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[原创] 干货|一文看懂BLE低功耗技术-附主流BLE芯片厂商介绍

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实习生

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发表于 2018-7-23 19:31:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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说到物联网,就不得不提近距离低功耗传输的蓝牙技术,蓝牙技术经过近些年的演变,已经形成了经典蓝牙与低功耗蓝牙(BLE)这两种区别。




本文我们主要来看一下低功耗蓝牙的一些知识。
1:什么是低功耗蓝牙(BLE)
蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。
有BLE4.0, BLE4.1, BLE4.2, BLE 5.0等多个协议版本。
BLE技术采用了非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源),此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路。
2:低功耗蓝牙(BLE)的工作模式有哪些。
低功耗蓝牙(BLE)的工作模式有主设备模式,从设备模式,Mesh组网模式,广播模式。
目前市面上大多数设备基本都工作在从设备模式,所以本次我们着重讲解从设备模式的操作流程。
首先,给大家普及个概念,从设备是需要被主设备连接的,例如手机,就是一个很典型的主设备,它需要主动去搜索,连接其他的蓝牙。大概的一个连接方式如下:
发现设备->配对/绑定设备->建立连接->数据通信。
3:低功耗蓝牙(BLE)的工作状态有哪些?
蓝牙的状态有5种:
待机状态(standby) :没有连接任何设备,没有传输和发送数据。
广播状态(Advertiser/advertising):周期性广播状态。
扫描状态(Scanner/scanning) :主动寻找正在广播的设备。
发起连接状态(Initiator/initiating):主动发起连接。
连接状态(connected) :已经连接。
4:低功耗蓝牙(BLE)的主要特点?

5:低功耗蓝牙(BLE)主要应用在哪些领域?
汽车电子设备.
健康医疗用品:手环、心率带、血压计等.
室内定位、井下定位等.
近距离数据采集,无线抄表、无线遥测等.
数据传输:智能家居室内控制、蓝牙调光灯、遥控玩具、打印机等.
市面主流BLE芯片原厂(持续增加中):1,Nordic.

nRF52840:多协议蓝牙5.0 /蓝牙低功耗/ANT/802.15.4/2.4GHz RF SoC。
nRF51822:蓝牙低功耗和2.4GHz专有多协议SoC。
优缺点分析:软件框架不友好,应用层逻辑不清晰,但产品丰富,资料全,缺点是小客户价格差。
芯片代理商:北高智科技等.
2,dialog.

DA14580: 被小米手环选用。DA14580是全球尺寸最小、功耗最低、集成度最高的蓝牙智能SoC。
优缺点分析:软件开发难度较大,目前积极备战蓝牙5.0。
芯片代理商:耐智电子等.
3,德州仪器(TI).

CC2541:无线MCU,蓝牙4.0。
CC2640:针对蓝牙智能应用的SimpleLink超低功耗无线MCU,蓝牙4.2。
优缺点分析:开发资料全,参考设计多,产品性能稳定。缺点是TI RTOS不太好用,Flash,RAM有点小。
芯片代理商:信驰达科技等.
4,台湾瑞昱半导体(Realtek).

RTL8762A: 蓝牙低功耗SOC.
优缺点分析:遥控器市场份额不错,和科大讯飞深度合作。
芯片代理商:中信等.
5、上海博通.

BK3431Q:低功耗BLE4.2芯片。
BK3432: 作为一款BK3431Q的cost down版本, BK3432的ram,flash都做了相应的裁剪,以此达到更优的性价比。
优缺点分析:BK3431Q是博通17年下半年推出的ble4.2芯片,该芯片目前被广泛应用于手环智能穿戴,电子秤,血压计,玩具车等各类应用。睡眠功耗仅需2ua,与国外巨头芯片nodic,ti等功耗持平。作为国产芯片,价格优势明显,开发门槛低。
芯片代理商:深圳市集贤科技有限公司等.
6,泰凌微电子(上海)有限公司.

TLSR8266:蓝牙 SoC,符合蓝牙4.0标准。
优缺点分析:主要发力在灯控市场,蓝牙MESH主要推动厂家之一,价格相对较低,但代码协议封装较多,扩展性不是特别强。
芯片代理商:
7,ST/意法半导体

BlueNRG2系列:包括BLUENRG-232, BLUENRG-234,BLUENRG-248。Cortex-M0内核,温度范围支持-40度到105度温度范围,可满足工业类应用。支持蓝牙5.0版本。
优缺点分析:成本略高。
芯片代理商:南皇电子等.
8、赛普拉斯Cypress

CYW20706:蓝牙4.2 BR + EDR + BLE.
优缺点分析:芯片性能非常不错,但开发环境不太友好,市场上经常缺货。
芯片代理商:卓誉宏业等.
9,昆天科

QN9021: BLE 4.1.
QN9022: BLE 4.1.
优缺点分析:被NXP收购后,由于内部规划问题,导致市面上非常缺货。

下面我们以具体功耗数据来对上述几家厂家做个对比:



本文部分内容为笔者网上搜索及查阅相关资料所得,如有纰漏,欢迎指出。

工程师

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发表于 2018-7-23 20:52:29 | 显示全部楼层
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现在还有使用传统蓝牙的设备吗?什么是传统蓝牙呢?

实习生

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 楼主| 发表于 2018-12-20 14:38:12 | 显示全部楼层
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老傢伙 发表于 2018-7-23 20:52
现在还有使用传统蓝牙的设备吗?什么是传统蓝牙呢?

蓝牙分为蓝牙2.0(音频),经典蓝牙3.0,跟ble蓝牙4.0  。 传统蓝牙一般走的协议是spp协议或者hid协议

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听说蓝牙对音频的传送带宽不够。所以一般较好的音响都不会用蓝牙传输。有人说音箱就是听个响,是吗?  详情 回复 发表于 2018-12-21 10:21

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发表于 2018-12-21 10:21:27 | 显示全部楼层
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superIOT 发表于 2018-12-20 14:38
蓝牙分为蓝牙2.0(音频),经典蓝牙3.0,跟ble蓝牙4.0  。 传统蓝牙一般走的协议是spp协议或者hid协议

听说蓝牙对音频的传送带宽不够。所以一般较好的音响都不会用蓝牙传输。有人说音箱就是听个响,是吗?

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 楼主| 发表于 2018-12-29 10:58:51 | 显示全部楼层
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老傢伙 发表于 2018-12-21 10:21
听说蓝牙对音频的传送带宽不够。所以一般较好的音响都不会用蓝牙传输。有人说音箱就是听个响,是吗?

不是的,经典蓝牙传输音频的效率还是蛮高的,目前市面上在卖的蓝牙音频耳机,音箱,高端一些的如csr方案等等, 还是不错的。 当然,如果是那种高保证音乐的话,可能蓝牙确实传输不了,因为蓝牙的带宽只有1-3M(经典蓝牙)

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谢谢回复!可否介绍一下苹果的W技术及比较一下现在的蓝牙技术?  详情 回复 发表于 2018-12-29 19:37

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发表于 2018-12-29 19:37:01 | 显示全部楼层
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superIOT 发表于 2018-12-29 10:58
不是的,经典蓝牙传输音频的效率还是蛮高的,目前市面上在卖的蓝牙音频耳机,音箱,高端一些的如csr方案 ...

谢谢回复!可否介绍一下苹果的W技术及比较一下现在的蓝牙技术?

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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
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老傢伙 发表于 2018-12-29 19:37
谢谢回复!可否介绍一下苹果的W技术及比较一下现在的蓝牙技术?

是指蓝牙5.0吗?  苹果的W技术是什么?

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我也不是很清楚,你可到 https://news.mydrivers.com/1/607/607042.htm 或https://www.zhihu.com/question/50460326 看一下。  详情 回复 发表于 5 天前

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层
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superIOT 发表于 2019-1-14 17:37
是指蓝牙5.0吗?  苹果的W技术是什么?

我也不是很清楚,你可到 https://news.mydrivers.com/1/607/607042.htmhttps://www.zhihu.com/question/50460326  看一下。
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