【应用】高性能SoC助力全新蓝牙门禁系统，手机就是门禁卡！
【摘要】EFR32BG拥有超高性能的配置，满足各种应用场景和距离需求；提供超低功耗的处理器内核和外设；内置硬件加密系统，可保证数据通信安全；稳定的蓝牙协议栈与固件升级，具备DFU和OTA功能；可简化产品开发。蓝牙SoC EFR32BG非常适合蓝牙门禁系统的应用。
近些年，智能手机快速发展，智能蓝牙成了手机的标配，手机蓝牙门禁系统在门禁控制领域掀开崭新的篇章。在智能手机上安装一个蓝牙门禁APP软件，利用Bluetooth Smart无线射频技术，只需将手机靠近门禁或者摇一摇，即可轻松完成身份验证。这种方式不受网络和地域的限制，摆脱了传统大串钥匙和门禁卡片的束缚，提供高品质的安全防护，无需门禁卡片的管理维护，节约成本。
从蓝牙门禁系统框图（图1）中看出，当手机接近蓝牙门禁的时候，手机蓝牙可以自动的连接上门禁系统，并开始交互数据完成身份的验证。这些数据交互都是采用动态加密的方式，保证了数据的安全。身份验证通过后，门禁系统开放，随后蓝牙系统自动断开，等待下一个用户的连接，整个过程快速稳定而高效。此外，所有的交互数据都会记录在系统的服务器日志里，方便管理与查询。
在设计的过程中，蓝牙门禁系统对蓝牙SoC提出了许多高标准的要求。例如：强大的处理内核，高性能的无线射频，低功耗水平，完善的硬件加密以保障数据交互的安全，快速简单开发，便捷的代码升级方式，可靠的BLE蓝牙协议栈以实现稳定的连接与通信等等。
图1：蓝牙门禁系统应用框图
SILICON LABS是物联网软硬件解决方案供应领导厂商，同时作为蓝牙联盟的重要成员，提供的Bluetooth Smart蓝牙SoC EFR32BG系列非常适合蓝牙门禁系统的应用。EFR32BG 蓝牙SoC具备以下优势特征：
1）超高性能配置，满足各种应用场景和距离需求
蓝牙SoC EFR32BG集成了带浮点运算的ARM Cortex-M4处理器和2.4GHz RF收发器，处理器最高主频可达40MHz。其支持BLE 4.2规范蓝牙协议栈，集成了软件可编程的功率放大器（PA），PA输出功率范围从-30dBm到+19.5dBm，满足各种应用场景和距离的需求。此外，其还集成了平衡-不平衡转换器（Balun），以减少BOM成本和设计复杂度，实现超简洁的射频匹配电路，如图2。
图2：EFR32BG超简洁的射频电路
2）EFR32BG SoC提供超低功耗的处理器内核和外设
EFR32BG SoC产品系列提供了超低功耗的处理器内核和外设。含MCU工作模式下2.4GHz的接收电流8.7 mA，发射电流仅需8.8 mA@0 dBm；且处理器在EM0模式下工作电流仅为63µA/MHz；所有RAM保留，在RTCC开启条件下，EM2睡眠模式的电流消耗仅为1.4µA，最低的EM4S模式下电流消耗仅为30nA。此外，EFR32BG还搭载了超低功耗的外设：12-bit ADC、模拟比较器、低功耗串口LEUART、 32位实时计数器和日历RTCC，16-bit/32-bit 低功耗Timer等。
3）内置的硬件加密系统，保障数据通信安全
EFR32BG SoC拥有内置的硬件加密系统，例如128或256位秘钥的AES、椭圆曲线加密ECC、SHA-1和SHA-224/256。硬件加密的支持不仅可以保障数据通信的安全，还可以使得加密/解密的时间大大缩短，降低系统功耗！
图3：EFR32BG支持多种硬件加密技术
4）稳定的蓝牙协议栈与固件升级，具备DFU和OTA功能
EFR32BG SoC提供稳定的蓝牙BLE 4.2版本协议栈，当面对各种安卓系统的智能手机时，也能让连接变得稳定可靠且快速。并且协议栈持续更新，即将支持蓝牙 5.0版本。EFR32BG的固件升级功能可以无缝的升级协议栈和APP应用代码，具备DFU串口升级功能和空中升级（OTA）功能。
5）EFR32BG系列SoC可简化产品开发
EFR32BG SoC产品支持Simplicity Studio开发平台，允许开发人员轻松地配置无线应用。Network Analyzer网络分析工具可以通过跟踪端口提供无线网络活动的完整视图和调试能力；EnergyProfiler功耗测试工具使开发人员能够最小化代码功耗并延长电池使用寿命。
图4：MCU和RF统一开发平台Simplicity Studio
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沙鱼 Lv7. 资深专家 2019-10-24顶 -
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雷神 Lv7. 资深专家 2018-01-21蓝牙门禁使用方便简洁，拓展移动设备的应周。 -
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雷神 Lv7. 资深专家 2017-11-21手机功死今后將太强大 -
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crave Lv5. 技术专家 2017-11-21非常好，值得拥有，手机蓝牙开门见山
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智能门锁上使用EFR32BG系列低功耗蓝牙SoC芯片，蓝牙在广播的时候，功耗是比较高的，但是门锁是电池供电的，如何延长电池的使用时间？
可以尝试以下两种办法来延长智能门锁电池的使用寿命。方法1：只有当用户触碰门锁或者接近门锁的时候，才开启蓝牙广播功能，让用户的智能手机连接门锁并实现开锁。这需要门锁上增加电容触摸，按键或者接近感应的功能。开启门锁 之后，门锁的蓝牙自动断开连接并进入休眠状态。方法2：开始广播的时候，广播间隔可以比较密集，当用户没有连接门锁蓝牙时，可以把广播间隔拉长，降低平均功耗。
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