藍牙產品設計

藍牙產品設計之低功耗

在我們身邊有很多藍牙設備,比如藍牙耳機、藍牙鼠標、鍵盤等等。

爲什麼採用藍牙,而不是其它無線通信技術呢?

因爲低功耗長生命週期是關鍵。藍牙在近場通信(相比較WiFi,LiFi,315/433,NFC等等)技術中,最大的特色就是,在保持相當的通信距離(藍牙5標準300米)和通信速率(175KBps,數據參考)的基礎上,還保持極低的功耗(待機uA級),使得普通鈕釦電池能供電以年計算。這是待機情況。 在工作的情況下,也可以以天、周、月計。

特別適合用電池供電且需要長期待命的設備,例如偏遠野外無人值守的設備,以及適合便攜、穿戴設備,比如耳機、手環、手錶、智能設備、智能家居等等。

藍牙還有個極爲重要的功能:通過天線陣列,實現精確到釐米級別的定位,注意這是不依賴GPS或者北斗的,主要用於室內定位、停車場找車、商戶iBeacon、工作人員定位、施工人員定位、井下人員定位等。我們做藍牙智能鎖,就是基於這個功能,不過,我們還沒能實現釐米級的精度,還在研發中。兔乖乖汽車免鑰匙舒適進入系統,也是一個探索方向。

怎麼實現極低功耗呢?

首先要分清是藍牙主機還是從機,其功能原理和實現機制都有很大不同。 當然現在有主從一體的方案,看是否需要。 一般來說,藍牙設備如果和手機相連,手機是藍牙主機,設備是藍牙從機。藍牙手環、藍牙手錶、藍牙耳機,全都是藍牙從機。

藍牙從機,低功耗首要在待機休眠,因爲大部分時候是待機休眠狀態,這種狀態下的功耗決定了設備能用多久(假定連着手機操作的時間是固定規律的有限的)。

關閉不必要的通信接口,例如串口,IIC,SPI,DMA,中斷等等,如果需要打開,比如串口,則需要及時關閉,否則會引起很大的電流,說很大,也沒多大,1毫安,相對我們普通設備,簡直可以忽略不計,不過,相對於正確待機狀態的1uA,那都是吃電巨獸。

很多藍牙模塊廠商,只是拿藍牙模塊當作一個擴展串口通信模塊,來實現普通MCU和手機的互聯互操作,其實完全沒有發揮藍牙的低功耗特長,很多藍牙模塊內置C51核或STM核,做一般應用綽綽有餘。

不同廠家的藍牙芯片各有什麼特點和如何選擇呢?我們另文講述。