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理论联系实际,细数这些年一起见过的低功耗蓝牙方案
发布时间:2016-02-18
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理论联系实际,细数这些年一起见过的低功耗蓝牙方案
发布时间:2016-02-18
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无疑,2015是属于智能硬件设备遍地开花的一年,想必,2016年这种情况还将继续。目前的智能硬件产品主要采用的通信方案无非两种,WiFi以及低功耗蓝牙。前段时间,爱板网比较了市面上的一些WiFi模块(WiFi方案对比),方便大家选型参考,今天我们再来看看这些年所遇到过的的低功耗蓝牙方案或产品(文章最后有各家低功耗蓝牙方案的对比表格)。

Ti CC254x

Ti的CC254x系列低功耗蓝牙方案因其方案成熟,只需少量的外部组件即可实现完整的通信方案,在国内的用户数还是非常多的。这个系列中典型的代表莫过于CC2540以及CC2541了,两者性能接近,但前者支持USB功能,而后者支持I2C以及除了低功耗蓝牙通信以外的2.4G RF系统。而在设计低功耗蓝牙方案的时候,在不考虑USB功能或者I2C接口的时候,两者在硬件上是可以实现PIN-TO-PIN兼容的。

这两款蓝牙无线MCU产品都采用了6mm*6mm的QFN-40封装,Ti官方也提供对应的开发板以及学习参考资料,对于想学习或者开发的工程师来说,上手还是非常便利的。而且市面上现成的基于Ti CC254x系列的硬件产品也有不少,比如爱板网拆解过的艾果极蛋(CC2541)。

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智能寻物防丢器(CC2541)

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连爱智能手环(CC2541)

Misfit Shine手环(CC2541)

蓝牙开发板推荐:

低功耗蓝牙套件   一款用于Bluetooth® Low Energy (BLE)连接的演示插件,适用于便携式医疗和健身设备。

RN52蓝牙音频开发套件 一款包含您需要评估rn52蓝牙音频硬件模块。它允许设计者迅速和容易原型开发的板卡。

BCM92073X低功耗蓝牙开发套件 一款可以应用于心脏速率监视器,计步器,门锁,灯光,接近警报等设备的板卡。

某宝上淘的基于iBeacon功能设备(CC2540)

iMagic蓝牙智能LED灯1代(CC2540)

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iMagic蓝牙智能LED灯2代(CC2540)

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从以上的这些方案上我们不难发现CC254x系列低功耗蓝牙通信方案广受国内厂商的喜爱,可靠稳定的通信质量、单芯片SoC,无需外接MCU,外部元器件少,硬件设计简单,大大缩短研发到上市的周期。

注:CC254x系列中目前还更新了首款高温蓝牙智能无线微控制器CC2540T,-40℃至125℃的宽温度范围,可靠性更强。以及针对汽车的SimpleLink 蓝牙低能耗无线微控制器CC2541-Q1,可应用于胎压监测、遥控门锁、传感器节点等。

Nordic nRF51822、nRF8001

Nordic是挪威的一家无工厂(Fabless)半导体设计公司,专长是2.4GHz以及低于1GHz频段的超低功耗(ULP)短距离无线通信,相信大家对其nRF24L系列的射频芯片并不陌生。nRF51822以及nRF8001都是目前市面上常见的低功耗蓝牙通信方案,不同的是,nRF51822是Nordic全新nRF51系列的第一颗多协议蓝牙/2.4GHz专用RF SoC芯片,内部集成了新的2.4GHz多协议射频收发器以及32位的ARM Cortex-M0内核;而nRF8001则是Nordic的µBlue系列产品,属于单一的蓝牙连接芯片,作为完整的低功耗蓝牙通信方案需要外接MCU。可以说,这两款产品并无优劣好坏,只是应对开发者不同的需求。

其典型的应用如下:

Estimote Beacon设备产品(nRF51822)

Tile寻物防丢器(nRF51822)

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蓝牙开发板推荐:

低功耗蓝牙套件   一款用于Bluetooth® Low Energy (BLE)连接的演示插件,适用于便携式医疗和健身设备。

RN52蓝牙音频开发套件 一款包含您需要评估rn52蓝牙音频硬件模块。它允许设计者迅速和容易原型开发的板卡。

BCM92073X低功耗蓝牙开发套件 一款可以应用于心脏速率监视器,计步器,门锁,灯光,接近警报等设备的板卡。

Bong手环(nRF51822)

Fitbit Flex手环(nRF8001)

Jawbone的UP 手环(nRF8001)

蓝牙开发板推荐:

低功耗蓝牙套件   一款用于Bluetooth® Low Energy (BLE)连接的演示插件,适用于便携式医疗和健身设备。

RN52蓝牙音频开发套件 一款包含您需要评估rn52蓝牙音频硬件模块。它允许设计者迅速和容易原型开发的板卡。

BCM92073X低功耗蓝牙开发套件 一款可以应用于心脏速率监视器,计步器,门锁,灯光,接近警报等设备的板卡。

CSR CSR1010

CSR是位于英国剑桥的一家Fabless无工厂半导体制造商,其主要产品线为单芯片的蓝牙芯片,GPS芯片。CSR1010是属于CSR μEnergy系列的低功耗蓝牙产品。不过,CSR1010的ROM比较小,内部集成的16-bot XAP RISC CPU速度虽然不如ARM Cortex-M0,但要比Ti的CC254x的8051快些,而资料的开放度是不如TI的,比较适合有低功耗蓝牙开发经验的工程师参考选型。

代表产品:Nike FuelBand 智能手环

EM微电子 EM9301

国内的用户可能对EM微电子公司并不是太了解,这是 Swatch 集团旗下的半导体公司,同时也是超低功率应用领域内模拟和混合信号半导体的主要提供商。

EM9301是一颗单一的蓝牙4.0低功通信芯片(原理框图如下),集成了HOST控制接口(HCI),需要外接MCU才能建立一个完整的低功耗蓝牙通信方案,本身具有低压、低功耗特点等特点。

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代表产品:Flashchip计步器

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Dialog DA14580

Dialog相信大家不陌生,尤其是其DA14580低功耗蓝牙芯片的问世,那真是惊呆了大伙,如果有朋友问我对DA14580最深刻的印象是什么?那无疑是其低功耗,真是功耗低到没对手的状态。

如果你细看Dialog这家公司的介绍,大概也能明白一二,这是一家主要向设备商提供电源管理芯片和嵌入式解决方案的半导体厂商,人家在电源功耗的优化上那还真是手到擒来。

代表产品:不用多说,小米手环,目前中国智能手环销量史上的一个bug。(笔者是真不明白为什么那么多人买,难道还真就是便宜的原因?买一个玩玩无所谓?)

蓝牙开发板推荐:

低功耗蓝牙套件   一款用于Bluetooth® Low Energy (BLE)连接的演示插件,适用于便携式医疗和健身设备。

RN52蓝牙音频开发套件 一款包含您需要评估rn52蓝牙音频硬件模块。它允许设计者迅速和容易原型开发的板卡。

BCM92073X低功耗蓝牙开发套件 一款可以应用于心脏速率监视器,计步器,门锁,灯光,接近警报等设备的板卡。

NXP QN9021

NXP(恩智浦)的QN9021低功耗单芯片蓝牙通信SoC包含了一个ARM Cortex-M0处理器以及单模蓝牙4.0BLE(如下图硬件系统框图所示),芯片采用了紧凑的QFN32封装,大小为5mm*5mm,外部只需少量的元器件即可搭建蓝牙通信解决方案,在节省成本的同时也大大的减少PCB的空间布局。

代表产品:FireBLE板卡

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博通BCM20737S

博通的低功耗蓝牙通信方案BCM20737S也是一个“bug”的存在,采用了6.5mm * 6.5mm大小的SIP封装,内部不仅集成了蓝牙天线、24MHz高速时钟、512Kb EEPROM等,更是集成了兼容最新的低功耗蓝牙4.1的软件堆栈。硬件方案设计简单到无语,是目前笔者见过的最简单的低功耗蓝牙通信方案。

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代表产品:博通wicedsense开发套件,既是开发套件,又是防丢器、计步器等产品的原型,算是一个万能的智能硬件产品。

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赛普拉斯PSoC4 BLE以及PRoC BLE

赛普拉斯的PSoC4 BLE(比如CY8C4247LQI-BL483)以及PRoC BLE (CYBL10563-56LQXI)都是基于48MHz ARM Cortex-M0处理器的单芯片低功耗蓝牙通信解决方案,都集成了一样的BLE射频,所以两者RF参数以及功耗都是一致,另外两者都有集成了CapSense、LCD驱动等功能,不同的是CY8C4247LQI-BL483更加灵活以及更加注重模拟方面的功能集成,如DAC、低功耗比较器、运放等。

代表产品:赛普拉斯CY8CKIT-042-BLE PIONEER KIT开发套件

EZ-BLE PRoC Module CYBLE-022001-00模块(CYBLE-022001-00模块是基于赛普拉斯的PRoC BLE推出的低功耗蓝牙模块,尺寸十分小巧,只有10mm*10mm,差不多仅为目前1毛硬币的1/3)。

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看这么多低功耗蓝牙通信解决方案,从笔者手上目前了解到的产品来看,Ti以及Nodic的低功耗蓝牙方案所占的比重还是非常大的,最后,我们将文章中的低功耗蓝牙方案做个汇总,对比下各个方案的性能、价格等参数,供大家参考,具体见下表(点击图片放大)。

说真的,以上的每一个低功耗蓝牙方案都有各自的闪光点,而在实际产品的诞生过程中,硬件方案固然重要,但不是唯一,其实在用户的眼中,最直观的感受还是产品的外观,功能等因素,尤其在智能硬件时代,产品通常要配上相应的优秀APP。一个令人折服的产品已经不再是简简单单的一个硬件方案就能解决,不同的硬件方案我们可以做出同一个产品,而同样的方案我们也可以通过创意构建不同的产品,最终能俘获用户的心的产品不外乎一个好的创意+一个不错的硬件方案+颜值爆表的外观。

如果你还有什么好的低功耗蓝牙通信方案,可以留言推荐给大家。

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BCM92073X低功耗蓝牙开发套件 一款可以应用于心脏速率监视器,计步器,门锁,灯光,接近警报等设备的板卡。

原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载!

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dwwzl ·  2016-02-23
你获得了特等奖 ·  2016-02-19