基于蓝牙低功耗的41mcu解决方案.docx

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基于蓝牙低功耗的41mcu解决方案

基于蓝牙低功耗的4.1mcu解决方案

　　篇一：

AtmelATBTLC1000超低功耗蓝牙SMART（BLE）解决方案

　　AtmelATBTLC1000超低功耗蓝牙SMART（BLE4．1）解决

　　方案

　　Atmel公司的ATBTLC1000是超低功耗蓝牙SMART（BLE）系统级芯片（SoC）,集成了ARM?

Cortex?

-M032位MCU,收发器,调制解调器,MAC,PA,TR开关和功率管理单元（PMIC）,可用作蓝牙低功耗连接控制器或数据泵,或嵌入了BLE连接和外接存储器的单独应用处理器,主要用在医疗电子如血氧仪,心率仪,血压计,体温计等.本文介绍了ATBTLC1000主要特性,框图,以及ATBTLC1000-MR110CA模块框图,电路图和材料清单以及BTLC1000XplainedPro扩展评估板主要特性.

　　TheAtmel?

ATBTLC1000isanultra-lowpowerBluetooth?

SMART（BLE）SystemonaChipwithIntegratedMCU,Transceiver,Modem,MAC,PA,TRSwitch,andPowerManagementUnit（PMU）.ItcanbeusedasaBluetoothLowEnergylinkcontrollerordatapumpwithexternalhostMCUorasastandaloneapplicationsprocessorwithembeddedBLEconnectivityandexternalmemory.

　　ThequalifiedBluetoothSmartprotocolstackisstoredinded（来自:

小龙文档网:

基于蓝牙低功耗的解决方案）icatedROM.ThefirmwareincludesL2CAPservicelayerprotocols,SecurityManager,Attributeprotocol（ATT）,GenericAttributeProfile（GATT）,andtheGenericAccessProfile（GAP）.Additionally,applicationprofilessuchasProximity,Thermometer,HeartRate,BloodPressure,andmanyothersaresupportedandincludedintheprotocolstack.

　　ATBTLC1000主要特性:

　　ComplieswithBluetooth,ETSIEN300328andEN300440Class2,FCCCFR47Part15andARIBSTD-T66?

　　transceiverandmodem?

　　–-95dBm/-93dBmprogrammablereceiversensitivity

　　–-20to+programmableTXoutputpower

　　–IntegratedT/Rswitch

　　–Singlewireantennaconnection

　　ARM?

Cortex?

-M032-bitprocessor?

　　–SinglewireDebug（SWD）interface

　　–Four-channelDMAcontroller

　　–BrownoutdetectorandPowerOnReset

　　–WatchDogTimer

　　Memory?

　　–128kBembeddedRAM（96kBavailableforapplication）

　　–128kBembeddedROM

　　HardwareSecurityAccelerators?

　　–AES-128

　　–SHA-256

　　Peripherals?

　　–10digitalandonewakeupGPIOswith96kΩinternalpull-upresistors,oneMixedSignalGPIO

　　–2xSPIMaster/Slave

　　–2xI2CMaster/Slaveand1xI2CSlave

　　–2xUART

　　–1xSPIFlash

　　–Three-Axisquadraturedecoder

　　–4xPulseWidthModulation（PWM）,threeGeneralPurposeTimers,andoneWakeupTimer

　　–1-channel11-bitADC

　　Clock?

　　–Integrated26MHzRCoscillator

　　–26MHzcrystaloscillator

　　–Integrated2MHzsleepRCoscillator

　　–RTCcrystaloscillator

　　UltraLowpower?

　　–μAsleepcurrent（8KBRAMretentionandRTCrunning）

　　–peakTXcurrent（0dBm,）

　　–peakRXcurrent（,-93dBmsensitivity）

　　–μAaverageadvertisementcurrent（threechannels,1sinterval）

　　IntegratedPowermanagement?

　　–tobatteryvoltagerange

　　–FullyintegratedBuckDC/DCconverter

　　BluetoothSIGCertification?

　　–QDIDController（seedeclarationD028678）

　　–QDIDHost（seedeclarationD028679）

　　图框图

　　图

　　电源架构图

　　图模块框图

　　图

　　模块电路图

　　ATBTLC1000-MR110CA模块材料清单:

　　BTLC1000XplainedPro扩展评估板

　　TheAtmel?

BTLC1000XplainedProextensionevaluationkitistoevaluatetheAtmel?

ATBTLC1000-MR110CABLEmodule.TheBTLC1000MR110CAmoduleisbasedonAtmel’sindustry–leadinglowestpowerBluetoothLowEnergycompliantSoC,ATBLTC1000-MU-T.TheXProextensioncanbepluggedintoanyofthesupportedAtmel’shostMCUXplainedProevaluationboardstoquicklyaddBluetoothSmart

　　connectivitytotheexistinghostMCUplatform.SupportedbytheAtmelStudiointegrateddevelopmentplatform,thekitprovideseasyaccesstothefeaturesoftheAtmel’s

　　篇二：

超低功耗蓝牙协议规范解析

　　[摘要]：

本文介绍了一种功耗比标准蓝牙更低的超低功耗蓝牙技术，分别描述了这种技术的由来、协议栈构成、拓扑结构、Radio层的工作状态和工作角色以及特点。

在技术特点部分中，详细介绍了超低功耗蓝牙技术实现低功耗的原理。

　　[关键词]：

超低功耗；蓝牙；跳频；低能耗

　　[Abstract]：

ThisarticleintroducesatechnologyofUltraLowPowerBluetoothwhosepowerislowerthanthestandardBluetooth,describesrespectivelyorigin,structureofprotocolstackandtopology,operatingstatesandrolesofRadiolayer,characteristicsofthetechnology.Inthepartofcharacteristicsofthetechnology,thereasonwhyUltraLowPowerBluetoothtechnologycanrealizeultralowpowerisdetailed,andatablethatcontainssomeparametersofUltraLowPowerBluetoothcomparedwiththestandardBluetoothtechnologyisalsoshowed.

　　[Keywords]：

ultralowpower;Bluetooth;frequencyhopping;lowenergy

　　目录

　　第1章蓝牙技术简介...............................1

　　蓝牙技术的概述.............................1

　　蓝牙技术的特点................................2

　　蓝牙技术的应用................................5

　　ULP蓝牙技术的价值...........................8

　　第2章ULP蓝牙系统体系结构......................10

　　ULP蓝牙系统体系结构概述.....................10

　　蓝牙系统的拓扑结构...........................11

　　蓝牙系统RADIO层的状态和角色.................13

　　第3章ULP蓝牙技术规范..........................15

　　物理层规范...................................15

　　信道分配...................................15

　　发射机.....................................15

　　接收机.....................................16

　　链路层规范...................................17

　　主机接口规范.................................19

　　主机规范.....................................22

　　安全服务规范.................................26

　　密钥.......................................26

　　匹配和密钥交换.............................27

　　第四章蓝牙应用前景..............................30

　　ULP蓝牙技术的特点...........................30

　　ULP蓝牙技术的应用...........................34致谢.............................错误！

未定义书签。

　　附录.............................................37

　　参考文献.........................................39

　　第1章蓝牙技术简介

　　蓝牙技术的概述

　　随着时代的发展社会的进步信息化技术逐步的完善，各种通信手段日益增多。

我们日常生活中常见的蓝牙就是一个鲜活的例子。

　　所谓蓝牙技术实际上是一种短距离无线电技术，利用蓝牙技术能够有效的简化掌上电脑、笔记本电脑、和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信开拓道路。

说的通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的通信网络。

蓝牙技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案，因此，目前无线通信的蓝牙刚刚露出一点芽尖，却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。

　　蓝牙是以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的

　　纳维亚国王的名字命名。

它孕育着颇为神奇的前景：

对手机而言，与耳机之间不再需要连线；在个人计算机，主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线；在更大范围内，电冰箱、微波炉和其它家用电器可以与计算机网络的连接，实现智能化操作。

　　发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。

由于这种技术具有十分可喜的应用前景，1998年5月，五家世界顶级通信计算机公司：

爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商，联合成立了蓝牙共同利益集团，目的是加速其开发、推广和应用。

此项无线通信技术公布后，便迅速得到了包括摩托罗拉、3COM、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致拥护，至今加盟蓝牙SIG的公司已达到XX多个，其中包括许多世界最著名的计算机、通信以及消费电子产品领域的企业和生产厂家。

一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持，这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。

蓝牙共同利益集团现已改成蓝牙推广集团。

　　蓝牙技术的特点

　　蓝牙技术发展的最大障碍是成本太高，突出表现在芯片大小和价格难以下调并存在抗干扰性能不强、传输距离

　　篇三：

低功耗蓝牙—iBeacon实验室管理应用案例

　　iBeacon实验室管理应用案例

　　（MyBeacon）

　　深联致远（北京）科技有限公司

　　目录

　　一、MyBeacon技术介绍................................................................................................................1

　　二、实验室管理...............................................................................................................................2

　　应用背景............................................................................................................................2

　　智能实验室管理系统技术功能如下智能实验室管理系统技术功能.............................3

　　功能介绍...........................................................................................................................4

　　深联MyBeacon产品技术参数.........................................................................................4

　　一、MyBeacon技术介绍MyBeacon是一个体系，不特指某一个通信手段，一般是基于iBeacon协议的蓝牙发射基站，通过一个内置蓝牙芯片，能够发射与接收的蓝牙信号，从而与范围60米内的智能手机交互。

MyBeacon就像是室内的GPS，iPhone可以接收MyBeacon传输，并获得各种准确的定位信息。

不过定位只是MyBeacon技术的一部分而已，MyBeacon还允许你的手机发出简单的“我在这”信号，这意味着MyBeacon技术可以完成更多事情。

　　MyBeacon技术可能也是苹果对NFC技术的回应，很多人都在想为什么苹果iPhone一直没有配备NFC芯片。

原因很简单，苹果想要更好的技术作为移动支付系统，那就是低能耗蓝牙（BluetoothLE），MyBeacon技术正是基于低能耗蓝牙。

低能耗蓝牙支持的距离要大于NFC，与iPhone配合使用，用户还有可能通过指纹或其他方式付款。

　　设计精巧的MyBeacon可以放置在任何角落（如百货商场、教学楼、学校大门）；其多变的外形可以和任何装饰风格相搭配；其令人惊叹的低功耗设计，使它在只有一枚内置800mah电池的情况下可以持续使用2-4年。

它能支持的手机有APPLE：

IPHONE5S，IPHONE5，SAMSUNG：

GalaxyS4，GALAXYNote3，GALAXYNote2，小米手机红米之后的所有机型。

　　二、实验室管理

　　应用背景实验室管理系统是以统一化管理和资源利用的最大化为目标，集实验室信息，实验室设的使用预约、授权使用，机时自动统计、设备档案管理等要素为一体的软硬件平台系统，系统采用最先进的ibeacon技术。

本系统作为校园整体信息化建设重要组成部分，是可以逐步取代校园一卡通，比一卡通的RFID技术更方便管理，减少实验室管理人员工作强度的。

传统的设备管理模式是一种静态的、信息滞后的管理模式，依靠人员自律来实现，同时还需要投入大量的人力和时间来实现预约、监管执行、机时统计、折旧处理等日常事务。

随着时代的发展这样的管理模式越来越不适应用户的需求，在这样的背景下，我们提出了新的实验室管理模式，对实物状态、运行过程以及服务进行综合管理。

及时掌握所有设备资源状况；实现实验室设备预约调度、权限，时限使用、人员、项目、成本等诸多要素协同管理；实现设备资源在整个生命周期的全过程管理。

　　本系统利用ibeacon技术帮助实验室管理人员快速统计评估出设备资源的利用情况，并实时掌握：

什么人，什么时候，在什么仪器上，开机多长时间等信息，将设备的管理过程纳入一套标准的流程控制中，实现设备资源全生命周期管理，自动量化设备资源的利用程度，帮助实验室提高资产管理质量和资产服务水平，有效避免学校在资产设备管理方面存在的低效，管理不到位等问题。

系统对用户的使用采取预约管理，即简化用户使用设备的前期准备也便于管理员统一管理，系统掌握设备的使用情况。

同时系统设置实验室仪器设备管理系统专网，对于设备的状态信息、使用情况、使用时长等信息进行查询和统计，有效解决数据统计和数据收集困难等问题。

　　比如当学生路过一栋教学楼，这栋教学楼会发出MyBeacon，当安装了MyBeacon应用的手机用户经过时，MyBeacon会自动搜索到用户，APP会主动把教学楼的信息推送给学生，信息包括教学楼内有哪些实验室、实验室室干什么的、适合什么专业的学生、在哪一层、实验室的开放时间和预约等信息。

当学生进入教学楼的相关楼层，可以通过手机软件定位所要去的实验室，走到对应的实验室门口，实验室的门禁能够自动判断出手机持有人是否符合进入条件而决定开门或不开门。

　　智能实验室管理系统技术功能如下智能实验室管理系统技术功能实验室大门设置门禁系统，使用者只有通过预约才能进入实验室，无须预约的小型设备，使用者的进入由管理人员根据实际情况进行控制。

而离开实验室的人员也进行信息记录，这样有效控制了闲杂人等在实验室逗留对实验人员等的干扰。

门禁系统同时统计预约人员使用设备的时间等信息；可根据课表或临时安排，在规定时间和规定地点对规定的人群开放，学生老师手机会收到推送消息，包括实验室开放和截止的时间，实验室的配置信息等等；可实现指定实验台或实验设备的使用功能，即系统对使用实验室的学生自动分配实验台或实验设备，学生走到实验室门口就会收到推送信息：

请使用某号的试验台；可对实验室、实验台或实验设备的使用情况进行记录统计；

　　可实现实验室的课外开放管理：

学生课外可以通过手机勾选感兴趣的专业实验室，实验室开放信息会主动推送至勾选了相关专业的学生和老师，学生和老师就可直接通过收到的推送信息进行预约。

　　可对常用设备或仪器进行短时间借用：

学生可以通过手机app借用实验室提供的常用设备。

借用时系统会提示归还时间要求，并对借用的情况进行记录；

　　可对每个学科和项目进行相应的考勤统计；所有过程均有记录，所有记录均可通过权限进行网络查询；对学生上课、实验等进行记录；按课表对学生的考勤情况进行分析，对考勤不合格的学生进行推送信息提示；对课外时间进入实验室的学生进行记录，并统计学生的自习情况；平台对用户实行开放互动措施，用户在登录后可选择相应设备对设备的使用情况等发表心得、评论。

　　功能介绍

　　MyBeacon技术需要双方面的配合，一是手机要支持MyBeacon技术（支持蓝牙协议），其次学校相关实验室要配备MyBeacon基站，这样实验室和设备才能够向用户的手机发送信息。

目前来看，MyBeacon的最大信号范围是50米，这一点要比NFC优胜。

MyBeacon可以安装在任何建筑物上面（比如食堂、教学楼、学校大门、围墙），当安装了MyBeacon相应软件的蓝牙手机用户，经过此位置时，MyBeacon会自动搜索到用户，并把自己ID发送给手机，手机通过3G访问云端服务器，并把相应的推送信息取回，在手机端的APP上展现出来。

　　深联MyBeacon产品技术参数

　　1．发射功率：

+，可调

　　2．通信距离：

最大50m,可调

　　3．尺寸：

80mm×50mm×54mm

　　4．重量：

50g

　　5．工作温度：

-30℃~65℃

　　6．工作