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蓝牙产品设计之低功耗和长生命周期

蓝牙产品设计之低功耗和长生命周期

作者: QuickEmbed | 来源:发表于2020-01-01 20:31 被阅读0次

    在我们身边有很多蓝牙设备,比如蓝牙耳机、蓝牙鼠标、键盘等等。

    为什么采用蓝牙,而不是其它无线通信技术呢?

    因为低功耗长生命周期是关键。蓝牙在近场通信(相比较WiFi,LiFi,315/433,NFC等等)技术中,最大的特色就是,在保持相当的通信距离(蓝牙5标准300米)和通信速率(175KBps,数据参考)的基础上,还保持极低的功耗(待机uA级),使得普通纽扣电池能供电以年计算。这是待机情况。 在工作的情况下,也可以以天、周、月计。

    特别适合用电池供电且需要长期待命的设备,例如偏远野外无人值守的设备,以及适合便携、穿戴设备,比如耳机、手环、手表、智能设备、智能家居等等。

    速嵌智造做过的蓝牙产品设计有:硬币大小随贴随用的QButton小纽扣,可以做传感器采集多种数据,比如倾角、加速度,还可以做智能快捷按键,比如类似Amazon Dash Button和京东来点。我们还做过各种蓝牙智能锁

    蓝牙还有个极为重要的功能:通过天线阵列,实现精确到厘米级别的定位,注意这是不依赖GPS或者北斗的,主要用于室内定位、停车场找车、商户iBeacon、工作人员定位、施工人员定位、井下人员定位等。我们做蓝牙智能锁,就是基于这个功能,不过,我们还没能实现厘米级的精度,还在研发中。兔乖乖汽车免钥匙舒适进入系统,也是一个探索方向。

    怎么实现极低功耗呢?

    首先要分清是蓝牙主机还是从机,其功能原理和实现机制都有很大不同。 当然现在有主从一体的方案,看是否需要。 一般来说,蓝牙设备如果和手机相连,手机是蓝牙主机,设备是蓝牙从机。蓝牙手环、蓝牙手表、蓝牙耳机,全都是蓝牙从机。

    蓝牙从机,低功耗首要在待机休眠,因为大部分时候是待机休眠状态,这种状态下的功耗决定了设备能用多久(假定连着手机操作的时间是固定规律的有限的)。

    关闭不必要的通信接口,例如串口,IIC,SPI,DMA,中断等等,如果需要打开,比如串口,则需要及时关闭,否则会引起很大的电流,说很大,也没多大,1毫安,相对我们普通设备,简直可以忽略不计,不过,相对于正确待机状态的1uA,那都是吃电巨兽。

    很多蓝牙模块厂商,只是拿蓝牙模块当作一个扩展串口通信模块,来实现普通MCU和手机的互联互操作,其实完全没有发挥蓝牙的低功耗特长,很多蓝牙模块内置C51核或STM核,做一般应用绰绰有余。

    不同厂家的蓝牙芯片各有什么特点和如何选择呢?我们另文讲述。

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