世界最低功耗的Bluetooth v4.0 Low Energy 蓝牙4.0
BLE——低功耗蓝牙（BluetoothLowEnergy）
BLE——低功耗蓝⽛（BluetoothLowEnergy）1、简介以下蓝⽛协议特指低功耗蓝⽛协议。
蓝⽛协议是由SIG制定并维护的通信协议，蓝⽛协议栈是蓝⽛协议的具体实现。
各⼚商都根据蓝⽛协议实现了⾃⼰的⼀套函数库——蓝⽛协议栈，所以不同⼚商的蓝⽛协议栈之间存在差别，但都遵循制定的蓝⽛协议。
蓝⽛技术的实质是建⽴通⽤⽆线接⼝及其控制软件的标准，使移动通信与计算机⽹络之间能实现⽆缝连接。
蓝⽛通讯最初设计初衷是⽅便移动电话（⼿机）与配件之间进⾏低成本、低功耗⽆线通信连接。
通俗地说，蓝⽛最初就是为了替代串⼝，实现⽆线串⼝的功能。
蓝⽛4.1就是⼀个⼤杂烩：BR/EDR沿⽤旧的蓝⽛规范，LE抄袭802.15.4，AMP直接使⽤802.11。
以上操作的⽬的是为了提⾼蓝⽛的兼容性和易⽤性，但是需要在功耗和传输速率之间取得平衡，整体来说，这个设计并不⼗分优雅，只是存在即合理。
标准号：IEEE 802.15.1核⼼：低功耗技术，即Low EnergyRF规格⼯作频段：2.4GHz~2.4835GHz，ISM（Industrial，Scientific and Medical）频段；⼯作频道：40个频道，每个频道2MHz的间隔，3个⼴播信道（37-2402MHz，38-2426MHz，39-2480MHz），37个数据信道，⼴播报⽂还是数据报⽂由信道决定；调制⽅式：GFSK，调制指数为0.5中⼼频率容限：±150kHz功耗功耗限制：-20dBm~10dBm特性可靠性：⾃适应跳频，保证在⽆⼲扰信道上通信；安全性：认证、绑定、配对，配对绑定在⼀些⼿机上可能存在兼容性问题，慎⽤；数据速率：PHY层1Mbps，4.2及以上⽀持PHY2Mbps；传输距离：⼀般认为在30m以内，可靠通信距离最好保持在15m以内，穿墙会⼤幅降低传输距离；蓝⽛5协议中的coded技术可以增加蓝⽛传输距离；BLE优势在于低功耗、低成本、有⼿机作为强⼤的后盾，安全，应⽤⼴泛。
蓝牙协议版本
蓝牙协议版本蓝牙技术自诞生以来，已经经历了多个版本的协议标准。
这些不同版本的蓝牙协议，不仅在功能特性上有所差异，同时也在传输速率、功耗、连接稳定性等方面有着明显的区别。
本文将对蓝牙协议版本进行介绍，帮助读者更好地了解蓝牙技术的发展历程和特点。
第一个蓝牙协议版本是1.0版，它于1999年发布。
1.0版的蓝牙协议主要用于数据传输，其最大传输速率为1Mbps，适用于短距离通信。
然而，1.0版的蓝牙技术存在着连接不稳定、功耗较高等问题，限制了其在实际应用中的推广。
随着技术的不断发展，蓝牙2.0版于2004年发布。
2.0版的蓝牙协议在传输速率、连接稳定性、功耗等方面都有了显著改进。
其最大传输速率达到了3Mbps，且支持EDR（Enhanced Data Rate）技术，使得数据传输更加高效快速。
此外，2.0版的蓝牙技术还引入了A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）和AVRCP （Audio/Video Remote Control Profile）等音频传输协议，为蓝牙耳机、音箱等音频设备的连接和控制提供了更好的支持。
随后，蓝牙3.0版于2009年发布。
3.0版的蓝牙协议引入了HS（High Speed）技术，支持802.11技术，使得蓝牙在传输大容量数据时有了更好的表现。
此外，3.0版的蓝牙技术还支持了NFC（Near Field Communication）技术，为设备之间的快速配对和连接提供了便利。
蓝牙3.0版在传输速率、连接稳定性和功耗等方面都有了显著提升，为蓝牙技术的应用拓展了更多可能性。
随着智能手机、穿戴设备等智能化产品的普及，蓝牙4.0版于2010年发布。
4.0版的蓝牙协议在低功耗方面有了重大突破，引入了BLE（Bluetooth Low Energy）技术，使得蓝牙设备在连接稳定性和功耗方面都有了显著改善。
此外，4.0版的蓝牙技术还支持了多种传输模式，包括经典蓝牙模式、低功耗蓝牙模式和双模式，满足了不同设备在数据传输和功耗方面的需求。
蓝牙方案有那些
蓝牙方案有哪些蓝牙是一种无线通信技术，常用于连接手机、耳机、音箱、鼠标、键盘等设备。
蓝牙技术采用短距离无线通信的方式，可以在不同设备之间传输数据和音频，具有方便、快捷和低功耗的特点。
在不同的应用场景下，有多种蓝牙方案可供选择。
本文将为您介绍蓝牙方案的几种常见类型。
1. 蓝牙2.1蓝牙2.1是较早期的蓝牙版本，具备传输速率较低的特点，一般用于传输小容量的数据。
它采用基于PIN码的配对方式，具有较弱的安全性。
蓝牙2.1方案适用于一些简单的数据传输场景，比如蓝牙耳机与手机的连接。
2. 蓝牙4.0蓝牙4.0是目前较常用的蓝牙版本之一，主要分为两个子版本：Classic Bluetooth和Bluetooth Low Energy（BLE）。
2.1 Classic BluetoothClassic Bluetooth是蓝牙4.0的传统蓝牙分支，支持较高的传输速率和较大的数据量，适用于对传输速度有要求的应用场景。
它广泛应用于音频设备、智能手表、电视遥控器等设备。
2.2 Bluetooth Low Energy (BLE)BLE是蓝牙4.0的低功耗蓝牙分支，相比Classic Bluetooth，BLE在功耗上更低，传输速率较低，但适用于对功耗要求较高的应用场景。
BLE广泛应用于智能家居、智能医疗、物联网设备等领域。
蓝牙4.0方案具有数据传输速度快、连接稳定、低功耗等特点，适用于大多数蓝牙设备连接需求。
3. 蓝牙5.0蓝牙 5.0是较新的蓝牙版本，相比蓝牙 4.0，具有更高的传输速率和扩展距离。
蓝牙5.0采用低功耗技术，支持多个设备同时连接，适用于物联网设备、智能家居、智能健身设备等领域。
蓝牙5.0还引入了Mesh网络，可以实现更广泛的设备互联。
4. 蓝牙Mesh蓝牙Mesh是蓝牙5.0版本引入的一项新功能，它基于蓝牙技术，在物联网领域应用广泛。
蓝牙Mesh网络能够实现设备之间的无线互联，支持大规模设备连接和消息传输。
低功耗蓝牙的运行原理
低功耗蓝牙的运行原理1.引言1.1 概述低功耗蓝牙是一种无线通信技术，广泛应用于各种智能设备之间的数据传输。
相比传统蓝牙技术，低功耗蓝牙具有功耗低、建立连接快、传输速率快等特点，因此受到了越来越多的关注和应用。
低功耗蓝牙技术主要用于低功耗设备之间的短距离通信，比如智能手环、智能手表、智能家居设备等。
其主要应用场景包括传感器数据采集、远程控制、智能家居、健康监测等。
通过低功耗蓝牙技术，这些设备可以方便地与智能手机或其他支持低功耗蓝牙的设备进行通信和数据交换。
低功耗蓝牙技术的工作原理主要基于一种称为"广播"和"扫描"的机制。
设备在低功耗的广播模式下发送信号，其他设备在扫描模式下接收这些信号。
当扫描到设备的广播信号时，扫描设备可以发送连接请求，建立起两者之间的通信连接。
在通信过程中，低功耗蓝牙设备会自动切换到不同的工作模式，以适应不同的应用场景和功耗需求。
比如，在设备之间进行数据传输时，低功耗蓝牙可以切换到高速模式，以提高数据传输速率。
而在设备之间保持连接但不需要传输数据时，可以切换到低功耗模式，以节省能量。
未来，随着物联网和智能设备的不断发展，低功耗蓝牙技术将得到更广泛的应用。
预计在智能家居、健康监测、智能交通等领域，低功耗蓝牙技术将发挥更大的作用。
同时，随着技术的不断创新和提升，低功耗蓝牙的性能和稳定性也将得到进一步提升，为无线通信领域带来更多的便利和可能性。
总之，低功耗蓝牙的未来发展充满着无限的潜力和机遇。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对低功耗蓝牙的运行原理进行详细阐述：1. 简介：首先，我们将介绍低功耗蓝牙的基本概念和特点。
这部分内容将帮助读者了解低功耗蓝牙的背景和应用场景，以及它相对于传统蓝牙的一些独特之处。
2. 工作原理：接下来，我们将深入剖析低功耗蓝牙的工作原理。
我们将介绍与低功耗蓝牙相关的各个关键技术和模块，例如广播、连接、睡眠模式、数据传输等。
低功耗蓝牙方案
低功耗蓝牙方案引言低功耗蓝牙 (Low Energy Bluetooth, LE Bluetooth) 是一种专门设计用于低功耗设备之间短距离通信的无线技术。
它广泛应用于物联网设备、传感器和健康监测等领域。
本文将介绍低功耗蓝牙方案的基本原理、优势和应用。
基本原理低功耗蓝牙方案在物理层使用2.4 GHz无线频段进行通信，通过频分多路复用(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) 技术来减少与其他设备的干扰。
它采用短包和连接间隔延长的方式来降低功耗。
在链路层，低功耗蓝牙使用专门的协议来控制通信，如广播、扫描和连接等。
优势低功耗蓝牙方案相对于传统蓝牙方案有以下优势：1.低功耗：低功耗蓝牙方案专门针对低功耗设备进行优化，其功耗比传统蓝牙方案降低了很多。
这使得低功耗蓝牙在节能和延长设备电池寿命方面具有巨大优势。
2.短距离通信：低功耗蓝牙通信范围通常在几十米左右，适用于设备之间短距离通信的场景。
3.快速建立连接：低功耗蓝牙能够快速建立连接和断开连接，适用于一些对实时性要求较高的应用场景。
4.简化连接流程：低功耗蓝牙方案使用了简化的连接流程，减少了连接时间和连接过程中的功耗，提高了用户体验。
5.广播和扫描功能：低功耗蓝牙方案支持广播和扫描功能，这对于设备发现和信息交换非常有用。
应用低功耗蓝牙方案在众多领域有着广泛的应用，包括但不限于以下方面：1.健康监测：低功耗蓝牙方案被广泛应用于医疗设备、健康监测设备等领域。
它能够实时监测患者的生理数据，并将数据传输到移动设备或云端进行分析。
2.物联网设备：低功耗蓝牙方案是物联网设备中常用的通信技术之一。
它能够实现设备之间的互联互通，实现智能家居、智能城市等应用。
3.传感器网络：低功耗蓝牙方案可以将多个传感器组织成网络，实时采集环境数据，并将数据传输给中心节点进行处理和分析。
4.智能穿戴设备：低功耗蓝牙方案被广泛应用于智能手表、智能眼镜等穿戴设备中。
issc芯片
issc芯片ISSC芯片是一种低功耗蓝牙技术的解决方案，是全球领先的蓝牙系统单芯片制造商之一。
该公司专注于设计和提供集成电路解决方案，以满足不同行业和产品应用的需求。
ISSC芯片在低功耗蓝牙（Low Energy Bluetooth）技术方面具有显著优势。
低功耗蓝牙技术是蓝牙4.0标准中新增加的功能，旨在为传输小量数据的应用提供低功耗和长时间待机的能力。
相比传统的蓝牙技术，低功耗蓝牙技术能够大幅降低能耗，从而延长设备的电池寿命。
ISSC芯片具有丰富的产品线，包括单模和双模芯片。
单模芯片适用于只需要低功耗蓝牙技术的应用，而双模芯片则同时支持传统蓝牙和低功耗蓝牙技术，适用于对兼容性和通信距离要求较高的应用。
除了低功耗蓝牙技术外，ISSC芯片还支持其他功能，如音频传输、语音识别和噪声抑制等。
这些功能使得ISSC芯片能够被广泛应用于智能音箱、耳机、音频设备、健康手环、智能家居等各类产品。
ISSC芯片在市场上得到了广泛的应用和认可。
其产品具有高性能、低功耗和可靠性的特点，能够满足不同行业和产品需求的要求。
公司还提供软件开发工具和技术支持，帮助客户快速设计和开发出高品质的产品。
未来，随着物联网技术的发展和应用的普及，ISSC芯片有望在更多领域得到应用。
例如智能家居、智能医疗、智能交通和智能制造等领域将需要更多低功耗蓝牙技术的支持，而ISSC 芯片正是具备这方面能力的先进解决方案之一。
总之，ISSC芯片是一种先进的低功耗蓝牙技术解决方案，具备高性能、低功耗和可靠性的特点。
它的广泛应用和市场认可使之成为全球领先的蓝牙系统单芯片制造商之一，未来有望在不同领域推动物联网技术的发展。
蓝牙 4.0 原理
蓝牙4.0 原理蓝牙4.0是一种低功耗蓝牙技术，也被称为低能耗蓝牙或BLE（Bluetooth Low Energy），它是对传统蓝牙技术的一种改进和扩展。
蓝牙4.0的原理基于无线通信技术，通过无线信号传输实现设备之间的通信和数据传输。
下面将详细介绍蓝牙4.0的原理。
首先，蓝牙4.0采用了一种称为GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying）的调制方式。
GFSK调制方式是一种频率调制技术，它通过将数字信息转换为不同频率的频率变化，来进行数据的传输。
蓝牙4.0使用的信道带宽为2 MHz，每个信道之间的频率间隔为1MHz，因此蓝牙4.0总共有40个信道可供使用。
其次，蓝牙4.0采用了低功耗设计。
在传统蓝牙中，传输数据需要较高的功率，因此会耗费较多的电量。
而蓝牙4.0使用了一种称为低功耗通信模式的技术，该模式下设备在大部分时间都处于睡眠状态，只在需要通信时才会唤醒，并以极短的时间进行数据传输，从而有效降低了功耗。
蓝牙4.0还引入了一种称为LE（Low Energy）广播的机制。
LE广播是一种不需要设备之间进行配对和连接就可以进行广播传输的方式，可用于设备之间的数据广播和定位服务等场景。
广播中使用的数据包包含了设备的唯一标识符、设备类型、广播周期和广播内容等信息。
此外，蓝牙4.0还使用了一种称为连接模式的通信方式。
在连接模式下，设备之间需要进行配对、连接和认证等操作，通过设备之间的建立安全的通信链路，实现可靠的数据传输。
连接模式的通信方式适用于需要双向数据传输的应用场景，如音频传输和数据同步等。
蓝牙4.0还引入了一种称为GATT（Generic Attribute Profile）的框架。
GATT 框架定义了一套通用的属性和协议，用于设备之间的应用数据传输。
GATT框架中的主要概念包括服务（Service）、特征（Characteristic）和描述符（Descriptor）。
全球最低功耗WiFi发布 功耗节省85%
全球最低功耗WiFi 发布功耗节省85%2015 年6 月2 日，瑞芯微电子Rockchip 宣布与第三方推出全球最低功耗WiFi-RKi6000，该技术使WiFi 功耗与BT4.0LE(Low Energy)蓝牙低功耗相当，使用时功耗仅为20mA 毫安，比现有IoT 设备的平均WiFi 功耗降低85%。
这一标杆性功耗数据，或将成为全球智能硬件WiFi 功耗的新标准。
RKi6000 可使WiFi 功耗接近蓝牙BT4.0 LE 功耗数值,从而首次使得WiFi 在IoT 物联网系统中使用纽扣电池成为可能!此举可大大降低模块体积，且方便智能硬件产品的使用和安装，真正实现大幅降低设备功耗，产品尺寸及开发成本的技术优势。
WiFi 传输作为IoT 智能硬件的关键交互技术，是全球半导体行业研究突破的重点方向，它相较于BT/ZIGBEE 无线传输技术是业界公认优选的传输方式，但功耗过大带来普及的瓶颈。
Rockchip 低功耗WiFi 新技术RKi6000 可做到与BT LE(Low Energy)蓝牙低功耗相当，通过以下三方面实现超低功耗：1.对无线通信及射频系统架构的改进。
此项可大幅降低IoT 智能硬件设备连续接收和发送数据时功耗，可使智能硬件在待机及使用时实现超低功耗，该技术目前已获得几十项国际专利技术。
2.自适应动态电源控制技术的实现。
该技术可在不同工作模式下提高电源效率，大大降低不同应用场景下的综合能耗，可根据数据传输要求与实际传输质量调整芯片电源配置，达到最佳的能效比。
3.WiFi 在线连接不唤醒主控的技术创新。
针对IoT 物联网应用的长待机且需保持在线的特点，RKi6000 无需唤醒主控处理器，即可保持WiFi 在线连接，从而简化了系统功耗的设计，延长电池续航能力。
传统射频架构的WiFi集成系统芯片(SoC)在电路功耗方面和模块使用便捷方面，离IoT物联网实际应用仍有差距。
相信Rockchip低功耗WiFi新技术RKi6000将广泛应用于智能穿戴、消费电子、主流家电、家庭安全和自动化系统、汽车及医疗设备之中，极有利于全球IoT智能硬件产业在WiFi技术上的标准化建立，并大大降低开发和使用成本，加速智能硬件市场的商用普及。
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近年来，以智能手机为代表的很多信息设备搭载的 Bluetooth®无线方式已渐成标配，而随着新版本v 4.0 Low
Energy 的发布，已有向更广泛的应用领域扩展的趋势。
对于新兴市场的开拓被寄予厚望，如计步器、活动量仪、血压计等可用于每日健康管理的医疗保健产品、以及多功能里程表、心率监测仪等应用了各种传感器的健身产品等。
另外，由于 Bluetooth® v4.0 的功能改善，一直以来搭载 Bluetooth®的键盘和鼠标等现有的 PC 外设，也有望成为Bluetooth® Low Energy 的产品领域。
无论在哪一个领域，急速渗透市场的智能手机和平板电脑终端可作为网络HUB发挥功能的新创造的服务发挥着核心作用。
制定 Bluetooth®无线通信标准的Bluetooth® SIG※，为了普及并促进这些新产品的智能化，重新确定了商标：Bluetooth® Smart / Bluetooth® Smart Ready。
※Bluetooth® SIG是指对 Bluetooth 标准的制定与 Bluetooth
技术的利用进行认证的团体。
以往，以计算器、电子玩具和遥控器为代表的设备中一般使用的纽扣电池CR2032 ( 容量230mAh ) 等，因其电池所具有的放电特性而无法支持以往无线通信LSI所需的耗电量 ( 数十mA以上 )。
但是，此次LAPIS Semiconductor、将以往多年积累的对低功耗RF电路技术的追求又更进一步，成功实现了10mA以下的无线通信工作。
可以说，无线通信的核心——RF电路设计是LAPIS Semiconductor独力研发的集大成产品。
LAPIS Semiconductor的面向ZigBee®注2产品注2等长年开发的RF电路设计技术，通过“ML7105”的开发，达成了收发数据时的电路电流目标。
最大限度地发挥以往的技术积累，实现细致的电路电流的优化和RF电路结构的大幅变更。
10mA以下的耗电量不仅可以延长相同容量电池的寿命，而且可以在使用更小的纽扣电池时，降低电池特有的内部电阻成分导致的电压下降的影响。
未来，支持Bluetooth® Low Energy的智能手机和平板电脑终端会更加普及，可以说，以往希望支持无线化却因耗电量的限制无法实现的客户也迎来了新的机会。
LAPIS Semiconductor为了满足这类客户的需求，正在计划开发小型、低耗电量的模块。
作为可以发挥集团增效的领域，罗姆集团提出传感器、微控制器以及无线通信的融合与应用。
无论哪种产品，低功耗都是最大的特点，罗姆正在不断完善用于传感器网络注3和泛在产品注4的商品阵容。
术语解说通信用LSI
低功耗微控制器
ARM微控制器
语音合成LSI
面向便携式设备的Audio LSI 图象LSI
P2ROM
DRAM
显示用驱动器
电池监视IC
传感器
注2：ZigBee ®
近距离无线通信协议之一，由 ZigBee ® Alliance 制定为标准。
物理层、MAC 层采用 IEEE 802.15.4 通信规格。
注3：传感器感器网网络
使散布在空间的多个带传感器的无线终端之间互相协作， 可收集环境和物理情况状況的无线网络。
注4：泛在泛在产产品
以“无论何时，无论何地，无论谁”都可以受到恩惠为目标的产品。
无线网络和互联网合作是关键。
特点
1) Bluetooth ® v4.0 Low Energy single mode LSI
• 最适用于Bluetooth ® Smart 设备。
不仅具备 PC 、智能手机等的配件中使用的 Slave 功能，
同时具备 Master 功能，因此也可以作为在护腕式健康设备、多功能里程表等传感器设备与 PC 、 智能手机之间传递数据的功能而使用。
• 通过 LAPIS Semiconductor 独自开发的 RF 电路，实现了业界顶级的低耗电量 (送时9.8mA ，接收时8.9mA ，休眠时0.7µA )。
不仅 RF 电路，为降低系统整体的耗电量，还优化了部分电源关断电路、 通过自主判断控制系统时钟的停止的时钟控制电路等。
• 内置 Bluetooth ® v4.0 Low Energy 的 HOST 堆栈， 仅将符合设备用途的Profile 安装于客户整机中现 有的应用处理器中即可支持Bluetooth ® Smart 设备。
可以 ( 有偿 )提供示例应用程序、参考板。
4) 内置微控制器 + 存储器
• 搭载ARM 公司生产的 Cortex-M0，采用 Program 专用内置SRAM 12k byte ， 可安装客户的应用程序。
用户应用程序可经由 I 2C 总线通过外置存储器下载。
5) 配备标准的串行接口准的串行接口
• 配有通用串行接口，作为与 HOST 微控制器等通信的控制接口。
可使用 SPI Slave 、UART 、 I 2C 接口。
6) 搭载控制控制传传感器感器设备设备设备、、外围设备围设备的的 I 2C 总线总线、、GPIO
• 配备可使用各种传感器设备和外围设备 Interface 的 I 2C 总线， 配备可作为电源控制和中断信号使用的 4通道 GPIO 。
• " ML7105 " 的评估板提供集成 LAPIS Semiconductor 的微控制器、罗姆的传感器群于一个基板上的传感器节点。
这个传感器节点基板与“ML7105”无线模块相结合，可让使用者切身体验实现传感器网络之简便。
评估板中还包含应用程序的示例代码、各传感器元件的驱动程序软件。
应用领域
健身器材
◦医疗保健设备◦PC 外设◦工业设备
◦销售计划
商品名ML7105样品出货时间货时间2012年9月
1,000日元 ( 不含税 )评估板估板（（单体）2012年9月量产出货时间2013年3月开始
商品商品概概要/特点
符合 Bluetooth ® SIG Core Spec v4.0内置低功耗 RF 模块
搭载通用通用处处理器--ARM 公司生公司生产产的Cortex-M0程序存程序存储储用 64k byte ROM (CODE_ROM)数据存据存储储用 16k byte RAM (DATA_RAM)用户程序存程序存储储用12k byte (CODE_RAM)
搭载 符合Bluetooth ® LE single mode 的 Baseband 控制器搭载 Bluetooth ® Host Controller Interface 用 UART 搭载 Custom Host Controller Interface 用 SPI_SLAVE
搭载 EEPROM 或 Custom Host Controller Interface 用 I 2C ( Master & Slave )搭载 GPIO
支持支持间间歇性收歇性收发发信息用的 Low Power Clock ( 32.768kHz )内置稳压稳压器器电源电压
3.3V Typ. ( 1.6～3.6V )工作温温度范围围-20～+75℃消耗消耗电电流休眠时 : 0.7µA 发送时 : 9.8mA (0dBm)接收时 : 8.9mA 封装
32pin QFN ( 5.0mm × 5.0mm × 0.8mm )
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