低功耗蓝牙芯片的相关基础知识的介绍

geyujia1

低功耗蓝牙芯片

　　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芯片这两种区别。蓝牙低能耗芯片技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHzISM射频频段。有BLE4.0，BLE4.1，BLE4.2，BLE5.0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。

　　1、BLE基础知识

　　(1)、传统蓝牙的传输距离几十米到几百米不等，BLE则规定为100米(实际上没有那么远，50米以内比较稳定，和设备发射功率有关)

　　(2)、为了实现极低的功耗，BLE协议设计为：在不必要射频的时候，彻底将空中射频关断(可以在需要的时候快速建立连接进行控制操作)。与传统蓝牙BR\EDR相比，BLE有这三大特性，从而实现低功耗：缩短无线开启间、快速建立连接、降低收发峰值功耗(具体由蓝牙芯片决定)。

　　(3)、缩短无线开启时间的第一个技巧是只用3个“广告”信道(其余信道用于数据传输)，第二个技巧是通过优化协议栈来降低工作周期。一个在广告的设备可以自动和一个在搜索的设备快速建立连接，所以可以在3ms内完成连接的建立和数据的传输。(实际上首次连接时并没有那么快，因为要进行一些初始化配置)

　　(4) 、低功耗的设计会带来一些牺牲，例如音频数据就无法通过BLE来进行传输。ble蓝牙芯片仍然是一种非常棒的技术。它依然支持跳频(37个数据信道)，并且采用了一种改进的GFSK调制方法来提高链路的稳定性。BLE也仍是非常安全的技术，因为在芯片级提供了128 bit AES加密(做应用层开发的安全性方面就省去了许多工作量)。

　　低功耗蓝牙芯片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。