藍牙由 ST 所屬的一個特殊興趣小組 (SIG) 管理,于 1989 年首次以不同的名稱開發。當時,工程師們正在研究用于手機的無線耳機。后來,隨著其他制造商研究便攜式設備和計算機之間的無線通信,藍牙這個名字出現是為了紀念哈拉爾德藍牙,這位國王在公元 960 年左右鞏固了丹麥。這個想法是藍牙協議將聯合所有移動設備,人們必須承認它已經相當成功。智能手表、智能手環、耳機、醫療設備、揚聲器、鍵盤、鼠標等等,已使其成為主流協議。
藍牙:更多通信,更少功耗
如今,低功耗藍牙 (BLE) 是最常見的藍牙風格。2010 年隨著藍牙 4.0 的發布正式集成到標準中,它使用與經典藍牙相同的 2.4 GHz 頻率,因此提供了相似的范圍,但其更簡單的調制顯著降低了功耗和收發器的成本。BLE 實際上是如此受歡迎,以至于協議藍牙 5 在它的基礎上將速度提高一倍(2 Mbit/s)或將范圍擴大四倍(240 米或 800 英尺),同時保持低功耗。
為了實現這一壯舉,藍牙 5 將減少時間,將數據速率從每秒 1 兆符號 (1 Ms/s) 提高到 2 Ms/s,并使用編碼物理 (PHY) 層來增加范圍和靈敏度,而無需必然加劇耗電量。簡而言之,新的編碼層確保控制器每比特傳輸更多符號,這將數據速率降低到 125 Kbit/s 或 500 Kbit/s,具體取決于模式,但提供了更大的噪聲容限,因為它更容易應用糾錯算法。
今天了解藍牙
Bluetooth SIG的藍牙網狀網絡,它是藍牙 LE 的衍生產品,可以創建多達 32,767 個節點的網狀網絡。專為物聯網設備設計,10 Kbit/s 確保小消息在整個網絡中的傳播,該系統解決了范圍問題,這使其成為 6LoWPAN 等亞千兆赫網絡的絕佳替代品。因此,我們可以看到 BLE 是活躍的,并且每年都在改變著這個行業。
因此,讓像 Hary Radakichenane 這樣的人就標準的歷史以及開發人員每天面臨的最大挑戰發表演講是一種真正的享受。他于 21 年前加入 ST,并在 Discrete Group 開始工作,該集團負責管理不同的 RF 結構等。在過去的一年半里,Hary 一直專注于藍牙 LE,擔任美洲地區的射頻營銷經理。他的眾多職責之一是與開發人員和客戶會面,了解他們如何在其產品中實施 BLE。因此,他積累了豐富的經驗,這將使開發者大會的與會者受益匪淺。
力量和靈活性
由于 BlueNRG-1 等功能強大的組件,藍牙 LE 在 ST 的產品組合中占有特殊的地位,它消耗的能量非常少。此外, BlueCoin 是去年開發者大會的寵兒之一,該公司最近更新了其 STM32Cube BLE 軟件包以迎接今年的活動。然而,正如我們多次看到的那樣,增強生活意味著超越所有期望,帶來非凡的東西。例如,由于 ST 的 BlueNRG-MS 是市場上第一款提供高輸出功率 (+8 dBm) 的設備,盡管電流消耗僅為 1.7 μA,新產品突然成為可能,例如Snuza Pico,它可以監控嬰兒胸部的運動以感覺到痛苦。
ST 還通過提供兩種解決方案提供真正的靈活性:一種具有嵌入式 MCU,如BlueNRG–1或BlueNRG–2,另一種僅具有外部網絡控制器,如BlueNRG-MS。因此,只希望將藍牙添加到現有設計的工程師可以使用后者,而無需學習新的 SDK 或丟棄現有代碼。他們還可以將 BlueNRG 與 ST 的巴倫相結合,以大大減少對專業知識的需求,這對于小型團隊來說是一個顯著的優勢。另一方面,那些希望獲得更全面解決方案的人可以訪問藍牙 LE 片上系統 (SoC),例如 BlueNRG–1 或 2,這使得直接從閃存運行應用程序代碼以優化設計。
實際演示
應用程序 STSW-BNRG001 的主窗口
此外,Radakichenane 先生的演講對于工程師來說將是非同尋常的,因為他將帶領觀眾了解使用 BLE 設計設備的過程。因此,這不是關于產品的介紹,而是來自具有多年經驗的專家的實踐智慧的傳承。例如,他將經歷實施該技術的過程。當我們與他坐下來討論他的演講時,他強調說,設計師經常因為關注錯誤的規范而誤入歧途。峰值 RMS 通常是主要關注點。但是,絕大多數低功耗藍牙控制器會打開和關閉以節省能源。因此,在選擇組件時,平均功耗通常是更合適的指標。
這些工具使開發人員的工作變得更加輕松,例如STSW-BNRG001,這是一款免費軟件,使工程師能夠估計他們的藍牙解決方案在不同條件下的功耗,以獲取數據等信息速率和電池壽命估計。這些工具非常適合確保團隊為他們的設計選擇了正確的組件。
審核編輯:郭婷
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