4一般在4~5KB/s。

应用场景:

  • 对功耗控制要求比较严格的应用,比如高档的防丢器,电子标签等。
  • 对数据传输有一定要求的客户,比如用于云台自拍的透传模块,希望蓝牙OTA更加可靠的客户。
  • 方便灵活的电子标签应用。如商品标签,资产防盗,生物追踪。

伦茨科技拥有自主研发无线射频和低功耗蓝牙BLE5.2芯片并具有全球知识产权,针对AIoT物联网领域和个人消费者,提供蓝牙主控全集成芯片的「软硬件共性」解决方案及核心器件,配套全方位APP软件平台定制开发。所设计的蓝牙芯片方案应用于智能穿戴设备、蓝牙室内导航、智能家居、医疗健康、运动建身、数据传输、远程控制、个人外设及AIoT物联网等场景。

最新推出搭载高性能低功耗32位处理器的蓝牙芯片ST17H66(SOP16),支持Bluetooth(R)LE、SIG MESH多功能的Bluetooth 5.2。

关键参数:

  • 256KB系统闪存
  • 64KB SRAM,睡眠模式下所有数据恒常保持
  • 2.4 GHz收发器
  • Bluetooth Low Energy
  • Bluetooth Mesh
  • -20dBm至+10dBm发射功率
  • 接收电流:8mA
  • 发射电流:8.6mA
  • 0.3uA@sleep(IO wake up only)
  • AoA/AoD 方位测定
  • AES-128硬件加密
  • PDM/I2C/SPI/UART/PWM/DMA
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