藍(lán)牙由 ST 所屬的一個(gè)特殊興趣小組 （SIG） 管理，于 1989 年首次以不同的名稱開發(fā)。當(dāng)時(shí)，工程師們正在研究用于手機(jī)的無線耳機(jī)。后來，隨著其他制造商研究便攜式設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的無線通信，藍(lán)牙這個(gè)名字出現(xiàn)是為了紀(jì)念哈拉爾德藍(lán)牙，這位國(guó)王在公元 960 年左右鞏固了丹麥。這個(gè)想法是藍(lán)牙協(xié)議將聯(lián)合所有移動(dòng)設(shè)備，人們必須承認(rèn)它已經(jīng)相當(dāng)成功。智能手表、智能手環(huán)、耳機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、揚(yáng)聲器、鍵盤、鼠標(biāo)等等，已使其成為主流協(xié)議。

藍(lán)牙：更多通信，更少功耗

如今，低功耗藍(lán)牙 （BLE） 是最常見的藍(lán)牙風(fēng)格。2010 年隨著藍(lán)牙 4.0 的發(fā)布正式集成到標(biāo)準(zhǔn)中，它使用與經(jīng)典藍(lán)牙相同的 2.4 GHz 頻率，因此提供了相似的范圍，但其更簡(jiǎn)單的調(diào)制顯著降低了功耗和收發(fā)器的成本。BLE 實(shí)際上是如此受歡迎，以至于協(xié)議藍(lán)牙 5 在它的基礎(chǔ)上將速度提高一倍（2 Mbit/s）或?qū)⒎秶鷶U(kuò)大四倍（240 米或 800 英尺），同時(shí)保持低功耗。

為了實(shí)現(xiàn)這一壯舉，藍(lán)牙 5 將減少時(shí)間，將數(shù)據(jù)速率從每秒 1 兆符號(hào) （1 Ms/s） 提高到 2 Ms/s，并使用編碼物理 （PHY） 層來增加范圍和靈敏度，而無需必然加劇耗電量。簡(jiǎn)而言之，新的編碼層確?？刂破髅勘忍貍鬏敻喾?hào)，這將數(shù)據(jù)速率降低到 125 Kbit/s 或 500 Kbit/s，具體取決于模式，但提供了更大的噪聲容限，因?yàn)樗菀讘?yīng)用糾錯(cuò)算法。

今天了解藍(lán)牙

Bluetooth SIG的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，它是藍(lán)牙 LE 的衍生產(chǎn)品，可以創(chuàng)建多達(dá) 32，767 個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)，10 Kbit/s 確保小消息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的傳播，該系統(tǒng)解決了范圍問題，這使其成為 6LoWPAN 等亞千兆赫網(wǎng)絡(luò)的絕佳替代品。因此，我們可以看到 BLE 是活躍的，并且每年都在改變著這個(gè)行業(yè)。

因此，讓像 Hary Radakichenane 這樣的人就標(biāo)準(zhǔn)的歷史以及開發(fā)人員每天面臨的最大挑戰(zhàn)發(fā)表演講是一種真正的享受。他于 21 年前加入 ST，并在 Discrete Group 開始工作，該集團(tuán)負(fù)責(zé)管理不同的 RF 結(jié)構(gòu)等。在過去的一年半里，Hary 一直專注于藍(lán)牙 LE，擔(dān)任美洲地區(qū)的射頻營(yíng)銷經(jīng)理。他的眾多職責(zé)之一是與開發(fā)人員和客戶會(huì)面，了解他們?nèi)绾卧谄洚a(chǎn)品中實(shí)施 BLE。因此，他積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這將使開發(fā)者大會(huì)的與會(huì)者受益匪淺。

力量和靈活性

由于 BlueNRG-1 等功能強(qiáng)大的組件，藍(lán)牙 LE 在 ST 的產(chǎn)品組合中占有特殊的地位，它消耗的能量非常少。此外， BlueCoin 是去年開發(fā)者大會(huì)的寵兒之一，該公司最近更新了其 STM32Cube BLE 軟件包以迎接今年的活動(dòng)。然而，正如我們多次看到的那樣，增強(qiáng)生活意味著超越所有期望，帶來非凡的東西。例如，由于 ST 的 BlueNRG-MS 是市場(chǎng)上第一款提供高輸出功率 （+8 dBm） 的設(shè)備，盡管電流消耗僅為 1.7 μA，新產(chǎn)品突然成為可能，例如Snuza Pico，它可以監(jiān)控嬰兒胸部的運(yùn)動(dòng)以感覺到痛苦。

ST 還通過提供兩種解決方案提供真正的靈活性：一種具有嵌入式 MCU，如BlueNRG–1或BlueNRG–2，另一種僅具有外部網(wǎng)絡(luò)控制器，如BlueNRG-MS。因此，只希望將藍(lán)牙添加到現(xiàn)有設(shè)計(jì)的工程師可以使用后者，而無需學(xué)習(xí)新的 SDK 或丟棄現(xiàn)有代碼。他們還可以將 BlueNRG 與 ST 的巴倫相結(jié)合，以大大減少對(duì)專業(yè)知識(shí)的需求，這對(duì)于小型團(tuán)隊(duì)來說是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。另一方面，那些希望獲得更全面解決方案的人可以訪問藍(lán)牙 LE 片上系統(tǒng) （SoC），例如 BlueNRG–1 或 2，這使得直接從閃存運(yùn)行應(yīng)用程序代碼以優(yōu)化設(shè)計(jì)。

實(shí)際演示

應(yīng)用程序 STSW-BNRG001 的主窗口

此外，Radakichenane 先生的演講對(duì)于工程師來說將是非同尋常的，因?yàn)樗麑ьI(lǐng)觀眾了解使用 BLE 設(shè)計(jì)設(shè)備的過程。因此，這不是關(guān)于產(chǎn)品的介紹，而是來自具有多年經(jīng)驗(yàn)的專家的實(shí)踐智慧的傳承。例如，他將經(jīng)歷實(shí)施該技術(shù)的過程。當(dāng)我們與他坐下來討論他的演講時(shí)，他強(qiáng)調(diào)說，設(shè)計(jì)師經(jīng)常因?yàn)殛P(guān)注錯(cuò)誤的規(guī)范而誤入歧途。峰值 RMS 通常是主要關(guān)注點(diǎn)。但是，絕大多數(shù)低功耗藍(lán)牙控制器會(huì)打開和關(guān)閉以節(jié)省能源。因此，在選擇組件時(shí)，平均功耗通常是更合適的指標(biāo)。

這些工具使開發(fā)人員的工作變得更加輕松，例如STSW-BNRG001，這是一款免費(fèi)軟件，使工程師能夠估計(jì)他們的藍(lán)牙解決方案在不同條件下的功耗，以獲取數(shù)據(jù)等信息速率和電池壽命估計(jì)。這些工具非常適合確保團(tuán)隊(duì)為他們的設(shè)計(jì)選擇了正確的組件。

審核編輯：郭婷