目前市場上的無線通訊技術(shù)有多種,其中wifi、藍牙和NFC等等在生活中都較為常見。這幾種無線通訊技術(shù)也廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)市場,其中wifi是熱點較多的無線連接,但功耗過高;NFC是較為私密的無線連接,但需近距離;藍牙則是功耗低、傳輸距離適中的一種無線通訊技術(shù),就是憑借這兩點,藍牙在物聯(lián)網(wǎng)市場中獲得了迅速發(fā)展。下面云里物里就講解下低功耗藍牙多低才算低功耗,然后它是如何實現(xiàn)低功耗的?,一、藍牙模塊功耗多低才算低功耗藍牙模塊??,下面就幾個指數(shù):?,1、平均工作電流為 uA 級?,2、峰值電流不超過 15mA?,3、采用紐扣電池供電,電池壽命可達數(shù)年?,如云里物里的MS50SFA1低功耗藍牙模塊就上面三個條件,在很多低功耗應(yīng)用場景中,是采用紐扣電池來供電的,采用紐扣電池來供電是低功耗藍牙設(shè)計的主要目標(biāo),而紐扣電池的使用通常有較為嚴(yán)苛的限制條件。,
,當(dāng)然紐扣電池的能量并不能完全的轉(zhuǎn)化,因為會受到外部環(huán)境的影響。通常情況下,在零度時僅能提供室溫下能量的約 80%。此外電池自身的自放電特性也需要予以考慮,常溫下儲存,每年容量損失小于 2%。這些因素在計算工作時間時也需要予以考慮。?,二、低功耗藍牙如何實現(xiàn)低功耗??,相比傳統(tǒng)藍牙技術(shù),低功耗藍牙技術(shù)功耗之所以低主要是以下幾方面的緣由:?,1、低功耗藍牙的快速連接? ,低功耗藍牙可以實現(xiàn)快速連接,也就是說在需要發(fā)送命令或傳輸轉(zhuǎn)態(tài)時,可以快速的建立連接,完成任務(wù)后又迅速斷開連接。,快速連接對于許多低功耗設(shè)備而言是一個極大的福音,大大降低了低功耗產(chǎn)品的開發(fā)門檻。重點提一下,按照傳統(tǒng)藍牙協(xié)議規(guī)范,若某一藍牙設(shè)備正在進行廣播,則它不會響應(yīng)當(dāng)前正在進行的設(shè)備掃描,而低功耗藍牙協(xié)議規(guī)范允許正在進行廣播的設(shè)備連接到正在掃描的設(shè)備上,這就有效避免了重復(fù)掃描,可以大幅度地降低功耗。?,2、 低功耗藍牙減少了待機功耗 ?,傳統(tǒng)藍牙設(shè)備的待機耗電量大是公認(rèn)的缺點之一,這與傳統(tǒng)藍牙技術(shù)采用 16~32 個頻道進行廣播不無關(guān)系,而低功耗藍牙僅使用 3 個廣播通道,這個改變顯然大大降低了廣播數(shù)據(jù)導(dǎo)致的功耗。 ?,此外低功耗藍牙設(shè)計了“深度睡眠”狀態(tài)來替換傳統(tǒng)藍牙的空閑狀態(tài),如云里物里的低功耗藍牙模塊大部分深度睡眠都是低于1uA了,因此這樣的設(shè)計也節(jié)省了最多的能源。?,3、低功耗藍牙降低了峰值功耗?,射頻物理層進行了低功耗的優(yōu)化設(shè)計,使得在發(fā)射和接收時的峰值電流與傳統(tǒng)藍牙相比,大大降低。?,4、低功耗藍牙縮短時間換取能量? ,時間的使用對于低功耗藍牙來說是實現(xiàn)低功耗的關(guān)鍵,由于無線電處于發(fā)射及接收狀態(tài)時對于能量的使用和消耗是較多的,因此以下幾個方面對功耗也是大大的減少。?,高效率編碼:高效率的編碼方式可以用更少的時間發(fā)送同等數(shù)量的數(shù)據(jù)。?,與傳統(tǒng)藍牙相比,低功耗藍牙支持超短數(shù)據(jù)包,這使得發(fā)送時所需的時間更少。 較快的啟動時間縮短發(fā)射和接收的等待時間。,占用較少的資源:協(xié)議越復(fù)雜,相應(yīng)占用的資源就會多,在同等情況下對于功耗的需要就會增加。低功耗藍牙僅采用一個協(xié)議來實現(xiàn)服務(wù)器發(fā)現(xiàn),名稱發(fā)現(xiàn),信息的讀取和寫入,這比采用多個協(xié)議的經(jīng)典藍牙所需的開銷少得多,從而也對降低功耗作出了貢獻。?,客戶端-服務(wù)器架構(gòu):低功耗藍牙協(xié)議中采用了大家所熟知的客戶端-服務(wù)器架構(gòu),它是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),通過它可以充分利用兩端環(huán)境的優(yōu)勢,將任務(wù)合理分配到客戶端和服務(wù)器端來實現(xiàn),降低了系統(tǒng)的通信開銷。?,?標(biāo)準(zhǔn)藍牙技術(shù)是一種“面向連接”的無線技術(shù),具有固定的連接時間間隔,因此是移動電話連接無線耳機等高活動連接的理想之選。相反,藍牙低功耗技術(shù)采用可變連接時間間隔,這個間隔根據(jù)具體應(yīng)用可以設(shè)置為幾毫秒到幾秒不等。,另外,因為BLE技術(shù)采用非常快速的連接方式,因此平時可以處于“非連接”狀態(tài)(節(jié)省能源),此時鏈路兩端相互間只是知曉對方,只有在必要時才開啟鏈路,然后在盡可能短的時間內(nèi)關(guān)閉鏈路。,低功耗藍牙技術(shù)的工作模式非常適合用于從微型無線傳感器(每半秒交換一次數(shù)據(jù))或使用完全異步通信的遙控器等其它外設(shè)傳送數(shù)據(jù)。因為這些設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常少(通常幾個字節(jié)),而且發(fā)送次數(shù)也很少(例如每秒幾次到每分鐘一次,甚至更少)。本文部分來源網(wǎng)絡(luò),如侵刪。
低功耗藍牙模塊實現(xiàn)低功耗的原理
2021-1-13
云里物里
瀏覽次數(shù): 57