BLE蓝牙模块实现原理

2024-10-28 FEASYCOM官网
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众所周知,BLE蓝牙是功耗低并且传输距离适中的一种无线通讯技术,也就是凭借这两点,蓝牙在物联网市场中获得了迅速发展。那么它是如何实现低功耗的?下面我们来了解下它的原理


一:BLE蓝牙模块的实现原理主要基于BLE技术,‌旨在通过智能手段最大限度地降低功耗,‌同时实现无线通信。‌


BLE(‌Bluetooth Low Energy)‌技术从蓝牙4.0版本开始引入,‌也被称为Bluetooth Smart。‌与经典蓝牙相比,‌BLE的主要特点是能够在维持相对低的功耗的同时实现通信。‌BLE因其低功耗特性,‌在物联网领域成为了一项重要的技术,‌为大量的设备提供了长时间的运行能力。‌


BLE模块的实现原理涉及几个关键方面:‌


1:低功耗设计:‌BLE通过多种方式实现低功耗,‌包括减少无线电的唤醒时间、‌缩短连接时间、‌使用较小的数据包等。‌例如,‌启用BLE设备的无线电仅在必要时唤醒,‌以节省电量。‌当设备想要发送或收听数据时,‌LE无线电会快速执行必要的任务后断开连接。‌此外,‌BLE设备在RF主要广告通道上发送信号,‌减少了扫描频道的数量,‌从而减少了唤醒时间和能量消耗。‌


2:协议栈组成:‌BLE协议栈是连接芯片和应用的桥梁,‌是实现整个BLE应用的关键。‌BLE协议栈主要由PHY层(‌物理层)‌、‌LL层(‌链路层)‌、‌GAP层(‌通用访问配置文件)‌等组成。‌PHY层指定了BLE所用的无线频段和调制解调方式。‌LL层是整个BLE协议栈的核心,‌负责具体选择射频通道、‌识别空中数据包、‌保证数据完整性等任务。‌GAP层则对LL层的有效数据进行规范和定义。‌


3:主从关系和数据传输:‌在蓝牙通信中,‌BLE模块可以作为一个主设备或从设备。‌主设备负责查找和发起配对,‌建立连接后,‌主从设备之间可以进行双向的数据或语音通讯。‌从设备在平时工作在从模式,‌等待其他主设备连接。


4、BLE缩短时间换取能量,时间的使用对于BLE来说是实现低功耗的关键,由于无线电处于发射及接收状态时对于能量的使用和消耗是较多的,因此以下几个方面对功耗也是大大的减少。高效率编码:高效率的编码方式可以用更少的时间发送同等数量的数据。 与传统蓝牙相比,BLE支持超短数据包,这使得发送时所需的时间更少。 较快的启动时间缩短发射和接收的等待时间。占用较少的资源:协议越复杂,相应占用的资源就会多,在同等情况下对于功耗的需要就会增加。BLE仅采用一个协议来实现服务器发现,名称发现,信息的读取和写入,这比采用多个协议的经典蓝牙所需的开销少得多,从而也对降低功耗作出了贡献‌

二:BLE蓝牙模块案例


蓝牙模块功耗多低才算BLE模块?

主要是以下几个参数: 1、平均工作电流为 μA 级 ;2、峰值电流不超过 15mA ;


FSC-BT3431 BLE 5.1 SIG Mesh模块(低功耗、主从一体,支持同时连接3个设备)



三:总结


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