低功率蓝牙技术进展2013B

低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  低功率蓝牙(BLE)技术进展  2013  目录 1  蓝牙技术....................................................................................................................................... 2  1.1  概述 ................................................................................................................................... 2  1.2 蓝牙 4.0版本...................................................................................................................... 2  1.3 蓝牙 4.1版本...................................................................................................................... 2  2  蓝牙性能比较 ............................................................................................................................... 3  2.1  低功耗蓝牙与蓝牙 .................................................................................................... 3  2.2 蓝牙 4.0  与 Zigbee争锋 .................................................................................................... 5  2.3 Wi‐Fi direct 与蓝牙 4.0对决 .............................................................................................. 6  3.  蓝牙 4.0产品 .............................................................................................................................. 7  3.1  应用产品特点 .................................................................................................................... 7  3.2 CES2014九大穿戴式设备 .................................................................................................. 9  3.3 Beacon 技术 ...................................................................................................................... 11  3.3.1 Apple iBeacon ........................................................................................................ 11  3.3.2 Qualcomm Beacon ................................................................................................. 13  3.4  其他 ................................................................................................................................. 13  4.  蓝牙 4.0芯片方案 ..................................................................................................................... 14  4.1 TI CC2541 .......................................................................................................................... 14  4.2 CSR .................................................................................................................................... 15  4.3 Nordic Semiconductor nRF51822 ...................................................................................... 15  4.4  其他 ................................................................................................................................. 15  4.5  方案比较 .......................................................................................................................... 17  5.  总结 ........................................................................................................................................... 17  6.  蓝牙协议栈 ................................................................................................................................ 18  6.1 蓝牙低层模块 ................................................................................................................... 18  6.2 蓝牙协议栈软件模块 ....................................................................................................... 19  7.  蓝牙 4.0协议栈......................................................................................................................... 20  7.1  单模和双模 ...................................................................................................................... 20  7.2  蓝牙 4.0 BLE协议及应用框架 ........................................................................................ 21  7.3  连接过程和时间比较 ...................................................................................................... 22  7.4 BLE通道 ............................................................................................................................ 23  7.5 CC2540协议栈 ................................................................................................................. 24  7.6  温湿度数据的采集 .......................................................................................................... 26          低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  1  蓝牙技术  1.1 概述 蓝牙技术诞生于 1994 年，Ericsson 当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以 建立手机及其附件间的通信。能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公 众通用的 2.4GHz ISM 频段，提供 1Mbps的传输速率和 10m 的传输距离。该技术还陆续获得 PC行业业界巨头的支持。发射功率 1mW‐100mW。支持点对点和一点对多点的通信。  1998 年，蓝牙技术协议由 Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba 等五家公司达成一致。 蓝牙协议的标准版本为 802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1 的最初标准基于 1.1 实现，后者以构建到现行很多蓝牙设备中。新版 802.15.1a 基于等同于蓝牙 1.2 标准，具备 一定的 Qos特性，并完整保持后项兼容性。  但蓝牙技术遭遇最大的障碍在于传输范围受限，一般有效的范围在 10 米左右，抗干扰 能力不强、信息安全问题等问题也是制约其进一步发展和大规模应用的主要因素。因此业内 专家认为蓝牙的市场前景取决于蓝牙能否有效地解决上述制约难题。  1.2蓝牙 4.0版本 蓝牙 4.0 是 2012 年起大范围推广的新型蓝牙技术，是 3.0 的升级版本。其较 3.0 版本更 省电、成本低，具备 3 毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES‐128加密等特点。更通俗地说， 蓝牙 4.0 版本实际上是一个三位一体的技术，它将传统蓝牙、高速蓝牙和低功耗蓝牙三种规 格融合在了一起，三种规格可以相互组合或者单独使用。蓝牙低功耗(Bluetooth low energy， 简称 BLE)是 Bluetooth v4.0的一项关键功能。  Android 4.3  “果冻豆”  (Jelly Bean)和 IOS7.0 都开始支持蓝牙低功耗的兼容产品。  1.3蓝牙 4.1版本 2013 年蓝牙技术联盟正式推出的智能蓝牙 4.1 标准因为智能、低功耗、高连接速度的特 性将适合用在许多新兴设备上，包括蓝牙耳机、智能锁、个人健身设备……而且提高是整个 软件层面上的，不需要更换芯片，只需要升级固件就可以升级到蓝牙 4.1。现在从 4 个方面 讲解：  1.  蓝牙 4.1 版本的升级，可以避免尽可能多的干扰，更好的支持 LTE。蓝牙与 LTE 无线 技术可彼此通讯，以确保协同传输，降低近带干扰。  2.  不用用户干扰也能让蓝牙自动实行更好的激活、睡眠控制，比如当你走进浴室时， 健身设备会自动决定是不是要唤醒跟踪功能了。对于设备之间的连接和重新连接进行了很大 程度的修改，灵活性大大提升。目前允许设备随着时间间隔改变进行重新连接，相比较此前 带入蓝牙覆盖范围需要点击配对按钮，现在新能够进行了自动连接。  3.  批量数据可以以更高的速率传播，当然蓝牙标准依然是一个低速率的传输标准，你 不能指望它马上支持高速传输流电影，但健身设备中的各种长期小数据流传输是大有进步的， 比如健身追踪 App 时只需 20‐30 秒就够了。  4.  支持一对多连接。允许设备同时充当“Bluetooth Smart”  和“Bluetooth Smart Ready” 低 两个 手表 备， 成为 格标 础。 成为 我们 破 4   2  2.1 送 间   数据 带宽 连接 时间 限制 功率蓝牙(BL 个角色的功能 表既可以作为 显示来自智 为真正的中心 5.  蓝牙 4.1 标准的并添增 随着市场对 为物联网无线 蓝牙 4.1 在 们很快就可以 45 亿件。  蓝牙性 1 低功耗 一旦连接成 送期间，无线信 切换(虽然标 低功耗蓝牙   低功耗蓝 据 宽  具有1Mb ——更大 的时间内 接 间  完成 一“ ” 设备、建 认证和适 制 采用更加 LE)技术进展  能，这就意味着 为中心枢纽，接 智能手机上的 心枢纽。  还添加了 IP 增在建立供核 对 Bluetooth S 线连接之根本 技术的优化物 以看到蓝牙 4. 性能比 耗蓝牙与 成功后，蓝牙 信号将使用标 标准蓝牙技术 牙之所以能做 蓝牙  bps 的原始数 大的带宽允许 内发送更多的 一次连接(即扫 建立链路、发 适当地结束)只 加 宽松的 射“ ”                     着能够让多款 接收从健康手 邮件、短信。 Pv6  通讯使用 核心规格  IPv6 Smart 的迅速 本。  物联网及可穿 .1 技术的运用 比较  与标准蓝牙 牙低能耗技术 标准蓝牙技术 术使用 79 个数 做到低功耗， 标 数据带宽 许在更短 的信息  扫描其它 发送数据、 只需 3ms 完 毫 射频参数 标                     款设备连接到 手环上收集的 。借助蓝牙 4 用的专属频道 6  通讯使用的 速接纳，并不 穿戴设备的相 用。预计今后 牙 术就会切换到 术倡导的自适 数据信道)。 有如下技术 标准蓝牙  完成相同的连 毫秒  标准蓝牙技                     到一个蓝牙设 的运动信息的 4.1 技术智能 道，并为未来 的专属频道， 不断新增 IP连 相关研发，开 后五年内，蓝 到 37 个数据 适应跳频(AFH 术因素：  连接周期需要 术的调制指 http://www.a 设备上。举个 的同时，又能 能手表、智能 来 IP连接协议 并为未来 IP 连接，各种迹 开启物联网新 蓝牙相关产品 据信道之一。 )技术以伪随     要数百   指数是 两种 appstorego.c 个例子，一个 能作为一个显 能眼镜等设备 议奠定基础。 连接协议奠 迹象均显示蓝 新时代，2014 品年度出货量 在短暂的数 随机的方式在 种技术都使用 com  个智能 示设 备就能 新规 奠定基 蓝牙将 4年， 量将突   数据传 在信道 用高 低 峰值 功耗 方式 参数   功率蓝牙(BL 值 耗 式 以及发送 但蓝牙低 制指数是 近高斯最 方案，可 功耗要求 有两个好 围和增强 数对比：   LE)技术进展  送很短的数据 低能耗技术使 是 0.5。0.5 的 最小频移键控 可以降低无线 求。更低调制 好处，即提高 强鲁棒性。                      据包。  使用的调 的指数接 控(GMSK) 线设备的 制指数还 高覆盖范 0                       0.35                      http://www.a 斯频 制  appstorego.c 频移键控(GFS com  SK)调   低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  2.2蓝牙 4.0 与 Zigbee争锋   蓝牙 4.0  Zigbee    功 耗 与 传 输 距 离  无线收发时电流仅消耗 3.8mA，深度 睡眠模式下电流甚至低于 600nA  传输距离加长到 60 米  收发时电流小于 50mA    应 用 领域  蓝牙耳机、蓝牙电话、蓝牙麦克风； 遥控器，实现 LED 灯控制，通过手机 实现开关、调光等操作  发展方向是运动管理、医疗健康照护 与家用自动化  在点对点的应用中，包括电视远程遥 控、无线鼠标、键盘等配件，蓝牙智 能芯片将大行其道  传统应用领域被侵蚀    出 货 量  未来蓝牙配件每年出货量将达到 10 亿颗规模量级  没有上规模    用户  凭已有的产量规模和用户基础更具 优势  Zigbee 在产品端至今没有上规模，其 产品规模连蓝牙的 1/5 都不到。现在 每个月蓝牙的发货量超过 200 万颗。 2010 年 Zigbee 联盟会员有 400 多 家，截至 2012 年也只有超过 600 个 Zigbee 产品获得了认证。    自 组 网 性 能    Zigbee 也有它的优势，如自组网性 能  Zigbee 的组网节点可达到 65000 个。而蓝牙由于缺乏路由功能    发 布 日  2010 年 6 月蓝牙 4.0 的发布      参考 http://semi.cena.com.cn/2013‐07/19/content_195057.htm      低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  2.3 Wi‐Fi direct与蓝牙 4.0对决   蓝牙 4.0  Wi‐Fi Direct    速 度 对决  Wi‐Fi  Direct 传输速率为 250Mbps，    而蓝牙 4.0和蓝牙 3.0一样都 为 25Mbps。  Wi‐Fi  Direct 和蓝牙 4.0都采用 802.11网 络标准来实现最高 传 输 速 率 。 不 过 Wi‐Fi  Direct 和蓝牙 4.0 最高传输速率仅 仅是理论值，它们都 会受外界各种因素 影响。  传 输 距 离 对决  前者传输距离可以达到 218m，    而后者一般为 66m。蓝牙技 术联盟表示，蓝牙 4.0 的最大 传输距离和规范无关，它只 和蓝牙设备的功能有关，与 此同时，蓝牙技术联盟表示， 蓝牙 4.0 设备之间的传输距 离在 66m 绝对没有问题。    安 全 性 对 决  而Wi‐Fi  Direct 依靠WPA2 安全性能使用 AES  256 位 加密算法。  蓝牙 4.0使用 AES 128位加密 算法，  二者都采用基于密 钥的加密算法和验 证方式，都能满足消 费者安全性能要求。 功 耗 对决    蓝牙技术联盟表示，新的低 能耗技术 (PDF)意味着蓝牙 4.0 芯片得到了优化，即使由 一个纽扣电池供电，使用时 间也可以长达一年，或甚至 更长。  蓝 牙 技 术 联 盟 和 Wi‐Fi 联盟都表示它 们的规范针对电池 供电设备都使用了 省电技术，  兼 容 对决  Wi‐Fi 直连设备可以和传 统的Wi‐Fi 设备通信，这意 味着如果你的本电脑 有Wi‐Fi 直连芯片，你就可 以创建一个设备到设备的 连接，连接到你的老式无 线打印机或无线数码相 框。  蓝牙 4.0 的低能耗技术和老 式蓝牙设备的兼容性有点问 题，有些蓝牙 4.0 设备，如计 步器和血糖监测仪都只配备 了蓝牙 4.0 的低能耗功能，因 此只能使用单一模式的蓝牙 通信。这些设备功能单一， 因此可以做得很小，方便随 身携带，使用新的低能耗技 术可以节省空间和电池电量    优势  第 1，  它具有WPA2 的安 全性能；第 2，它是基于 IP 的，能很自然地实现和 其他所有基于 IP的设备的     低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  互操作；第 3，服务范围 更大(可以达到两个足球 场大小)；第  4，传输速率 更高，达 250Mbps；第 5， 支 持 所 有 现 有 的 具 备 Wi‐Fi 功能的设备。    3.  蓝牙 4.0产品  3.1 应用产品特点 蓝牙 4.0 最重要的特性是省电科技，极低的运行和待机功耗可以使一粒纽扣电池连续工 作数年之久。此外，低成本和跨厂商互操作性，3 毫秒低延迟、100 米以上超长距离、 AES‐128 加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等 众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。  主要特点          蓝牙 4.0是蓝牙 3.0+HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无 线方案，可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。          它支持两种部署方式：双模式和单模式。双模式中，低功耗蓝牙功能集成在现 有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆 栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。          单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link  Layer)提供超 低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器 在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。  优点          蓝牙 4.0 将三种规格集一体，包括传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术，与 3.0 版本相比最大的不同就是低功耗。“4.0 版本的功耗较老版本降低了 90%，更省电，” 蓝牙技术联盟大中华区技术市务经理吕荣良表示，“随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、 便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展，对低功耗的要求会越 来越高。4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能。”          低功耗版本使蓝牙技术得以延伸到采用钮扣电池供电的一些新兴市场。蓝牙低 耗能技术是基于蓝牙低耗能无线技术核心规格的升级版，为开拓钟表、远程控制、医疗 保健及运动感应器等广大新兴市场的应用奠定基础。          这项技术将应用于每年出售的数亿台蓝牙手机、个人电脑及掌上电脑。以最低 耗能提供持久的无线连接，有效扩大相关应用产品的覆盖距离，开辟全新的网络服务。 低耗能无线技术的特点在于超低的峰期、平均值及待机耗能；使装置配件和人机介面装 置(HIDs)具备超低成本和轻巧的特性；更能使手机及个人电脑相关配件的成本降至最低、 体积更小；全球适用之外，更具使用直觉，且能确保多种设备连接的互操作性。          蓝牙 4.0 在个人健身和健康市场的影响很大。无论是在跑步机上，或在办公室 的小工具。Fitbit 无线师，耐克公司的新 Fuelband，摩托罗拉 MOTACTV，和时尚的基带 是都是很好的例子。而且健身手表也承诺使用蓝牙跟踪体力活动和心率。  低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com          另外蓝牙 4.0 依旧向下兼容，包含经典蓝牙技术规范和最高速度 24Mbps 的蓝牙高 速技术规范。三种技术规范可单独使用，也可同时运行。  从蓝牙 4.0 开始，低功耗蓝牙（BLE）的协议允许用比较低的速率传输数据，同时功耗也 更低，电池寿命得到了很大的提升。特别是从 iphone 5 到 Android 4.3 都开始包含低功耗 蓝牙（BLE）的协议栈，这样就代表了后面主要的智能手机都会支持低功耗蓝牙的标准。 包括医疗器械、鼠标、键盘，手机控制的玩具，以及灯具，汽车电子等越来越多的客户 开始将把低功耗蓝牙放到产品里去。由于驱动已经包含在操作系统中，用户不再需要找 蓝牙芯片厂商提供相应的驱动，或者自己来做驱动开发，对于蓝牙开发者来说，这节省 了大量的时间。  根据 ABI Research最新的研究报道显示，从 2009年开始，低功耗蓝牙技术芯片组发货量 将呈现 78%的年复合增长率，到 2014 年，其发货量将达到 25亿。    低 3.2   功率蓝牙(BL 2 CES20 大多数采用     1  2  3  4  LE)技术进展  14九大 用蓝牙 4.0 技术                     大穿戴式设 术                      设备                         MetaWatch 它更像是一 在手腕上的 Garmin Vivo 记录步数和 根据活动状 量  CSR 蓝牙智能 展示该公司 同颜色的 LE Pebble Steel http://www.a 高端智能手表 款高品质的 电子产品。  fit 健身腕带 活动水平,可 况更为精确 能首饰 的新型无线 ED 闪烁来显示 不锈钢智能 appstorego.c 表 手表，而不 可以监测心率 地计算消耗 电路板；通 示不同的通知 能手表  com  是戴 率，并 的热 过不 知  低   功率蓝牙(BL 5    6  7  8  9    http://tech.s 更多 CES201 http://tech.c LE)技术进展  sina.com.cn/m 14 新奇可穿戴 cnr.cn/techtj/                     mobile/CES20 戴设备  /201401/t201                           014wearable/ 140110_5146                     中兴首款智 使用磁性 US 白的 E Ink 屏 索尼 Core 健 电池可以续 还内置振动 电  英特尔与时 XOne 智能眼 主要目标用 Razer Nabu 有两个 OLED 达到 7 至 10 /  617309.shtm http://www.a 能手表 SB 线充电， 屏幕显示信息 健身追踪器 航 5 天，上面 马达，可以 尚界联合开发 眼镜 户放在了蓝领 智能腕带 D 屏幕，但续 0天 l  appstorego.c 而且可以通 息  面有 3 个 LED 提醒智能手 发腕带  领工人身上 续航时间依然 com  通过黑 D 灯， 机来 然可以 低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  3.3 Beacon技术 Beacon 技术是一个实现室内数据传输的解决方案，该技术能以廉价的硬件通过低功耗蓝牙 的方式向网络内的移动设备捕捉和推送信息，从而充当一个小型信息基站，帮助人们完成室 内导航、移动支付、店内导购和人流量分析等活动。不难看出，Beacon 技术适合于大型的 零售店、商场、会场、交通系统、医院和学校等场所，同时有望在下一轮零售业变革的浪潮 中扮演重要角色。  苹果的 iBeacon 技术无需硬件的支持也能够实现，该技术内置于苹果设备和 iOS7 操作系统 之中。如今 Beacon 领域的竞争已经逐渐升温，贝宝 paypal 和高通都在试图推出 Beacon 设 备来与苹果相抗衡，同时包括 Estimote、Swirl和 GPShopper 在内的 Beacon设备厂商也都在 积极改进自己的硬件设备和软件平台，希望能够在未来分得一杯羹。  除了零售业之外，Beacon 技术还有望被应用到机场和火车站等交通枢纽区，随时将实时的 交通信息和通知推送到乘客的手机上，从而提高运输效率，让乘客享受到更加贴心的服务。  3.3.1 Apple iBeacon  iBeacon 是苹果公司开发的一种通过低功耗蓝牙技术进行一个十分精确的微定位技术。 通过此技术设备可以接收一定范围由其他 iBeacons 发出来的信号，同时也可以把你的信息 在一定范围内传给其他用户。所有搭载有蓝牙 4.0 以上版本和 iOS7 的设备都可以作为 iBeacons技术的发射器和接收器。  在某一区域布局信号后，支持此技术的设备进入这个区域时，相应的应用程序便会 提示用户是否需要接入这个信号网络。通过无线传感器和低功耗蓝牙技术，用户能使用 iPhone来传输数据。  iBeacon 或 Beacon 技术其他可能的使用场景：  3.3.1、应用于家庭互联化以及对家庭区域认定  由于 iBeacon 技术能够判断设备的具体位置，因此 iBeacon 可以有针对性地为家庭互联 化提供更多可能性。比如用户进屋前就自动点亮屋内的灯光；在离开房间后自动关闭暖气（当 然这点是针对外国国情）；甚至在实现了家庭物联网后，用户能够在客厅里观看电影，离开 客厅后电影自动暂停，随后在卧室内的电视上从暂停点继续播放。  此外，用户也可以利用 iBeacon 技术划定家庭范围。在这个范围内，一些先前定为“过 滤掉”的信息就不会再被推送。  3.3.2、室内导航  “室内导航”成了最近的一枚热词。就算在没有无线网、GPS的建筑物内，只通过 iBeacon 技术也可以实现导航——而室内导航的用途，除了被零售商拿来在推送不同的商品折扣信息 外，还可以用于博物馆导览系统，或在地铁等信号不好的地方推送信息。比如，纽约花旗球 场(Citi Field)已经开始试验通过 iBeacon 技术向场内观众推送视频、热狗优惠券以及座位导航 服务。  3.3.3、iBeacon 用于身份认证  配有 iBeacon 的手机可以用于身份认证。现在有一款名为“Knock”的应用，已经让可以 让用户利用 iBeacon 技术解锁Mac电脑。  3.3.4、用作移动支付  虽然苹果还没有利用 iBeacon 实现支付功能，但支付巨头 PayPal已经准备好了。在今年 中期，PayPal推出了一款基于低耗蓝牙技术，名为 PayPal  Beacon 的支付功能。这项技术和 低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  iBeacon 的技术原理一样，而最终形态是用户只要报出自己的姓名，即可在离开商店时自动 进行支付。虽然这种技术离真正实现尚有距离，但 PayPal 显然已经把它当做未来重要的支 付方式，甚至在 2‐3 年后成为取代 NFC支付的新方式。  iBeacon 或其他 Beacons技术耗能少、覆盖范围广、通讯器平价、和 iOS设备对接便利都 是推广这项技术的巨大优势。  1 苹果用 BLE 技术实现 Apple TV 一触设置  http://www.leiphone.com/ble‐apple‐tv.html  2 在苹果自己零售商店中，苹果利用 iBeacon 技术向客户推送一些商品折扣信 息、提醒用户查看 iPhone 升级条件甚至 使用苹果的 EasyPay 通道（减少等候时 间）。 http://www.huxiu.com/article/24976/1.html       低 3.3   1  2  3.4   1  2      1 2  3 功率蓝牙(BL 3.2 Qualc 产品  4 其他   产品  基于蓝牙 探鱼器 BL Yeelight Bl 基于低功耗   LE)技术进展  comm Be 4.0（Bluetoo E‐Sonar  ue：蓝牙 4.0 耗蓝牙 BLE 无                     eacon  oth  Low Pow 0 情景照明灯 无线心率带                     特点 Gimb BLE 内置 可使 测量 Gimb BLE AA电 可使 防水     EverS 使用 通过 用户进 CES 展 参会 里收 详情 wer） http:/ 380.H   灯  http:/ http:/                     bal Proximity  纽扣电池（C 用 3 个月（每 温度  bal Proximity  电池  用 1 年  防尘耐热寒 Sense 恒温器 苹果的 Bluet 该技术系统可 进入某一区域 展会寻宝活动 者可以通过支 集标签，之后 //bbs.ednchi HTM  //www.leipho //bbs.52rd.co http://www.a Beacon – Ser CR2032 ）  每秒 2次发送 Beacon – Ser NEMA3‐rated 器 tooth LE驱动 可以通过携带 域来自动调整 动 支持 iBeaco 后获取精品  na.com/BLOG one.com/yee om/Thread‐2 appstorego.c ries 10    送数据）  ries 20  d  动的 iBeacon技 带有 iOS 设 整温度  on 的设备在 G_ARTICLE_3 elight‐blue.ht 248942‐1‐1.ht com  技术. 备的 会场 3009 ml  tml  低 4.  比较 nrf5 4.1 功率蓝牙(BL 蓝牙 较主流的 BLE 1822，broad 1 TI CC2 CC2541 是一 用户可以直接 此外，这个 由于采用的低 从 XX 的参考 CC2541 的另 备可以根据不 表是从；但 CC2520 官方 LE)技术进展  4.0芯 单模芯片有 dom 的 BCM 2541 一款单芯片 SO 接在 CC2541 IC是 6*6 QF 低功耗蓝牙， 考来看， 另一个好处是 不同的使用场 当手表跟其它 方睡眠电流 0.                     芯片方案 CSR 的 CSR1 20732  OC，除了低功 1上运行 MCU FN封装。  ，在电池使用 CC2541 成本 是，在低功耗 场景变换主从 它传感器连接 .4uA,  实测如                     案  1000 系列，T 功耗蓝牙，还 U代码。在无 用寿命上可以 本也很低，多 耗蓝牙的部分 从关系。比如 接的时候，则 如下：                      TI的 CC254x 还包括一个 8 无线传输性能 以超过 1 年。 多种传感器加 分可分为主从 如手机跟手表 则以手表成为 http://www.a 系列，NORD 8051 的 8位 能上可以做到   加上 CC2541 从关系。手机 表连接的时候 为主。  appstorego.c DIC的 nrf800 位 MCU。  到 97dBm。  大概在 25 美 机和手表等周 候，手机是主 com  0x和 美金。  边设 主，手   低 4.2 4.3 一款 用。 器支 http 4.4 比如 件。 功率蓝牙(BL 2 CSR CSR1010 开发 丢器的应用 3 Nordic 款强大、灵活 nRF51822 采 支持低功耗蓝 p://item.taoba 4 其他 如，位于旧金   LE)技术进展  发板，  配合 。  c Semico 活的多协议的 采用 32  位  A 蓝牙和 2.4G。 ao.com/item 金山的初创公                     了 CSR SDK2 onducto 单芯片解决方 ARM Cortex‐M   .htm?spm=a 公司 Coin 宣布                     .1，  里面自 or nRF5 方案，非常适 M0  处理器， 230r.1.14.18 布他们将推出                     带了 Secturit 1822 适用于蓝牙低 256kB flash  84.rWpwqW& 出一个基于 A http://www.a ty_tag  的范例 低功耗和其它 + 16kB RAM。 &id=19895477 Arduino 的蓝 appstorego.c 例，  专门用 它 2.4GHz 协 。内置 2.4G 7798  蓝牙低功耗开 com    于防 协议应 收发 开发套 低   功率蓝牙(BLLE)技术进展                                                              http://www.aappstorego.ccom    低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  4.5 方案比较   CSR 的 CSR1000 系 列  TI 的 CC254x 系列  NORDIC 的 nrf51822      包括一个 16bit 的 cpu，64KB 的 rom 和 64KB 的 ram，但是 它还需要外接一个 最 少 64KB 的 EEprom 或 者 SPI  flash 存储代码和参 数  包括一个 32MHz 的 8bit 增强型 8051 内核，有 128KB 或 256KB 的 flash， 8k 的 ram，    包 含 一 个 32bit ， 16MHz的 cortex－m0 的 cpu，有 128KB 或 者 256KB 的 flash， 16kB 的 ram，      外设  外设也是 3 家中最 少的  外设也是比较多的  外设也是 3 家中最为 丰富的    芯片 价格  CSR1000 最便宜，但 是 需 要 外 加 一 个 eeprom，        所以 3 者 方案的价 格差别不 是不大。  cpu 处理 能力  16bit 的 cpu，主频 是 80MHz  32MHz 的 8bit 增强型 8051 内核，主频比 51822 高，但是是 8bit 的 cpu  32bit ， 16MHz 的 cortex－m0 的 cpu， 0.9mips 的处理能力    存储 器  csr1000 的代码和数 据要共享 64KB 的 ram，  提供 128KB和 256KB两种 规格，nrf51822 的 ram 比 cc254x 多 8KB 的 ram  提供 128KB 和 256KB 两种规格    功耗 和射 频 CSR1000 能提供最 高 7.5dBm 的 TX  power，传输距离同 等条件下最远。  nrf51822 的 radio 功 耗最低   硬件 角度 csr1000 系列芯片适 合简单，单一功能的 场合，    cc2540 有 usb  device 接 口 ， 尤 其 适 合 做 usb  gongle 或者类似需要的场 合，同时，也可以用于需 要一定运算能力，多种功 能的场合。 nrf51822 适合需要一 定运算能力，需要实 现多种功能的场合，   5.  总结  Bluetooth Smart 技术主要完成了两件事情：第一降低了蓝牙的能耗，未来一个钮扣电池就可 以续航一年;第二，它不仅可以让一个设备和另一个设备进行互联，更重要的是，它能够让 设备和应用之间能够互联。蓝牙技术将在物联网中发挥重要作用。      低 6.    从层 射频 规范 电话 Exch 叫蓝   6.1 在蓝 蓝牙 换速   功率蓝牙(BL 蓝牙 层次上区分蓝 频规范(RadioS 范(L2CAP)、HC 话控制协议规 hange，OBEX 蓝牙应用规范 1蓝牙低 蓝牙协议栈中 牙工作在 2.4G 速率.  LE)技术进展  协议栈 蓝牙协议可分 Spec)、基带规 CI  协议等，中 规范(TelCtrl)、 X)等，底层协 范 PROFILE，都 低层模块 中，蓝牙的低 GHZ 的 ISM 频                     栈  分为底层协议 规范(BaseBa 中间层的协议 与红外通信 协议与中间层 都建立在核心 低层模块是蓝牙 频段.采用了蓝                     、中间层协议 nd)、链路管 议包括：业务搜 信协议的互操 层协议共同组 心协议的基础 牙技术的核心 蓝牙结束的设                     议及应用层协 管理协议(LMP 搜索协议(SDP 操作性(IrDAOp 组成蓝牙核心 础上。  心,是任何蓝 设备讲能够提 http://www.a 协议三类，蓝牙 )、逻辑链路 P)、串口仿真 per)、对象交 心层协议，蓝 牙设备都必须 提供高达 720 appstorego.c 牙底层协议包 路控制与适配 真协议(RFCOM 交换协议（O 蓝牙应用层协 须包括的部分 0kbit/s  的数 com    包括： 配协议 MM)、 bject  议也 分.  数据交 低功率蓝牙(BLE)技术进展                                                              http://www.appstorego.com  蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术,分别定义了两种链路类型,即面向连接的同步链路 (SCO)和面向无连接的异步链路(ACL).  为了在很低的功率状态下也能使蓝牙设备处于连接状态,蓝牙规定了三种节能状态,即停等 (Park)状态、保持(Hold)状态和呼吸(Sniff)状态.这几种工作模式按照节能效率以升序排依次 是:Sniff模式、Hold 模式、Park 模式.  蓝牙采用三种纠错方案:1/3 前向纠错(FEC)、2/3 前向纠错和自动重发(ARQ).前向纠错的目的 是减少重发的可能性,但同时也增加了额外开销.然而在一个合理的无错误率环境中,多余的 投标会减少输出,故分组定义的本身也保持灵活的方式,因此,在软件中可定义是否采用 FEC. 一般而言,在信道的噪声干扰比较大时蓝牙系统会使用前向纠错方案,以保证通信质量:对于 SCO链路,使用 1/3前向纠错;对于 ACL链路,使用 2/3前向纠错.在无编号的自动请求重发方案 中,一个时隙传送的数据必须在下一个时隙得到收到的确认.只有数据在收端通过了报头错误 检测和循环冗余校验(CRC)后认为无错时,才向发端发回确认消息,否则返回一个错误消息.  蓝牙系统的移动性和开放性使得安全问题变得及其重要.虽然蓝牙系统所采用的调频技术就 已经提供了一定的安全保障,但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的.在链路层中, 蓝牙系统提供了认证、加密和密钥管理等功能.每个用户都有一个个人标识码(PIN),它会被译 成 128bit 的链路密钥  (Link  Key)来进行单双向认证.一旦认证完毕,链路就会以不同长度的密 码(Encryphon  Key)来加密(此密码以 shit 为单位增减,最大的长度为 128bit)链路层安全机制提 供了大量的认证方案和一个灵活的加密方案(即允许协商密码的长度).当来自不同国家的设 备互相通信时,这种机制是极其重要的,因为某些国家会指定最大密码长度.蓝牙系统会选取 微微网中各个设备的最小的最大允许密码长度.例如,美国允许 128bit 的密码长度,而西班牙 仅允许 48bit,这样当两国的设备互通时,将选择 48bit来加密.蓝牙系统也支持高层协议栈的不 同应用体内的特殊的安全机制.例如两台计算机在进行商业卡信息交流时,一台计算机就只能 访问另一台计算机的该项业务,而无权访问其他业务.蓝牙安全机制依赖 PIN 在设备间建立信 任关系,一旦这种关系建立起来了,这些 PIN就可以存储在设备中以便将来更快捷地连接.    6.2蓝牙协议栈软件模块 L2CAP 是数据链路层的一部分,位于基带协议之上.L2CAP 向上层提供面向连接的和无连接的 数据服务 ,它的功能包括 :协议的复用能力、分组的分割和重新组装 (Segmentation  And  Reaassembly)以及提取(Group  Abstraction).L2CAP 允许高层协议和应用发送和接受高达 64K  Byte的数据分组.  SDP 为应用提供了一个发现可用协议和决定这些可用协议的特性的方法.蓝牙环境下的服务 发现与传统的网络环境下的服务发现有很大的不同,在蓝牙环境下,移动的 RF 环境变化很大, 因此业务的参数也是不断变换的.SDP 将强调蓝牙环境的独特的特性.蓝牙使用基于客户/服 务