在批準(zhǔn)任何新標(biāo)準(zhǔn)或?qū)ΜF(xiàn)有協(xié)作規(guī)范進(jìn)行重大更改后，行業(yè)需要時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。如果該標(biāo)準(zhǔn)已獲得廣泛接受并且在市場(chǎng)中根深蒂固，則尤其如此。無(wú)線消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品中沒(méi)有比藍(lán)牙更根深蒂固的了。自1998年首次亮相以來(lái)，藍(lán)牙已經(jīng)成為世界上最具影響力的技術(shù)之一，成為便攜式設(shè)備無(wú)線通信的標(biāo)準(zhǔn)。但是，傳統(tǒng)的藍(lán)牙協(xié)議已被證明是有用的并且已經(jīng)占據(jù)了個(gè)人局域網(wǎng)（PAN） ）以適中的數(shù)據(jù)速率傳輸音頻等任務(wù)的空間，最新的迭代，藍(lán)牙4.0，完全改變了游戲。這是通過(guò)包括“經(jīng)典藍(lán)牙”以及“藍(lán)牙高速”，跳躍Wi-Fi以實(shí)現(xiàn)更高速率以及“低功耗藍(lán)牙（LE）”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這使得它能夠在一系列范圍內(nèi)吝嗇高達(dá)160英尺（50米）。

藍(lán)牙低功耗技術(shù)與經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)在相同的頻譜范圍（2.400 GHz-2.4835 GHz ISM頻段）中運(yùn)行，但使用不同的通道組。 LE擁有40個(gè)2 MHz寬的通道，而不是藍(lán)牙傳統(tǒng)的79個(gè)1 MHz寬的通道。比特率為1 Mbit/s，最大發(fā)射功率為10 mW。雖然藍(lán)牙4.0規(guī)范已經(jīng)推出幾年，但是從零件，堆棧和模塊到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手需要很長(zhǎng)時(shí)間。除此之外，正如新標(biāo)準(zhǔn)的情況一樣，早期產(chǎn)品充滿了對(duì)規(guī)范的誤解（即使是標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)所代表的公司）。首次使用硅片是學(xué)習(xí)曲線的早期階段，即使擁有大量射頻專業(yè)知識(shí)的公司也需要多次通過(guò)才能做到正確。不過(guò)，最近幾家主要的芯片供應(yīng)商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全新的藍(lán)牙4.0有源硅部件，使低功耗無(wú)線終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者更容易使用。工業(yè)用戶也正在接受藍(lán)牙4.0規(guī)范的低能耗方面。眾所周知的藍(lán)牙客戶端服務(wù)器拓?fù)鋭?chuàng)建了一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)主設(shè)備和從設(shè)備都可以做廣告，這允許具有多個(gè)鏈路層連接的主設(shè)備的星形拓?fù)洌ǘ鴱脑O(shè)備在任何時(shí)候都只能有一個(gè)鏈路層連接）。因此，藍(lán)牙技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化等應(yīng)用中越來(lái)越受歡迎，提供了替代的無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能。 （有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱TechZone文章“在工業(yè)自動(dòng)化中使用藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)通信”。）

本文介紹了一些最新，最全面的藍(lán)牙4.0解決方案，包括低能耗模式設(shè)備和模塊，高速度模式，以及那些也接受傳統(tǒng)模式的模式。它研究了提供罐裝剪切和粘貼支持的技術(shù)產(chǎn)品，使用新的藍(lán)牙4.0硬件更容易，更快地進(jìn)入市場(chǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)

借助藍(lán)牙LE，一切都有“狀態(tài)”。所有BT LE設(shè)備都會(huì)暴露其狀態(tài)并提供數(shù)據(jù)?？蛻艨梢愿鶕?jù)狀態(tài)采取行動(dòng)（圖1）。例如，溫度傳感器可以提供數(shù)據(jù)或接收命令以編程警報(bào)限制。此外，與其他輪詢技術(shù)相比，服務(wù)設(shè)備可以在發(fā)生變化時(shí)通知遠(yuǎn)程設(shè)備，從而節(jié)省能源，時(shí)間和帶寬。更高效的發(fā)現(xiàn)和更短的數(shù)據(jù)包（1字節(jié)前同步碼，4字節(jié)地址，2至39字節(jié)有效負(fù)載和3字節(jié)CRC）有助于確保更快的響應(yīng)速度。

圖1：與許多其他無(wú)線協(xié)議相比，藍(lán)牙低功耗的主/從廣告商/發(fā)起者結(jié)構(gòu)易于理解和實(shí)施，特別是考慮到其小數(shù)據(jù)包的開(kāi)銷較低。

由于藍(lán)牙與ZigBee，Wi-Fi，微波爐和無(wú)繩電話共享2.4 GHz ISM頻段（僅舉幾例），跳頻擴(kuò)頻的使用有助于實(shí)現(xiàn)與其他協(xié)議以及其他藍(lán)牙LE的互操作性設(shè)備非常接近。藍(lán)牙LE數(shù)據(jù)通道還具有上下保護(hù)帶，AGC訓(xùn)練功能還允許主機(jī)控制器在強(qiáng)信號(hào)靠近時(shí)抑制發(fā)射功率。

這是您的選擇

大多數(shù)設(shè)計(jì)師主要關(guān)心的是可用的實(shí)施模式和應(yīng)用程序。如果您想為您的設(shè)備制造手持式顯示和控制單元，您不可能以低于已經(jīng)具有該功能的智能手機(jī)或平板電腦的成本來(lái)制造它;支持藍(lán)牙低功耗的智能手機(jī)制造商和移動(dòng)操作系統(tǒng)包括iOS，Android，Windows Phone和BlackBerry。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟預(yù)測(cè)，到2018年，超過(guò)90％的藍(lán)牙智能手機(jī)將支持低能耗標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，更專業(yè)化（和/或更小）的低功耗傳感器，執(zhí)行器和功能節(jié)點(diǎn)仍然是任何人的游戲。在這里，現(xiàn)成的芯片和模塊可以讓設(shè)計(jì)人員在不破壞銀行或日歷的情況下將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。讓我們來(lái)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(fā)器，重點(diǎn)是改善音頻質(zhì)量以及4.0無(wú)線增強(qiáng)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(qiáng)功能，以及ADC和DAC，UART，USB和智能應(yīng)用連接。

作為CSR的Bluecore技術(shù)的成員，這部分基于從幾代藍(lán)牙設(shè)備中獲得的經(jīng)驗(yàn)，具有完整的汽車溫度范圍和靈敏度低至-92 dBm和高達(dá)10 dBm的輸出功率。

CSR還聲稱是世界上第一款藍(lán)牙低功耗IC針對(duì)汽車市場(chǎng)，將SIRF primaAuto多功能定位平臺(tái)與其CSR8311寬帶語(yǔ)音IC集成。該器件采用標(biāo)準(zhǔn)的3.1至3.6 V電源，采用小型5 x 5 mm 40引腳封裝，可實(shí)現(xiàn)3 Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。它專注于具有DSP功能的濾波的寬帶語(yǔ)音，適用于嘈雜的汽車環(huán)境，并可通過(guò)USB或UART與車輛處理器連接。

CSR8670 BlueCore5-多媒體音頻片上系統(tǒng)（SoC）是一款集成度更高的版本，它將藍(lán)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(jié)合。 CSR還在其CSR8811中結(jié)合了藍(lán)牙4.0和Wi-Fi（IEEE 802.11），適用于手機(jī)，但工程師也可以使用它，而無(wú)需每年購(gòu)買數(shù)百萬(wàn)個(gè)零件。

面向全球分布式無(wú)線低能耗傳感器，該公司的CSR1000A04-IQQM-R藍(lán)牙低功耗收發(fā)器是一個(gè)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(duì)極低功耗運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化。硬件的戰(zhàn)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(lán)牙4.0堆棧，允許您的設(shè)計(jì)在同一處理器上運(yùn)行而無(wú)需雙核。

圖2：峰值功耗可比較，硬件的戰(zhàn)略性使用最大限度地縮短了功耗時(shí)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(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，并且在引入時(shí)非常靈活在快速時(shí)間框架內(nèi)精心設(shè)計(jì)的新技術(shù)。

TI通過(guò)C2540F128RHAR SoC為藍(lán)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(lán)牙LE解決方案，內(nèi)置協(xié)議棧，并為其非常小的6 x 6 mm 40引腳封裝提供參考設(shè)計(jì)。 TI還在Digi-Key網(wǎng)站上提供藍(lán)牙培訓(xùn)模塊和藍(lán)牙LE教學(xué)視頻

圖3：TI的單芯片藍(lán)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(shè)和資源，包括電源管理和USB模塊通常是改進(jìn)和檢查設(shè)計(jì)概念和可行性思路的好方法，同時(shí)也提供快速，低風(fēng)險(xiǎn)的市場(chǎng)路徑。 Panasonic為藍(lán)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(chǎn)生1 Mbit/s的數(shù)據(jù)速率，并且可以表面安裝。通過(guò)這種方式，它們可用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試，以及作為系統(tǒng)或最終產(chǎn)品的一部分進(jìn)行OEM。

另一種模塊化解決方案來(lái)自BlueGiga Technologies及其BLE112-A-V1藍(lán)牙4.0模塊（圖4）。針對(duì)傳感器和附件等低能耗設(shè)計(jì)，該部分包括用于定制應(yīng)用的堆棧和用戶應(yīng)用程序空間。通過(guò)快速喚醒（幾百微秒），它在睡眠模式下僅消耗400 nA。與大多數(shù)模塊一樣，它經(jīng)過(guò)預(yù)先認(rèn)證并符合世界標(biāo)準(zhǔn)。

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

從簡(jiǎn)單地將智能手機(jī)連接到藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路。它現(xiàn)在對(duì)不同的人意味著不同的東西。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，它可以代表對(duì)傳統(tǒng)協(xié)議的全面支持，但憑借其高速和低能耗模式，藍(lán)牙現(xiàn)在也為新設(shè)計(jì)提供了更多選擇，并且需要更復(fù)雜的硬件和軟件。

下一步是什么？藍(lán)牙特別興趣小組（SIG）剛剛宣布4.1版本，旨在使藍(lán)牙成為大肆宣傳的“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）市場(chǎng)的主要參與者，利用藍(lán)牙廣泛的名稱認(rèn)可，廣泛接受，及其v .4.0低功耗能力，可與ZigBee，近場(chǎng)通信（NFC）以及其他無(wú)線技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，這些技術(shù)也需要大量的物聯(lián)網(wǎng)。