低功耗蓝牙的技术解析

技术细节

•    数据传输 – 低功耗蓝牙支持以1Mbps速度传输的极小数据包（8个八位字节到27个八位字节）。所有连接使用高级低耗电监听模式，从而实现超低工作周期，将功耗降至最低。
•    跳频 – 低功耗蓝牙使用蓝牙技术通用的自适应跳频技术将2.4千兆赫ISM频带内的其他技术干扰减至最小。高效的多路径优势增加了链路预算和有效的运行范围，同时也优化了功耗。
•    主机控制 – 低功耗蓝牙具有极具智能化的控制功能。主机可以长时间处于睡眠模式，并且只在主机需要执行时才会被控制器唤醒。由于主机处理器的功耗一般高于低功耗蓝牙控制器，因而实现了最大程度的节能。
•    时延 – 低功耗蓝牙支持3毫秒内的连接设置与数据传输。因此，在短时突发通信中，应用可以在数毫秒内建立连接并且传输经过验证的数据，然后迅速断开连接。
•    距离  – 调制指数的增加使低功耗蓝牙的最大距离达到100米以上。
•    稳定性 – 低功耗蓝牙在所有数据包上使用强大的24位 CRC保证最佳的抗干扰能力。
•    强大的网络安全性 – 使用CCM的完整 AES-128加密技术提供强大的数据包加密与验证，确保通信的安全。
•    拓扑结构 – BLE在从属设备的每个数据包上使用 32位访问地址，从而可以连接数十亿台设备。这一技术专为一对一连接而优化，同时在一对多连接时将使用星型拓扑结构。

传统蓝牙与低功耗蓝牙之间的比较

技术规格	传统蓝牙	低功耗蓝牙
距离	约100米	大于100米
数据速率	1-3 Mbps	1 Mbps
应用吞吐量	0.7-2.1 Mbps	0.27 Mbps
安全性	56/128位	128位AES，带CBC-MAC计数模式
稳定性	自适应快速跳频、FEC、快速ACK	24位CRC、32位讯息完整性检查
延迟	一般情况下100ms	6ms
间隔时间	100ms	3ms
语音功能	有	无
网络拓扑结构	星型	星型
功耗	1W	0.01至0.5W
电流消耗峰值	小于30mA	小于15mA

应用

正因为几乎所有便携设备都支持BLE，其完全可以运用到各种行业的各种新应用里。比如在展会上，BLE将可以在以下方面帮助公司更有效地赢得新客户：

游戏– 通过奖励展会观众利用低功耗蓝牙技术找到安放在某些位置的Beacon，参展方可以吸引到这些观众主动走到那些受到冷遇的领域。

赞助 – 通过Beacon向参展观众推送通知鼓励他们在经过展会特定区域时查看附近展位，这可以为向赞助商提供的一项高级服务，从而实现额外收入。

热图 – Beacon可以获取实时统计数据，识别热点并且通知活动管理者人数过多从而可能产生安全隐患的地点。

内容发布 – 参会者无需再等待通过电子邮件获取会议幻灯片。BLE Beacon信标可以与会者并且在会议期间或结束后立即自动发送幻灯片、电子书和其他材料。

自动签到 - 活动组织者在会场入口设置模拟签到的Beacon，就可以轻松获得有关活动或展会参加人数的信息并且实时查看他们的个人档案。使用者无需在场。如果用户下载该应用并且在其移动设备上启动蓝牙功能，则该应用会在用户走进会场时立刻进行自动签到。

低功耗蓝牙已有了一个成熟的生态圈。开发者已经可以获得各种能够加快BLE设备硬件与软件开发速度的芯片与模块。比如，赛普拉斯的ARM Cortex-M0 PSoC 4 低功耗蓝牙处理器是集成了模拟前端、数字逻辑、CapSense、以及BLE射频的单片式低功耗蓝牙芯片。而喜欢全集成模块的OEM则可以选择Cypress EZ-BLE PRoC模块。该模块基于赛普拉斯的PRoC BLE芯片开发，包含两个晶振、芯片天线、外壳和无源组件，尺寸仅为10 x 10 x 1.8毫米，使用简单且上市时间短，是一款经过认证的可编程低功耗蓝牙模块。

更多有关如何使用低功耗蓝牙进行设计的详细信息，敬请访问：

低功耗蓝牙与 PSoC 4入门

低功耗蓝牙与PRoC入门