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蓝牙技术联盟发表Bluetooth 4.2核心规格版本
ligo_412490100 2015-12-29 11:59
2014年12月4日,蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group; 简称SIG)宣布本周起正式推出蓝牙核心规格4.2版本。4.2版本的主要更新项目包括隐私权限保护的改善与速度的提升,一个支持IP连接的配置文件也即将核准。蓝牙4.2版本将为开发人员、OEM代工业者及整个业界带来新商机,为消费者营造更美好的用户体验,并打造前所未有的使用案例。 蓝牙技术联盟执行总监Mark Powell表示:“推出蓝牙4.2版本的主要目的,是让Bluetooth Smart继续成为连接生活中各种事物的最佳解决方案 — 范围涵盖个人传感器到互联家庭。除了规格本身的升级,还有支持IPv6蓝牙应用的新配置文件(IPSP),将为设备连网开启全新领域。Bluetooth Smart是唯一能随市场扩展的技术,为开发人员的创新提供弹性的开发空间,并为物联网(IoT)的发展奠定基础。” 隐私权限与信息安全 蓝牙4.2版本导入了业界领先的隐私权限设置,在降低能耗的同时,新的蓝牙规格提供政府级的信息安全保障。新增的隐私权限功能让控制权重回消费者手中,窃听者将难以通过蓝牙联机追踪设备。举例来说,当您在装有蓝牙信号发射器(beacon)的零售商店购物时,若您未授权发射器连接您的设备,就不可能被追踪。 速度 蓝牙4.2版本能提升Bluetooth Smart设备间数据传输的速度与可靠性。由于Bluetooth Smart封包容量增加,设备之间的数据传输速度可较蓝牙4.1版本提升2.5倍。数据传输速度与封包容量增加能够降低传输错误发生的机率并减少电池能耗,进而提升连网效率。 网络连接 网络协议支持配置文件(IPSP)基于蓝牙4.1版本功能,再加上4.2版本的新增特色,能让Bluetooth Smart传感器得以通过IPv6/6LoWPAN直接接入互联网。通过IP连接,就能利用既有IP基础架构来管理Bluetooth Smart"边缘"设备(edge devices)。对同时具备个人与广域管控需求的互联家庭使用情境而言,这是非常理想的做法。该配置文件将于年底前核准。 关于 Bluetooth(蓝牙)无线技术 蓝牙无线技术是一项全球通用的无线标准,它为越来越多的设备赋予了简便、安全的连接,同时也是互联世界的主要技术之一。凭借可持续更新的软件平台和低功耗的优势,Bluetooth Smart Ready 和 Bluetooth Smart 设备可为移动电话、消费性电子产品、个人计算机、汽车、保健以及智能家居产业创造新的应用机会。蓝牙设备每年的出货量高达 30 亿,是全世界企业开发者、产品制造商以及消费者首选的无线技术。在行业领军企业的支持下,蓝牙技术联盟已授权超过24,000 家成员公司就蓝牙无线技术进行合作、开发和指导。更多 《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载
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详扒应用Bluetooth Smart技术的全套智能骑行设备的技术细节和应用场景
yun_xiang_guan_112872751 2015-11-26 21:02
现代人生活节奏快、生存压力大,锻炼健身就成了必不可少的减压方式,绿色环保的自行车运动自然也就成为了热门健身方式。而随着自行车骑行爱好者和专业运动员对实时数据监测和运动数据分析的需求不断提高, 应用Bluetooth Smart技术的全套智能骑行设备应运而生,下文就详细介绍这些设备的技术细节和应用场景。 为自行车手们开发的Bluetooth Smart设备 为自行车手们开发的标准Bluetooth Smart套件一般包括一个心率监测仪、一个踩踏速率传感器和一个车轮转速传感器。顶级选手还会在自行车的曲柄部安装功率计,来测量选手运动的功率输出。这些设备都能采集数据并发送至安装在车把部位的专用Bluetooth Smart自行车电脑(cycling computer)或装有相应APP的智能手机上。 上图:自行车电脑;下图:速度传感器/踩踏速率传感器/心率监测仪 数据、数据、数据——重要的事情再说三遍! 对于更智能的训练,最重要的必须是数据!(虽然这样讲可能对劳苦飞奔的双腿有点不公平……) 自行车电脑能分析接收到的数据,并将其转化为选手们所需的信息。具体以何种形式、怎样分类、显示哪些信息,则由开发者进行配置,以确保数据被最大化地利用、并得以显示。 自行车电脑通常能够通过家庭网络云服务器同步骑行数据,便于后续通过更完善的网络或移动APP进行更有力的分析和可视化处理。因此数据的使用也可以划分为两个阶段:骑行中和骑行结束后。 收集数据,Bluetooth Smart实现骑行过程中实时监测 心率监测仪的主要工作是计算、并阶段性地报告心率监测结果。如果设备采用的蓝牙配置文件(第二篇中将详细介绍)规定某些数据项为选择性的,那么设备也能够获取这些数据,如消耗多少千焦能量、以及在测量心率的同时测得“RR间期”等。“RR间期”是心电图波形中两个R峰之间的时间间隔,如下图所示。 踩踏速率传感器能够与事件时间戳一同汇报累计曲柄转数,让自行车电脑能够计算踩踏速率的当前值和平均值。 与之类似,车轮转速传感器能够与时间戳一同汇报累计车轮转数,以计算车轮转速的当前值和平均值。它对于自行车手更重要的意义在于,如果自行车电脑中的配置中有精确测量车轮周长的功能,就能测得行车的距离,以及行车速度的当前值和平均值。 Bluetooth Smart助你实现训练目标 一些自行车电脑还能在骑行过程中进行更高级的数据分析和传感器数据显示。小编的PolarV650就能显示五个心率区间时长的柱状图。在骑行过程中,只需要轻触摸屏就能查看。有的自行车手(和跑步者)将心率训练视为改善整体成绩的重要方法之一。柱状图能够快速、简易的查看运动员的实际负荷状态。所有这些功能都基于Bluetooth Smart实时传输的数据。 计时赛选手们都力求以最快的速度、经由相对短的路径完成比赛。这也是训练的好方法。小编常在一条长12英里的环形赛道上进行训练,有时会设定一个尽可能短的完成时间,争取打破自己的记录。在骑行过程中,我可以全程查看当前速度和平均速度。要想打破个人记录,我就必须达到并维持一定的平均速度。为此我只需对比当前速度与平均速度,如果当前速度更快,那么平均速度就会得到提升,反之亦然。这在技术上很容易实现,而且数据的帮助也非常大。 心理激励不可忽视的力量 高质量数据既能对我们产生无意识的影响,也能有意识地帮助我们制定决策。 如果双腿会说话他们一定会反对,不过所有的专业运动员都相信心理作用对运动成绩的巨大影响。蓝牙自行车传感器能够采集数据、并显示于自行车电脑上,这些数据能够对选手产生极大的激励作用。从小编自己的经验来看,如果数字显示目前进展顺利,我就会感觉良好并更有动力继续保持战果;如果数据显示我表现不佳,我会更有意识地进行调整,让双腿发力、扭转现状。 这些给力的数据也能让我在训练和比赛中更好地作出决定。选手们的体力是有限的,因此长赛程中的体力分配就尤为重要,这里也包括何时进食和饮水。而在长距离赛程中,身体在巨大的消耗下作出的生理反馈其实是非常不可靠的。选手们需要确保不能从一开始就一直快速行进,否则赛程后段就会体力不支。他们需要时刻留意行进的距离,为前方艰难的山路赛段保留体力,并在适当的时候进食和饮水,以能量补充。 骑行结束?No,真正的分析才刚刚开始 骑行结束之后,无论是成绩喜人还是糟糕透顶,筋疲力尽的选手们第一想法肯定是赶紧倒地休息。但训练并非就此结束,满怀抱负的自行车手们更希望能够导出数据进行分析,以求日后改进。数据可以从自行车电脑同步至云端,并进行更高级的分析和数据可视化处理。下面就是一张小编今年早些时候的山地骑行数据分析图。 智能手机,口袋里的接收器 Bluetooth Smart还为自行车骑行世界带来的了另一项有趣的功能,那就是让自行车手能够通过各种智能手机APP直接接收和处理自行车传感器采集的数据。当前几乎所有的智能手机都采用了Bluetooth Smart,因此这项功能不难实现。市面上已经有一些采用其他专利无线技术的自行车电脑也添加了Bluetooth Smart 支持,能够接收并显示来自选手衣兜里的智能手机的通知。 下一页: Bluetooth Smart骑行应用开发指南 哪些配置文件必不可少? 与骑行相关的主要配置文件包括:心率配置文件(Heart Rate Profile)、骑行速度和踩踏速率配置文件(Cycling Speed and Cadence Profile)、骑行功率配置文件(Cycling Power Profile)。 心率配置文件使用通知将心率测量结果传输至向与之相连的GATT客户端。通知中包括的不仅仅是心率数据,稍后小码哥会详细说明。骑行速度和踩踏速率配置文件也使用通知传输数据,每个通知都包含车轮转数或(和)曲柄转数数据。骑行功率配置文件也使用“通知”这一超级有用的属性协议(Attribute Protocol)信息来传输数据。 Bluetooth Developer Studio助力开发 Bluetooth Developer Studio是蓝牙技术联盟新推出的开发工具,是助力开发的神器。其庞大的配置文件、服务、特性和描述符资源库并不局限于之前所提到的。Bluetooth Developer Studio是探索这些配置文件的绝佳工具,让开发者能够通过插件生成代码,迅速进入开发的实施。 Bluetooth Developer Studio 可供下载的智能手机APP 许多配置文件可用的移动应用程序,可以下载并使用。下面列举的三个是适用于安卓系统的移动应用程序: ·Polar Beat ·Wahoo 健身 ·北欧半导体BLE nRF 工具箱 开发专属你的炫酷APP 如果你是移动开发者,你一定会想要开发自己的Bluetooth Smart应用,尤其是当蓝牙技术联盟或其他设备制造商发布新的配置文件时。而且,随意结合采用的服务和你自己自定义服务打造自己的自定义配置文件也是完全合法的。 编写代码的种类取决于开发所面向的平台以及开发的是GATT客户端还是GATT服务器。如果你编写的是与自行车或选手身上的一种或多种类型的传感器协同工作的GATT客户端应用,就需要订阅包含所需传感器值的特性的通知,当通知通过Bluetooth Smart从传感器传输至设备时,就可以依照代码对这些通知进行相应处理。 让我们再进一步观察一下这三个配置文件,然后我会陆续穿插一些代码片段。 心率配置文件 (HRM) 这一配置文件包括一项强制性 服务,即心率服务;以及一项选择性 服务,即设备信息服务。心率服务定义了以下几项特性: 心率测量特性值可分解为若干不同的字段,因此接收此特性通知的应用要做的第一件事就是对值数据进行划分。我们可以从Flags 字段的首字符和0-4比特位中了解心率传感器的更多功能,以及特性值其余部分的数据形式。例如,表示每分钟心跳数的心率值可能是8位或16位字段,Flags 字段会以一个特定的通知告诉我们是哪种情况。 一个8位字段能够保存0-225范围的值,对于人的心率来说足够了。一种计算心率理论最大值的方法是220-年龄,所以一个40岁的人心率理论最大值为180。但如果你要用心率测量仪给一只蜂鸟侧心率,那这一数值可能在50-1260跳/每分钟之间,就需要一个16位的值才够。 处理安卓系统中的心率通知 骑行速度和踩踏速率配置文件(CSC) 这一配置文件也有一个强制性的服务,即骑行速度和踩踏速率服务;以及一个选择性的服务,即设备信息服务。CSC服务定义了以下四个特性: CSC测量特性是应用开发者最感兴趣的,它的值也可以分解为若干个字段。首个字节包括一个Flags 字段, 前两个字节可指示该值是否包含车轮转数数据或(和)曲柄转数数据。车轮转数数据包括一个32位的累计车轮转数,以及一个代表以1/1024为单位最后一次测量车轮事件的时间的16位的值。曲柄数据包括一个16位的曲柄转数累计计数,以及一个类似的16位的最后一个事件的时间字段。有了这些数据,客户端就能够计算自最后一次事件的车轮转动或踩踏的平均速度,即便蓝牙连接在中间发生过中断。如果客户端知道车轮的圆周,那么还可以计算出自最后一次事件之后的行进距离和平均骑行速度。 处理安卓系统中的CSC 通知 骑行功率配置文件(CPP) 这一配置文件定义了四个角色,允许通过两种完全不同的方式使用骑行功率传感器。通常“收集器”可以连接至“CP 传感器”,发现GATT服务和特性并与之互动。但配置也可以把骑行功率传感器设置为“CP广播者“的角色,有一个或多个客户端作为“CP观察者”通过无定向不可连接的GAP广播接收骑行功率数据。在后者的情况下,必须使用Bluetooth Smart传输数据,反之也可以通过蓝牙BR/EDR调用CP 传感器和收集器的角色。 请注意,在不同位置(如自行车左右两侧曲柄)安装、并同时使用多个骑行速率传感器是十分常见的。骑行功率服务的传感器位置特性可以适应这一情况。 这一配置文件定义了一项强制性 服务(即骑行功率服务)以及两项选择性 服务(即数据信息服务和电池服务)。其中骑行功率服务定义了以下5项特性。 以上骑行功率测量时大多数应用都会利用的特性。通知可采用GATT用于从CP传感器向与之相连的采集器传输数据。如果这一特性的服务器特性配置描述符被设置为0x01,特性就能采用GAP广播数据包在服务数据字段中被广播。 测试客户端应用 使用蓝牙开发板生成模拟传感器读数,就可以很更简单地测试与传感器设备协调工作的蓝牙客户端应用。这显然比每次做出改动、安装应用后都要亲自骑车测试便利的多。虽然可能没有亲自骑车那么有趣,但的确非常便利。 我有一些来自不同制造商的开发板,如CSR(已被高通收购)、北欧半导体、蓝兆(已被Silicon Labs收购),它们都包括心率配置文件的实施,可以生成模拟心率数据。北欧半导体SDK还包括CSC配置文件。创建常见的配置文件的模拟时,用心率配置文件做模板即简单、又省事。 适用于北欧半导体nRF1DK的心率配置文件项目 另外,一个叫做LightBlue的iOS和Mac应用能帮助开发者建立Mac、iPhone或iPad的“虚拟外围设备”, 并支持CSC、HRM、骑行功率等多项配置文件。 资源 Bluetooth Developer Studio让开发者能够快速启动开发,使用、设计服务和特性,来打造自己的解决方案。这一工具是无价的资源库,让开发者能够创建自己的服务,并了解采用的服务器如何工作。 北欧半导体有一个非常不错的安卓应用,同时支持心率配置文件、骑行速度和踩踏速率配置文件,以及其他配置文件。源代码还公布于Github上: 我最初便携的两个 Bluetooth Smart APP都是针对BlackBerry 10的心率配置文件、骑行速度和踩踏速率配置文件。两个应用的代码现已开源(Blackberry 10 心率监测仪,Blackberry 10 CSC 监测仪),有需要请上网搜索。 总结 以上就是智能骑行系列全部内容,希望感兴趣的开发者有所收获。有了蓝牙,开发者们能够更好地发挥创意,为自行车选手们打造出让他们惊叹的应用。
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智能照明系统探讨
hdipcam_337651847 2015-9-15 09:17
一、引言 从智能手机,智能穿戴等,纷繁芜杂,各种智能硬件,粉墨登场,照明及大楼领域,亦有智能照明和智能楼宇。智能照明实际就是根据某一区域的功能、每天不同的时段、室内外光亮度或该区域的用途来自动控制照明,甚至暖通等大楼系统及设备,也即根据用户需求,制定照明控制策略,以适应任何场景,保证能源使用得当,同时满足用户的高灵活性及对其环境的控制。 本文为探讨交流文档,文中引用业界一些参考材料,在此一并致谢!对于不足或谬误之处,请各位看官斧正批判。 沟通交流: karllichina@sina.com, QQ 745042263, TEL 13376067858 完整全文见附件 二、智能照明简介     三、无线智能照明控制系统 常见可用于无线照明控制系统的通信技术和协议有:蓝牙、WIFI和ZigBee等。其中蓝牙和Wifi均为点到多点的星形网络结构(注:近期CSR公司推出私有的蓝牙Mesh网络协议栈,但尚未标准化)。Zigbee则是网状网。常见的无线通信协议栈,标准化的ZigBee应该说最适合于大规模的无线照明网络,起码目前为止,是这样的。 ZigBee联盟对于智能照明提供三种不同层次的协议应用:1.ZLL(ZigBee Light Link  -–较小规模的,面向家庭等的简单照明应用;2.ZHA(Zigbee Home Automation)/ZBA(ZigBee Building Automation)--家庭和大楼自动,在这里,照明系统可以和家庭/大楼的暖通等系统集成。 由于网状网络信息更新时间间隔较长,以及大规模的复杂性,NXP公司推出了类似于ZigBee协议的JennetIP协议栈,应用于无线照明领域,该系统具有设备状态更新快、反应迅速、单网规模大的优点,几乎现有的智能照明大规模应用案例,均采用该系统。JenNet-IP是一种增强型6LoWPAN网络层,特别针对以IEEE 802.15.4标准为基础的超低功耗网络所设计,适用于住宅和工业应用。 四、智能照明系统网络组成 JenNet-IP 是 NXP 专门面向住宅、商业和工业等物联网应用推出的端到端 IP 连接无线 网络协议栈,最大特点是可以自组网和通过 IP 地址对端点的访问和操作。主要特点包括如 下内容。 1 节点类型 节点类型分为 Coordinator、Router 和 EndDevice。 Coordinator:网络的建立者,一个网络只能有一个,允许其他节点加入。 Router:Router 能加入到 Coordinator 和 Router,也可以允许 Router 和 EndDevice 加入,并能转发数据,起中继作用,Router 不能睡眠。 EndDevice:EndDevice 能加入到 Coordinator 和 Router,但不能允许其他加入,有睡眠功能,能实现低功耗。 2 无线频率 使用的无线频率范围为 2405MHz-2480MHz,每 5MHz一个信道,每个信道带宽为 2MHz, 从信道 11 至信道 26,一共 16 个可用 信道。信道划分如下图 所示。                                                                                       3      网络拓扑结构 JenNet-IP 的网络拓扑结构为树状拓扑结构,拓扑结构如下图 所示。         4    JenNet-IP 协议栈的构成 图    拓扑结构图   对于物理层和MAC层是基于IEEE802.15.4 标准,而网络层则较复杂,分别由JenNet、 6LoWPAN、IP、UDP组成,应用层通过JIP所定的API函数实现对网络层的访问完成通信功 能。JenNet-IP 协议栈的构成如下图 所示。     图  JenNet-IP 协议栈结构图   5    路由技术   路由技术分为 Route Over 和 Mesh Under,JenNet-IP 采用了 Mesh Under。Route Over 的 路由计算是在 IPv6 层之上,而 Mesh Under 的路由计是在 IPv6 层之下,采用 Mesh Under 技 术的优点是 MAC 层数据包中带有 MAC 地址,路由可以直接投递数据包,减少通信量,提高通信效率。   5.1 Rout e Over   其通信流程是,应用层的数据包先转为 6LoWPAN层数据包,再一包一包发送,而中继 路由先一包一包接收 6LoWPAN包再合成路由数据包,再判断要传递给哪个节点,然后将路 由数据包先转为 6LoWPAN层的数据包,再一包一包发送,而目的节点先一包一包接收 6LoWPAN包再合成应用应用层数据包。Route Over流程图如下图所示。     图    Route Over Mes h Under 其通信流程是,应用层的数据包先转为 6LoWPAN层数据包,再转为MAC层数据包转发 出去,数据包中带有MAC地址,而中继路由接收到MAC层包后判断目的节点,再转发出去, 目的节点收到MAC包后,再转换为 6LoWPAN包,再转换为应用层的数据包。Mesh  Under 流程图如下图 所示。     图 Mesh Under   6 加密安全 一共有两个密码,分别为 Network Key 和 Commissioning Key。 Network Key:Network Key 是所有的节点必须有并且是一样的,用于内部网络通信; Commissioning Key:Commission Key 是在节点加入网络时候验证权限使用。 五、产品 南京元阳科技提供全套设备及解决方案,包括:智能照明灯具侧联网控制器、网关(ZigBee/JenNet IP)、遥控器、PWM/线性调光LED驱动电源、PC软件及App(Android/IOS)、各种LED灯具。其主要特点: 1.   支持大型照明灯具联网(LAN/Internet),同一网关灯节点数高达500+; 2.   支持当前最先进的数字PWM调光和线性调光,白灯彩灯统一调节; 3.   支持占位传感器和亮度传感器联网,实现自动人员存在检测和自动亮度调节; 4.   可与空调、供热系统等结合,实现智能建筑(Smart Building); 5.  无线互联,可局域网或Internet互联,智能手机App/PC/平板访问控制。    
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Walking while texting
max.coolbeans 2015-8-8 20:53
The times they are a-changin', as Bob Dylan would say. For example, technologies that we couldn’t have dreamed of when I was a kid have already come and gone (think "pagers" -- need I say more?).   Then there are new ways of communicating. I remember a few years ago when Star Trek-esque Bluetooth earpieces first started to appear on the scene.     My mother-in-law is an early adopter of technology. She scooped up one of these ear pieces as soon as they came out. Just to add to the fun, she keeps her phone set to auto-answer.   She came to visit. She has long hair. I had no idea she was wearing a Bluetooth earpiece. I took her to the local supermarket. Someone called her on her smartphone. From my perspective, she suddenly started gesticulating frenziedly and babbling on about rambling topics.   I honestly thought she'd gone insane. I didn't have a clue what to do with her. Then I started to imagine what my wife, Gina the Gorgeous, was going to say: "When you left the house, my mother was perfectly reasonably sort-of could pass for normal (in a dim light). Now, after just half an hour with you, she's a raving lunatic!"   Given the circumstances, it would probably not go down well if I were to retort: "So nothing really changed, did it?"   It actually took me quite a while to realize what was going on. Now, just a few years later, I think nothing of seeing ladies waving their hands around and warbling to themselves as I wander through the supermarket (it may even be that some of them have Bluetooth earpieces also LOL).   Or take texting. I read an article recently that said young people have little interest in email -- they just text each other. I think that article was right. My 20-year-old son, Joseph, never looks at the email account I set up for him. Whenever I look at Joseph, he's texting someone. In 2012, a 17-year-old teenage boy from Wisconsin won $50,000 at the annual National Texting Championship, which was held in New York City. When I get home, I must remember to tell Joseph that he needs to work harder on his texting skills.   Now, you may wonder why I'm waffling on about this. It all started this morning when I was driving into work and I heard a report on the National Public Radio (NPR). You often hear about the dangers of texting while driving, but (as per this video ) it seems that there are an increasing number of accidents whilst texting and walking.   I seem to recall that some university did a study on this. They found that people who text and walk typically perambulate 20 to 25% slower than the non-texting fraternity. Furthermore, without consciously thinking about it, they lift their feet to exaggerated heights when navigating curbs.   It appears that walking while texting is becoming endemic; so much so, in fact, that a city in Belgium has set up special walking lanes for people who are texting. I don’t know whether to laugh or cry. Is it just me, or do you too feel like shouting: "Stop the world -- I want to get off!"
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菲菲回来啦!欢迎大家参加19号菲菲主讲的“测”转物联网在线研讨会!
热度 2 xiaofei_r_413260106 2015-5-15 14:00
嗯嗯,算了算,上一次发博文还是去年3月的事情了,过去这一年多因为个人原因没能跟大家分享射频测试方面的心得,菲菲感到很抱歉。。。。。Really sorry。。。。。。好在现在生活工作又步入了正轨,我一定争取多发几篇博文来分享给同学们咯~~~~~   5月19号上午10点,我将和几位同事一起举办一个关于物联网射频测试的在线研讨会,这个研讨会的内容有:   - 物联网所常见的射频技术,如ZigBee,Z-wave,Bluetooth,Wi-FI,ASK/FSK等等 - 物联网射频测试的难点和解决办法 - 物联网射频实测案例   在线研讨会的注册网址是http://www.chinawebinar.com/landing/200027.HTM。希望同学们能够参加~~~~我们到时候见啦~~~~~  
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Bluetooth Low Energy系统的开发
daixxshu_918538812 2014-3-25 15:18
在通过与智能手机和平板终端的结合来提高利便性的应用(例如钟表、健身/保健器材等)中,Bluetooth LE(Low Energy)正得到迅速普及。在这些应用中,纽扣电池驱动的设备居多,为了实现更长的电池寿命与更高的性能,对于低功耗化的要求日益强劲。不仅如此,由于毫无无线体验经验的用户也可通过身边的智能手机等连接Bluetooth LE,因此,Bluetooth LE在众多产品中的应用趋势已势不可挡。另一方面,要想利用以Bluetooth LE为首的无线系统,必须在特定的实验机构进行合标确认,并获得各国规定的无线电认证。因此,在研究从零开始构建系统时,需要充分的无线及协议相关知识,否则,极有可能在产品即将推向市场之前遇阻停滞。 在这种情况下,ROHM(罗姆)旗下LAPIS Semiconductor开发出支持Bluetooth LE的、实现业界顶级低耗电量(发送数据时9.8mA,接收数据时8.9mA,2秒间歇工作时的平均电流8μA)的LSI(ML7105-00x)。另外,取得耗时耗力的Bluetooth SIG认证和国内外无线电认证后向客户供货的模块也在开发中。 在此,针对本LSI和模块以及构建系统所需的示例软件、配置文件进行介绍说明。 <Bluetooth LE LSI> 首先,针对Bluetooth LE LSI(ML7105-00x)的内部结构进行说明(图1)。 【图1】Bluetooth LE LSI(ML7105-00x)的内部结构 本LSI搭载的电路块由无线单元(RF)、调制解调器单元(MODEM)、Bluetooth LE控制器单元、低功耗逻辑单元、电源单元(Main Reg. / Low Power Reg.)、振荡电路单元(26MHz/32kHz)、主机接口单元(UART、I2C、SPI、GPIO)构成。各单元的主要功能分别是:无线单元提供2.4GHz数据发送电路和数据接收电路,发送系统通过D/A转换器将调制解调器单元(调制器)输入的调制信号转换为模拟信号,再通过本地PLL与2.4GHz频段的信号叠加。然后,通过功率放大器放大到足够的功率作为电波由天线发射。接收系统输入由天线捕捉到的各种强度的接收信号,由低噪声放大器放大微小信号。后面的混频器将2.4GHz频段的频率转换为几MHz左右的中间频率,输入到带通滤波器,仅选择所需信道的信号。接着,由限幅器将信号放大,传输给调制解调器单元(解调器)。这些无线单元的特点是,采用PLL直接调制方式,对各电路块整体进行优化,从而实现更低峰值电流(10mA以下)。 然后,在控制器单元进行Bluetooth LE数据包的编码、解码处理,由链路处理单元(LL)与协议栈(GATT/ATT/SMP/GAP/L2CAP)发现设备并与发现的设备连接并提供双向通信。另外,通过与低功耗逻辑单元的联动,新开发了在电源关断时更加省电的抑制泄漏电流的电路;同时,还优化了Bluetooth LE的协议处理固件,缩短了数据包收发数据处理时间,使工作时的耗电量更低。然后,电源单元内置主稳压器和低功耗稳压器,在非通信时仅通过功耗更低的低功耗稳压器进行数据存储。通过这些设计,实现了整体泄漏电流的最小化。振荡电路单元内置主要工作用的26MHz和低功耗工作用的32kHz。特别是主要工作用26MHz振荡电路是按Bluetooth LE的连接间隔周期每次停动的,因此,通过调整,使从停动状态到启动之间的时间最短化,从而减少了待机电流。最后,主机接口单元配备了Bluetooth LE标准化的HCI(UART)和LAPIS Semiconductor独有的BACI(SPI)。HCI主要与PC连接,可用于无线认证试验。BACI与安装了Bluetooth LE配置文件和应用程序的主机微控制器连接,提供Bluetooth LE服务。 《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 BACI通过简化与主机之间的通信来降低访问频率。而且,在结构设计上采用通过事件使主机启动的结构,因此,是尽可能使主机停动来抑制耗电量的设计。综上所述,本LSI在整个结构模块上进行了降低耗电量的设计,从而,使纽扣电池驱动3年以上连续工作成为可能。主机和堆栈结构如图2所示。 【图2】主机和Bluetooth LE控制器堆栈结构 <Bluetooth LE模块> 接下来,针对Bluetooth LE模块的结构进行说明(图3)。 【图3】Bluetooth LE模块的外形照片和结构 本模块在Bluetooth LE LSI(ML7105-00x)之外还内置有Pattern ANT、RF匹配电路、EEPROM、OSC。LAPIS Semiconductor出货时将通过Pattern ANT及RF匹配电路调整RF性能,因此,用户无需调整即可安装于商品中。EEPROM可存储主要含有RF调整值、通信模式、设备地址的配置参数,并可存储用户自己的参数。OSC由主时钟的26MHz晶体振荡器和调整电路构成,已调整为Bluetooth LE所要求的频率精度。 该产品为将多数元器件一体化封装的SiP(System in Package)构造,因此,可与LSI同等处理。另外,产品将通过Bluetooth SIG认证的组件测试(RF、PHY、LL、4.0HCI、L2CAP、GAP、SMP、GATT/ATT)获得QDID后作为模块提供给客户,因此,作为最终产品注册时,只需嵌入用户准备的配置文件即可轻松登记到Bluetooth SIG官网的产品一览中。还有,要想进行注册工作,需要事先向Bluetooth SIG成员(创始成员、加盟成员、应用成员)登记。另外,该产品计划在获得日本国内外无线电认证后进行供货,因此,可直接在日本国内以及获得认证的海外地区操作Bluetooth LE(输出电波),客户可在短时间内快速导入到商品中。 《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 <Bluetooth LE评估套件和示例软件> 为了提高LAPIS Semiconductor的Bluetooth LE产品的导入速度与开发速度,公司准备了评估套件和示例软件。评估套件(图4)包含USB加密狗和无线传感器节点,可通过PC操作Bluetooth LE通信(各种传感器数据接收、LED ON/OFF控制)。 【图4】Bluetooth LE开发评估套件 示例软件(图5)包含可安装于主机微控制器的独有配置文件VSSPP(Vendor Specific Serial Port Profile)/VSP(Vendor Specification Profile),使用这些软件,可通过基于UART的终端通信轻松确认P2P(对等计算,PEER-TO-PEER)的Bluetooth LE通信控制。 此外,LAPIS Semiconductor还开设了技术支持网站。 (URL: https://www.lapis-semi.com/cgi-bin/MyLAPIS/regi/login.cgi) 该网站提供相关的数据表、用户手册、设计指南、评估套件用户手册等,为用户的开发提供支持。 【图5】示例软件的结构 连接时已实施配对,限制其后的连接设备,实现加密数据通信。另外,可作为点对点的Bluetooth LE设备与智能手机通信,使用专用的智能手机应用程序,可确认独有配置文件的服务。 《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 <Bluetooth LE配置文件> 为使用Bluetooth LE正确通信,与主终端与从终端相同,需要安装一样配置文件。配置文件为层次结构,内部有定义几个服务及其属性(read/write等)的特征值。例如,在Heart Rate Profile中有Heart Rate Service和Device Information Service等。LAPIS Semiconductor相继开发了标准配置文件,所有的配置文件都是与第三方联合开发的,预计均可供货,并有望支持向用户平台的移植。 <未来展望> 今后,Bluetooth LE的应用范围有望进一步扩大,对更低耗电量、更加小型、系统开发更容易的需求日益强劲。因此,继当前的ML7105系列之后,LAPIS Semiconductor正在开发后续系列。根据计划,后续系列不仅耗电量进一步降低,而且,为满足小型化需求,采用超小型薄型封装的WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package),产品阵容将更加丰富。另外,为了比以往更容易导入Bluetooth LE,在目前开发中的模块基础上,LAPIS Semiconductor还计划开发内置主机微控制器和ROHM集团开发的各种传感器的SiP模块。 LAPIS Semiconductor同时还在探讨满足进一步高性能化(高速传输、树连接等)的需求,结合最新的Bluetooth LE Core Spec4.1标准,公司今后将一如既往地为客户提供一站式解决方案。 《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载
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基于TI CC2540蓝牙4.0寻物防丢器方案介绍
jordum_742729009 2013-10-8 16:44
    我们常常会在商场,图书馆,汽车上等公共场所遗失贵重物品或者被盗,更严重的是小孩走丢。     那可怎么办?       为了防止这样的事情发生,人们可能直接将贵重物品挂在胸前、手腕上或者拴在腰上,或者直接塞进口袋。岂不知这样对自身的形象和舒适性产生很多的影响。     现在人们渐渐的往科技方向下手,寻找一种能在远离自己身体的东西就能发出警报,而且一直保持工作状态,低功耗,小巧的东西。 蓝牙技术联盟新推出的Bluetooth V4.0技术就可以为解决这一问题从而提供一些有效的方案。     信驰达公司根据市场需求,开发了基于TI CC2540的低功耗蓝牙寻物防丢器。 防丢器参数: P0=4.5dBm@2440MHz  △F=±4KHz@2440MHz 杂散:-65dBc 天线增益:05dB 2nd谐波:-43dBm  3nd谐波:-49dBm  工作电流:最大(报警时)35mA            该方案产品优良性能,功能全面,轻松方便拥有双重保障。苹果手机无需挂件,只需要在安装本公司寻物防丢软件即可实现双向防丢寻物。     可根据使用者需求设定预警范围(防丢、寻找),4种警音模式(附带振动),是外出防丢寻物的贴身好伙伴。   设计原理:               手机与防丢子机之间基于蓝牙4.0协议的2.4G进行无线通信,以通信时的信号强度(RSSI)为参考,再加上一系列的滤波算法,最终基本上实现测量手机与防丢子机之间的距离。     在通过RSSI测量距离的基础上,再通过判断用户设定的丢失报警条件后,实现手机与防丢子机的丢失报警功能。     通过手机或防丢子机上的按键可以控制到对方发出声音来达到寻找功能。   产品特点: 适用性广     本设备体积小巧,便于携带,通过和手机的绑定,可广泛适用于钱包,小孩,宠物,公文包,行李拖箱,等其他贵重物品的防丢及寻找。 双向防丢寻找     手机和本设备之间的相对距离超警戒范围,立即报警。同时可通过手机找物品,也可以通过本设备寻找手机。 功能强大,性能稳定     具有距离可调节(0-30米),具有防丢,寻找,警音提示(或附带振动功能),自动省  电等功能,采用先进的AES128编码技术,性能稳定可靠。 超低功耗,绿色环保     采用最新的Bluetooth4.0(低功耗蓝牙)技术,TI CC2540 单芯片方案,一粒CR2032纽扣电池供电,静态待机功耗仅为0.4uA,接收灵敏度-100dbm。   IOS界面 1. App主页面     将寻物防丢子机打开,再打开IOS APP软件,软件界面最中间出现的一个Power图标是连接按钮,与子机进行配对,配对成功后,图标会变成蓝牙,状态表明“已连接”成功,可以正常使用双向防丢功能。设置图片按钮是设置需要防丢的物品名称。右上角一排显示状态。右下角是设置按钮,可依据自身需求及环境,设置相应的参数。     2.设置图片界面     进入设置图片界面,里面有很多小图标,每个图标代表的意思是你所需要设置的防丢物品名称。例如:公文包、钱包、钥匙扣、宠物、小孩。手机可以实现一对多个防丢寻物功能。            3.设置界面        设置界面其实里面就是说得防丢参数设置。        开启防丢功能:包含开启、关闭防丢。        一键锁定子机:与设置的设备名称进行锁定。        报警触发门槛:可根据个人需要配置子机离开手机的距离。        报警响应速度:设置是否在子机与主机有一定距离之内是否立即还是延时一会警报。        报警方式:其实就是警鸣的声音类别。     4.使用说明     由于一些客户,对于这款新奇、高技术含量的产品会陌生,所以程序中也会有产品使用及工作说明。务必在使用前看懂在进行使用。     我们承接行业用户的技术开发,OEMODM的定制订单业务! 联系电话0755-8632982913417306382 张先生  
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Reliable ultra-low power IP for wearable devices
nitin71954 2013-10-4 15:30
Wearable wireless devices and healthcare device ICs will be a huge market in the next few years, with devices like fitness activity trackers, human body characteristic trackers, mobile body area network devices (MBANs), and home monitoring devices gaining popularity in the market.   This is backed up by research from industry analysts – in mobile healthcare, wearable wireless device revenues will grow to exceed $6 billion in 2018, dominated by sports, fitness and wellness.  “Fitness activity trackers are quickly gaining popularity in the market. Different from other more single-use or event-centric devices, activity trackers monitor multiple characteristics of the human body including movement, calories burned, body temperature, and sleep tracking,” says senior analyst at ABI Research, Adarsh Krishnan.   The second largest market—home monitoring devices—which, primarily target the growing elderly care market, is also expected to witness strong growth over the next five years with overall device revenue growing at CAGR exceeding 39%. This segment is also anticipated to see the development of cross-over devices such as personal emergency response devices supplemented with activity tracker features.   For the communications in these devices, standards-based wireless technologies such as Wi-Fi, Bluetooth, and IEEE 802.15.4 will dominate, and over the next five years, Bluetooth Smart will lead in shipments and Wi-Fi will lead in revenues in the healthcare device IC market – the overall market is expected to exceed $100 million by 2018, according to ABI Research.   Markets for Bluetooth Smart devices include healthcare, sports and fitness, security, and home entertainment. According to industry analyst IMS Research, Bluetooth Smart will be present in 35 percent of all wireless sports and fitness monitoring devices (like pedometers and heart-rate monitors that run on small batteries) shipped this year, and in over 70 percent by 2018. Adding a sports and fitness monitor to a mobile phone can enhance the user experience via downloaded apps. Fitness parameters such as heart rate can be tracked more easily this way.   In home entertainment, integration of this technology in remote controls can add functionality not possible with infrared technology – such as non-line-of-sight control, voice control, gesture control, touch control and motion detection. With these additional features, device manufacturers can create a richer control environment for consumers, such as in interactive smart TVs.   To address this market, Silicon Vision Technologies Ltd and Mindtree Ltd. have partnered to bring to market a state-of-the-art, integrated RF-baseband-stack intellectual property (IP) solution for Bluetooth Smart technology. The integrated solution has already been proven with a lead customer in Asia, and will enable wireless personal area networks (WPAN) that rely on extremely low power consumption wireless connectivity.   The two companies have successfully integrated Silicon Vision’s RF PHY (radio) intellectual property for Bluetooth low energy (BLE), with Mindtree’s product-proven, fully-qualified baseband (link layer) and low-footprint protocol stack. This integrated solution is compliant with Bluetooth Low Energy 4.0 (single mode) specification with a highly competitive power consumption figure, enabling system-on-a-chip (SoC) designers to deliver power and area efficient chips for BLE using qualified and proven silicon over several nodes, including TSMC and SMIC.   The combination of Silicon Vision and Mindtree pairs the unique licensable RF intellectual property solution that supports Bluetooth low energy from Silicon Vision with Mindtree’s leading independent IP for BLE baseband, protocol stack and profiles. Mindtree’s investment in BLE technology spans more than 100 person-years, with several design wins and customer products shipping in volume already.  Silicon Vision adds a silicon-proven RF-PHY solution for BLE, a strong team with ultra-low power RF expertise, and design services ability to quickly scale and meet customer requirements across foundries.   This will help realize the vision of millions of consumer electronics products to operate wirelessly for months or even years on tiny cell batteries.  Indeed the market demand for wearable devices and wellness reporting devices will be huge as consumer expectations and habits adapt as a result of the ubiquitous availability of mobile technology, and more and more demand is placed on portable and remote devices to continuously provide vital information to those who need it most.  
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蓝牙Bluetooth4.0的低功耗BLE在TC-3000C的测试
451054725_121082114 2013-9-3 14:57
蓝牙Bluetooth4.0的低功耗BLE在TC-3000C的测试 1 . BLE 概念: 蓝牙低功耗(Bluetooth low energy)BLE(或 BTLE)是 Bluetooth v4.0 的一项关键功能,将再次重新定义蓝牙技术的使用方式。蓝牙低功耗延续“传统”蓝牙技术的精神,包括低成本、短距离、可互操作,工作在免许可的 2.4GHz  ISM 射频频段,同时增加了创新的超低功耗运作 模式,提供多种新 类型的使用案例和应用可能性。 2 . 蓝牙低能耗技术的特性: 蓝牙低能耗技术的三大特性成就了超低功耗性能,这三大特性分别 是最大 化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。 3 . 待机时间区别: 蓝牙单模器件是蓝牙规范中新出现的一种只支持蓝牙低能耗技术的 芯片。 单模芯片可以用单节钮扣电池(如 3V、220mAh 的 CR2032)工作很长时间(几个月甚至几年)。相反,标准蓝牙技术(和蓝牙低能耗双模器件)通常要求使用至少两节 AAA 电池(电量是钮扣电池的 10 至 12 倍,可以容忍高得多的峰值电流),并且更多情况下最多只能工作几天或几周的时间(取决于具体应用 )。 4 . 连接技术的区别: 标准蓝牙 技术是一种“面向连接”的无线技术,具有固定的连接时间间隔,是移动电话连接无线耳 机等高活动连接 的理想之选。相反,蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔,这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒 到几秒不等。 另外,因为 BLE 技术采用非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源), 此时链路两端相互间只是知晓对方 ,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路。 5 . BLE 特点和优势: 低耗能蓝牙技术继承传统 蓝牙技术( 4.0 前版本统称蓝牙)的跳频技术等优点,并采用高效率的发现机制、少的数据频道和宽频道间隔、引入广播数据包、快速建立连接、引入数据位、低工作电流和超低睡眠电流等技术实现更低功耗、更小代码空间、更低成本的目标。举例说明如下: 高效率的发现机制:低耗能蓝牙技只用 3 个 信道做广播信道,允许毫秒级快速建立连接,效率远高于传统蓝牙的 32 个信道方式。 少的数据频道和宽频道间隔:传统蓝牙有 79 个数据信道,频道间隔 是 1MHz;低耗能蓝牙有 40 个数据信道,频 道间隔是 2MHz。 低工作电流和超低睡眠电流:传统蓝牙的工作峰值电流一般是 35mA,睡眠状态电流是 0.01mA。而低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于 15mA,睡眠状态电流是 0.004mA。 限制峰值功耗 : 蓝牙低 能耗技术还能通过 两种其它方式限制峰值功耗:采用更加“宽松的”射频参数以及发送很短的数据包。两 种技术都使用高斯频移键控(GFSK)调制,但蓝牙低能耗技术使用的调制指数是 0.5,而标准蓝 牙技术是 0.35。0.5 的指数接近高斯最小频移键控(GMSK)方案,可以 降低无线设备的功耗要求。 6 . BLE 工作模式: BLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使 用完全异步通信的遥控器等其它外设 传送数据。这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节),而且发送次数也很 少(例如每秒几 次到每分钟一次,甚至更少)。 7 . BLE 前景: 国际蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)新制定了蓝牙 4.0 标准,以 推动蓝牙第二波发 展浪潮。新标 准最显著的变化就是低耗能蓝牙技术,不仅可以将蓝牙设备的待机时间从 3-4 天延长到 1 年之久,而且可以将蓝牙从待机到工作的几秒时间缩短到 3 毫秒,另外优化的协议设计大大扩展了应 用的灵活性,为蓝牙打开了全新的应用市场。低耗能蓝牙技术将成为物联网实现近距离无线通信的主 要技术 之一,助力物联网创新应用。 8 . 蓝牙 4.0 应用前景 蓝牙 4.0 实现传统蓝牙、低耗能蓝牙和高速蓝牙的融合,支持双模式和单模式两种应用方式。双模式是将低耗能蓝牙功能和传统蓝牙(2.1+EDR/3.0+HS)功能的集成,对应“Bluetooth Smart Ready”商标,可用于手机、平板电脑、个人电脑及电视机等;单模式仅支持低耗能蓝牙技术,对应“Bluetooth Smart”商标,面向高度集成、紧凑的设备,可用于心率监测仪、计步器等使用纽扣式电池、收集特定信息的感应器类电子设备。 目前 iPhone 4S、iPad 3、MacBook Air、Moto Droid Raz r 等产品已支持蓝牙 4.0,Intel、 微软也将在其新产品中增加对蓝牙 4.0 的支持。蓝牙 4.0 设备和应用将趋于快速增长。ABI 研究公司最近预测,2 014年全球市场上将会增加 25 亿套低功耗蓝牙设备。 低耗能蓝牙具有抗干扰能 力更强、数据发送 更快、工作效率更高、可与手机/计算机连接等优势,具有无可比拟的技术和市场优势,特别适用于近距离、小数据量、非频繁操作的应用场景,如医疗、健身监视器、腕式设备/手表、家电遥控器、玩具、手机、计算机及附件、工业 自动化、电子游戏等 二、 TC-3000C 上升级 BTLE 升级 BTLE 前用户要提前告知 TC-3000C 的序列号。 TC-3000C 升级 BTLE 的步骤与升级固件的步骤相同,分以下几步: 1 .文件准备: 将升级文件 upgrade3000c.tgz 拷贝到 USB 接口的 U 盘的根目录下,把 U 盘插入 TC-3000C。 2 .升级: 在  Configuration /Network / F8/F8/F3/选  Usb Memory/按确定/按提示操作即可。 3 .验证: 升级后,在  Con figuration / Peripherals / System Info / Version  中可查看到最新的版本号。 升级完成。 三、 TC-3000C 对 BTLE 测量的支持 TC-3000C 对 BTLE 提供了很多测量项的支持,使用户能生产出符合蓝牙 4.0 标准的产品。 1.   一致性测试: TC-3000C 为基本速率提供 12 项测试项,为 EDR 提供 8 项测试项,为 BTLE 提供了 7 项测试项 2.   RF 测试图形中为 BTLE 提供以下图形显示: 1)   频谱分析(Spectrum); 2)   调制模式(Modulation); 3)   时域分析(Power-Time); 4)   包误码率(PER); 3.   TC-3000C 的 BTLE 测试项: 1)   输出功率(LE Output Power); 2)   带内辐射(LE In-band Emissions); 3)   调制特性(LE Modulation Characteristics); 4)   载波频率偏移和漂移(LE Carrier Frequency Offset and Drift); 5)   接收灵敏度(LE Receiver Sensitivity); 6)   最大输入信号(LE Maximum Input Signal Level); 7)   包误码率完整报告(LE PER Report Integrity);  
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蓝牙4.0(BLE)主从通信透传模块
rfstar_842450910 2013-7-4 10:10
  概述 低功耗蓝牙模块主透传协议是针对低功耗蓝牙模块从透传协议设计的,通过本协议模块可替代手机设备与从透传协议模块连接,实现透传功能或直驱控制功能。此协议模块可用作从透传协议模块开发过程中的辅助工具。 BLE主透传协议模块(以下简称MTTM)可以工作在透传模式(TTM)或指令模式(CM)。 MTTM上电启动后,处于待机模式(SBM),此时处于空闲状态,无睡眠,需要用户通过AT指令控制模块连接从设备。在成功与从设备建立链接后,MTTM会自动查找从设备的透传通道,如果从设备属于BLE从透传协议模块(以下简称STTM),MTTM默认进入透传模式,否则默认进入指令模式。 透传模式下,用户CPU可以通过模块的通用串口与STTM进行双向通讯。从MTTM串口输入的数据将转发到STTM,并从STTM的串口输出;从STTM输入的数据将转发到MTTM,并从MTTM的串口输出,从而实现透明传输功能,用户数据的具体含义由上层应用程序自行定义。 指令模式下,用户CPU可以通过MTTM的读写指令直接控制STTM的直驱功能。此模式下功能开发中,敬请期待。   l 工作模式示意图     应用范围 ◇  2.4GHz低功耗蓝牙能源系统 ◇  移动手机外设 ◇  运动和健身器件 ◇  消费者健康和医疗 ◇  家庭/楼宇自动化 ◇  消费类电子产品 ◇  USB Dongle
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蓝牙4.0发展真的要靠Android吗?
热度 1 rfstar_842450910 2013-6-28 13:55
         2013年5月18日在Google I/O开发者年会上,Google宣布未来几个月内其Android操作系统将全面支持Bluetooth Smart Ready和 Bluetooth Smart设备。采用新版Android系统的移动电话和平板,只要搭载双模蓝牙芯片即属于Bluetooth Smart Ready规格。   虽说 Android 如今在发展道路上可谓是顺风顺水,但原生系统缺乏预设蓝牙框架的问题一直都是手机厂商和应用开发者心头长久以来的痛。他们想在不同品牌不同机型的Android 手机做一些蓝牙外设,却因为系统底层蓝牙驱动不同,苦恼到了他们。就算是做出来某个机型的APP,但消费者依旧不买账,重新刷系统,这样外设就和手机连接不上了。 不过 Google 终于 意识 到了这一点,并于开发者年会上宣布将在未来的更新中为原生 Android 操作系统全面支持 Bluetooth Smart Ready  和  Bluetooth Smart  设备。无论对厂商还是开发者来说这都是一大福音,而且可以预见的是在更新以后 Android 对低功耗 Bluetooth Smart(用于单模蓝牙 4.0 芯片)设备的支持度也会变得更好。采用新版Android 系统的移动电话和平板设备,只要搭载双模蓝牙芯片即属 Bluetooth Smart Ready规格。Bluetooth Smart Ready为蓝牙技术之进阶标准,几乎可与所有支持蓝牙技术的电子产品兼容,包括键盘、耳机,以及超级省电的下一代 Bluetooth Smart 智能应用配件(Bluetooth Smart appcessory),如 FitBit Flex智能腕带及Pebble  智能手表 等。  不过目前 Google 还没有公布该更新具体到来的时间,大家唯有再耐心等一等咯。     Android操作系统将在未来的版本将支持Bluetooth Smart Ready技术,使得Bluetooth Smart的开发者可以较易地将其设备和应用在广大的Android生态系统中进行连接和发布。应用开发商可采用新的Android API,进而运用Bluetooth Smart的智能应用配件(如健康监控或医疗设备)收集数据,再传送到其他支持Bluetooth Smart Ready 产品(如智能手机或平板)的应用上。一旦该产品发行,任何运行Android 操作系统 的蓝牙手机或平板设备,只要搭载双模的蓝牙射频芯片,都是Bluetooth Smart Ready设备。           Android蓝牙4.0机会     蓝牙迈入4.0规范后再多出针对低功耗的方案,而继Apple、Windows、Blackberry之后, Google 终于宣布年内的 Android 新版本将可原生支援蓝牙新规范 Bluetooth Smart Ready,四大操作系统厂商合作将积极推动Bluetooth Smart Ready的设备发展,这对于手机、平板电脑制造商,应用开发者以及最终透过蓝牙连接其他设备的消费者来说都是非常好的消息。未来只要是搭配标准蓝牙加上蓝牙低功耗双模的手机与平板都可与所有的蓝牙设备、包含蓝牙低功耗进行快速配对。     尤其蓝牙4.0(BLE)规范问世后,对许多不需即时传递大量数据资讯,对数据传递延迟需求较低的设备,或是仅需定期传递数据的产品,都可能会选择功耗更低、能延长电池使用寿命的蓝牙低功耗取代现行的标准蓝牙。 而 Android 设备开始导入 Bluetooth Smart Ready 后应该可看到更多运动设备商为 Android 开发专属或是亦可在Apple、Windows、Blackberry设备使用的穿戴型保健设备,像是导入感测器的运动手环、慢跑鞋、血压脉搏侦测设备等,都可更轻易与 Android 设备连接。 Google发布Android支持Bluetooth Smart Ready和Bluetooth Smart设备,其实受益的也有目前炒得火热的物联网,传言Android已成为一款标准的“物联网”操作系统,只是Android设备与物联网之间隔着“一颗牙”,伴随Android设备与Android设备之间,Android设备与蓝牙4.0模块节点之间将更多的通过蓝牙进行交互、通讯,Bluetooth更进一步的巩固在物联网无线技术的地位。 “标准化、超低功耗的无线技术的兴起是推动物联网发展的关键因素之一。在德州仪器、剑桥等半导体厂商的推动和蓝牙技术联盟推出最新标准规范下,物联网将真正走进我们的生活。”只要植入芯片,无论是你脚上穿的鞋,还是喷气式飞机的显示屏,都可以实现互联,从而组建一个庞大的网络。随着这些产品的陆续面市,谷歌将进一步拉大与苹果公司和微软的差距,成为信息与物质互联世界的软件霸主。   目前市场上的所有智能设备都在推动着物联网生态系统的发展,未来他们也将继续发挥重要作用。但终端毕竟只是终端,物联网的真正发展还是要依靠类似节点和传感器设备等“关节”。而蓝牙4.0,就是一个即将被打通的关节。      蓝牙4.0 IOS应用 苹果iPhone 4S是全球首款支持蓝牙最新版本4.0技术的移动终端,拔得业界头筹,为全球蓝牙4.0的普及化扮演关键角色。苹果公司强调积极推行新产品的全球推广计划,该计划使更多的消费者能够掌握Bluetooth Smart Ready枢纽设备,使更多公司开发人员获得更大动力,进而利用蓝牙4.0技术开发出更加优质的产品。   Android市场 2013年第一季度,安卓力压群雄,市场份额攀升至75%。球智能手机操作系统市场份额的变化情况相对稳定。智能手机操作系统市场一直被几个手机制造商巨头所控制,而安卓的垄断地位主要得益于三星智能手机在世界范围内所取得的巨大成功,再加上华为,联想,中兴基于Android系统的智能手机销售量迅猛增加。2012年第三季度,安卓的市场份额高达74.8%,一年前则为57.4%。2013年第一季度,它的市场份额继续增加,达到75%。Android手机与苹果公司的iPhone在全球市场的销量之比高达4:1。 Google宣布这一消息意味着蓝牙4.0将成下一代Android手机标准配置,随着后面Android智能手机继续保持强劲增长,蓝牙4.0也将逐渐会被消费者所熟知。“消费者是最大的赢家!Android补充了只有苹果设备独占蓝牙4.0外设的应用。” 卓文泰补充道,”蓝牙是真正属于大众的科技,不仅已广获终端用户的认可、信赖和使用,也是唯一一种可提供超低耗能,并能让市面上数百万种应用配件随时随地互联的无线技术。目前许多研发出基于苹果IOS应用的蓝牙4.0外设的公司,也将在此基础上添加Android应用。 未来几个月即将问世的Bluetooth Smart产品,将进一步提升现代人的生活质量、提供更多洞察,并形成更多明智的决定。”   Android蓝牙4.0开发 为顺应这种成长趋势,让开发商更迅速、更轻松地设计新型蓝牙应用,Bluetooth SIG设计了一个蓝牙开发者入门促进倡议,包括一个 兼具社群、论坛、培训以及其他资源的门户网站,已开始提供“蓝牙快速入门指南”,提供Bluetooth Smart 技术的入门介绍。即将推出的蓝牙应用程序开发加速器(Bluetooth Application Accelerator)为Android开发社群提供详细的入门和开发指导,此外,德州仪器TI在线技术支持社区也发布了 TI Bluetooth Smart深度培训文档 和 TI Bluetooth Smart培训视频 。领先的蓝牙4.0技术方案商信驰达科技也迅速做出反应,特别研发了RF-CC2540TA1和RF-BM-S01低功耗蓝牙透传模块,且RF-BM-S01通过了Bluetooth SIG BQB认证,并加大力度在Android上的开发。为的就是能快速设计出方案甚至产品,以最低成本最高效地方式(无需客户MCU及射频经验和蓝牙开发经验)推出特有的个性化移动设备新外设,让产品尽快上市以立足市场。   总结   Android是全球手机操作占有率最高的系统,蓝牙无线技术是一项全球通用的无线标准,它为越来越多的设备赋予了简便、安全的连接性,同时也是互联世界的主要技术之一。凭借可持续更新的软件平台、功耗更低的优势,两者结合,基于Android 的 Bluetooth Smart Ready和Bluetooth Smart设备可为移动电话、消费性电子产品、个人电脑、汽车、保健以及智能家居产业创造新的应用机会和上百亿蓝牙产品。   本文来源深圳市信驰达科技 www.szrfstar.com ,转载请注明出处。
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Bluetooth LE: Are we ready for innovation of use cases?
disruptiveengineering 2013-2-8 08:50
2005: It did not exist. 2010: Adoption. 2015: Explosion! What are we looking at? Not so long ago it was proprietary short range wireless technology being worked on in research labs of Nokia, today, it has carved its way through not just being another standard, but as a technology that has been use case enabler, a differentiating feature in products, as a technology that has created a place of its own in markets. Bluetooth Low Energy (BLE), or Bluetooth Smart, has been through its cycle of being much awaited and talked about, to making the cynics grow confident with the delays in adoption, to a decent start in first year post adoption; and is now all set to disrupt markets. With well-established smart phones and tablet platforms feeling compelled to support it for its merit and also to stay on par with competition. Yes, offering exciting features, and longer battery lives, BLE is all set to march its ways into existing health, smart home, and industrial eco systems. Do take a look at the data by AB Research and IMS Research. Quotes below help get an idea of the estimated volumes.   The introduction of Bluetooth v4.0, with low energy as its pivotal enabler, will drive a second wave of Bluetooth enabled device shipment growth" ... "the market is expected to achieve cumulative shipments over 20 billion by 2017. – ABI Research     "A $6 billion market in 2016 is our most conservative forecast ... " – Theo Ahadome, senior analyst at IMS Research.   Sensor networks, set-top boxes/ hubs for health and home control systems, indoor positioning, all these and many more use cases are beginning to adopt the new technology. Day to day fitness monitoring and health management have become hassle free with the new empowerment from this technology.   By 2016, the penetration of wearable technology in a number of current product categories is projected to rapidly increase as a wide range of new wearable devices are developed. According to IMS Research, new product areas where wearable technology will have strong impact include Smart Watches, Smart Glasses, Sleep Sensors, industrial and military heads-up displays and hand-worn terminals. – IMS Research   Yes, it's true there have been other technology options available. But leveraging on mature eco-system of Bluetooth, and enjoying the benefit of wide adoption, this technology is all set to be not just another standard connectivity option for recognised, well-acknowledged use cases, but also open gates of innovation for hitherto unknown use cases. Are we ready to advertise, scan and connect ...? Krishna Shingala is a technical lead at Mindtree and Vice-Chair of the MED WG in the Bluetooth SIG. She is also an active member of ISO/IEEE 11073 Personal Health Device Working Group and Continua Health Alliance.   Krishna has co-authored several Bluetooth SIG profile specifications, test specifications and white papers, including the Bluetooth Core Specification 4.0.
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Bluetooth LE to break new ground in 2013
disruptiveengineering 2013-1-18 09:15
Bluetooth is well known to the public as a technology that provides a wireless link for local connectivity between a phone and a headset, or as a cable replacement. Its new extension, Bluetooth Low Energy (BLE) is a hallmark in the Bluetooth 4.0 specification adapted last year by Bluetooth SIG. BLE is intended for energy-constrained applications such as a wireless sensor or a disposable device. BLE was designed to enable wireless connectivity with small devices running on a coin cell battery. However, battery powered applications often do not require many data transfers; rather the opposite, wireless connectivity in such applications is used to send just a few bytes at very low duty cycles. With increasing attach rate of Bluetooth and its transition to BT4.0 Dual Mode, significant number of cell phones and notebooks will be in the market one to three years from now supporting BLE, creating the ecosystem for various single-mode devices like heart rate monitors, sports, watches, mouse, keyboards, PC accessories, etc. BLE is a path-breaking technology that will create best-in-class system solutions for power consumption, performance and at a low cost. 2013 is the transition year for the adoption of this eco-system in the consumer applications. - Jayant Somani, Sr. Director, Wireless Business Unit, Data Communication Division, Cypress Semiconductor In his current role, Jayant Somani manages USB and low-power wireless business for the worldwide market. He has been associated with the semiconductor industry for the past 17 years and has marketing and business management experience in consumer electronics, industrial and automotive industries. Jayant has a management degree from the Wharton School and, graduate and undergraduate degrees in Electrical Engineering from BITS, Pilani.
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蓝牙4.0 兼容性问题
wusiqin2009_677227573 2012-9-9 22:58
下图就是现有所有蓝牙关于兼容的示意图。是否明白? 蓝牙4.0实际是个三位一体的蓝牙技术,它将传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术融合在一起,这三个规格可以组合或者单独使用。   在SIG发布的蓝牙4.0标准规范当中,蓝牙4.0低功耗模式有双模和单模两种应用。双模应用中在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈,整体架构基本不变,因此可以保证成本的低廉。同时蓝牙4.0 加入了低能耗(Bluetooth Low Energy,BLE)技术,其峰值能耗仅为传统蓝牙设备的一半。同时在待机状态下蓝牙模块将会自动进入休眠模式,功耗几乎可以忽略不计(之前的蓝牙不关闭情况下仍然会消耗电量)。 蓝牙4.0将会启用128-bit AES完全加密,为数据封包提供高度加密性及认证度。并且最高功率下蓝牙4.0的范围将会扩充到200米范围,有效的加大的设备使用的距离。 欢迎咨询和讨论: QQ:295963564    Mobile: 13713501572 Tony.wu(吴许涛) 威龙科技集团 慧能思达科技 深圳 分公司 深圳 市福田区滨河路5022号联合广场A5409    
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基于低功耗蓝牙的遥控器应用方案概述
rfstar_842450910 2012-8-28 10:45
一直有传闻称,苹果有意在将来某个时候推出自主品牌的高清电视机。该公司的一项最新专利显示,这种电视机的遥控器可能就是iPhone或iPad。据悉,苹果正在研制一种新的技术,该技术能够将它的iOS移动设备变成万能遥控器。这种遥控器甚至能够控制市面上已有的设备,以及苹果可能会在将来推出的任何电视机 。低功耗蓝牙架构实现了全新的用户体验。这来自两种主要技术优势:极稳健的低功耗射频技术和基于服务的数据模型。采用低功耗蓝牙技术的遥控器,消耗功耗仅为类型红外遥控器的10%甚至 更低。采用低功耗蓝牙不仅仅意味着遥控器电池可以用更长的时间,这还意味着日后可以使用更小型的电池,在节省遥控器成本的同时,遥控器的大小和形状也可以有明显的变化,不再受制于感应位置、7号电池的大小和顶部的红外线窗口。从此可以拥有符合人体工学的遥控器——更薄且更优 雅的造型。 由于低功耗蓝牙是一种双向传输技术,数据不仅可以从遥控器传送到所控制的设备,也可以从设备回传给遥控器。遥控器可以知道哪些设备处于开启或关闭状态,也知道哪些设备是控制音量和播放媒体的,还会在使用指定设备时选择适当的电视频道。更先进的遥控器甚至可以告诉你播放中节目的资料,低功耗蓝牙所采用的服务数据模型,使各设备能传送出它们的数据。在遥控器的电池需 要更换时电视屏幕会显示信息,这都是因为一种标准方法可以报告低功耗设备的电量水平。     低功耗蓝牙是下一代遥控器的明智选择。它提供了低功耗模型,令遥控器的大小和形状可以从 根本上实现全新设计。低功耗蓝牙的稳健性使每次按下遥控器的按钮都能成功发出指令,以操控设备。即使你的微波炉是开着的,或你的邻居刚买了一个新型的无线系统并干扰无线频谱,遥控器都能正常工作。而这只需要使用一个单一的通用操控服务,意味着通用遥控器将变得更易于使用且更 可靠。 当然,低功耗蓝牙也用于手机、平板电脑和其它家用设备,就是说这些也可以作为遥控器使用。 当集成到家用自动化系统时,点击手机就可以遥控电视机、播放DVD,手机不仅将与所有的设备做正确配置,还能关闭窗户和调暗灯光或提升房间温度,带来真正浪漫的体验。只有蓝牙低功耗可以 提供这种家庭自动化,消费电子和移动设备的全面集成。 一、iPhone/iPad与低功耗蓝牙电视机的互动方案 iPhone/iPad上安装应用即可遥控低功耗蓝牙电视机 二、低功耗蓝牙遥控器与蓝牙电视机的互动方案 符合人体工学的遥控器——更薄且更优雅的造型 三、PDA与低功耗蓝牙电视机的互动方案 低功耗蓝牙双向传输技术——全新的用户体验  
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低功耗蓝牙开发套件TI CC2540MINI-DK
rfstar_842450910 2012-8-15 12:11
  CC2540DK 迷你套件 描述 CC2540DK-MINI 开发套件提供工作参考设计,用于基于德州仪器 (TI) CC2540 的单模 Bluetooth® 低耗能 (BLE) 应用的软件开发。附带的“密钥卡”电路板可用作 BLE 外设,且包含可根据不同应用定制的可更改软件。使用 BTool(Windows PC 应用)以及附带的 CC2540 USB 软件狗,可以在开发定制应用的同时,测试和验证德州仪器 (TI) 的 CC2540 蓝牙堆栈。 特性 套件包含以下硬件组件: 1 个 CC2540 USB 软件狗:此器件将用作 BLE 主设备。它连接 Windows PC 的 USB 端口,并预先载入了主设备演示应用软件。 1 张 CC2540“密钥卡”:此器件将用作 BLE 从属设备。PCB 位于塑料外壳内,可以用小型飞利浦螺丝刀拆除。它使用一颗 CR2032 钮扣电池供电,并包含双色 LED、蜂鸣器、加速计和两个按钮。 1 个具有微型 USB 电缆、转换器电路板和 10 引脚连接器电缆的 CC 调试器:它用于将软件闪存到 USB 软件狗和密钥卡中。它还可以用于通过 IAR 嵌入式工作平台调试软件。   联系方式: 深圳市信驰达科技有限公司 电话:0755-86329829 手机:13417306382 邮箱: jordum@szrfstar.com
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基于BLE4.0(低功耗蓝牙)无线游戏手柄方案介绍
热度 2 rfstar_842450910 2012-8-15 11:54
  基于BLE4.0(低功耗蓝牙)无线游戏手柄方案介绍     在家庭娱乐应用领域中电线电缆链接将最终被无线技术取代,并通过无线技术提升人们的娱乐性及便利性。目前,便携式开关、智能遥控器、移动电话、以及游戏手柄等移动设备都有使用无线技术来保持与娱乐影音设备和家用电器的连接。随着信息技术的急速发展与更新,蓝牙技术正在逐步深入设计人员和消费者之中。最近蓝牙联盟在2010年7月发布蓝牙4.0规范,作为蓝牙3.0+HS的补充,专门面对低成本和低功耗要求的无线连接,广泛用于医疗健康,家庭娱乐等领域。蓝牙4.0的设备数量快速增涨,目前Microsoft 和Apple都宣布在即将出的Windows 8和终端产品上支持这项新技术,这意味着这项技术将在标准计算和通信平台中被广泛使用。 方案背景 蓝牙无线技术是多个类别电子设备连接的全球短距离无线标准。在小型无线电、耗电量低、低成本、安全性、稳定性、易用性以及特别的联网能力等固有的优势上,蓝牙技术不断发展。Bluetooth v4.0融合了这些创新改进,为制造商和消费者提供低耗能的高速无线连接功能。制造商和消费者可以根据蓝牙设备的具体情况选择激活一项或全部功能。每个工作日超过八款新蓝牙产品通过认证,每周销售3,000万台蓝牙设备。市场上有超过30亿台蓝牙设备,蓝牙技术已经成为全球开发商、产品制造商及消费者唯一认可的无线技术。 据蓝牙SIG 预测,蓝牙低功耗技术在未来短短几年内将被用于10 亿多产品中,应用领域包括: • 手机配件100 亿 • 智能能源(计数和显示)约10 亿 • 家居自动化 10 亿 • 医疗、保健、运动健身100 亿 • 辅助起居500 亿 • 动物标记约10 亿 • P2P 智能运输系统10 亿 • I 工业自动化/M2M100 亿 目前Iphone4s, Acer G471等热门消费电子设备上集成,而Windows8的产品更是标配蓝牙4.0,在Windows8电脑等集成蓝牙4.0的游戏平台上使用移动终端来控制,可以实现无缝连接,不再需要Dongle而且免驱动。 低功耗蓝牙特点和优势     低耗能蓝牙技术继承传统蓝牙技术(4.0前版本统称蓝牙)的跳频技术等优点,并采用高效率的发现机制、少的数据频道和宽频道间隔、引入广播数据包、快速建立连接、引入数据位、低工作电流和超低睡眠电流等技术实现更低功耗、更小代码空间、更低成本的目标。举例说明如下:      高效率的发现机制:低耗能蓝牙技只用3个信道做广播信道,允许毫秒级快速建立连接,效率远高于传统蓝牙的32个信道方式。     少的数据频道和宽频道间隔:传统蓝牙有79个数据信道,频道间隔是1MHz;低耗能蓝牙有40个数据信道,频道间隔是2MHz。     低工作电流和超低睡眠电流:传统蓝牙的工作峰值电流一般是35mA,睡眠状态电流是0.01mA。而低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于15mA,睡眠状态电流是0.004mA。     蓝牙技术、无线LAN、IEEE 802.15.4/ZigBee 和很多专有无线技术都使用无需颁发许可证的2.4GHz 工业、科学和医疗(ISM)频段。这么多技术在一个相同的无线空间内使用相同的无线频段,干扰的存在会降低无线性能(延迟和吞吐量),因为需要进行纠错和重新传送。在要求很高的应用中,可以通过频率规划和特殊的天线解决方案来降低干扰。传统蓝牙技术和低功耗蓝牙技术都采用了AFH,这使得蓝牙传输稳定而可靠。AFH 还使得蓝牙技术对其它无线ISM 波段射频技术的干扰也最小化。 产品介绍 STR-GAMEPAD包括手柄(GamePad)和接收器(Dongle选配)将最新的蓝牙技术——低功耗蓝牙整合无线游戏手柄,完美支持16键+2键+2摇杆+1灯+2马达的双手游戏手柄设计,不穿墙10M以上的通信距离可以完全满足室内游戏的操作需要,跳频技术显著提高设备的抗干扰性。 遵从国际标准,单USB Dongle多手柄的设计可以更好地满足娱乐需求的扩展和演进。 STR-GAMEPAD采用蓝牙4.0规范设计,工作在2.4GHz免费频段,确保产品在全球范围内可以使用。蓝牙联盟在2010年7月发布蓝牙4.0规范,作为蓝牙3.0+HS的补充,专门面对低成本和低功耗要求的无线连接,广泛用于医疗健康,家庭娱乐等领域。蓝牙4.0的设备数量快速增涨,目前已经在iphone4s, Acer G471等热门消费电子设备上集成,而Windows8的产品更是标配蓝牙4.0,在Windows8电脑等集成蓝牙4.0的游戏平台上使用本手柄,可以无缝连接,不再需要Dongle而且免驱动。 解决方案 使用TI CC2540/CC2541(合称CC254x)的方案在低功耗方面有极佳的表现。得益于CC254x单芯片(Soc)提供完整的低功耗解决方案,STR-GAMEPAD在断开连接而不按键的情况低至0.4uA的静态电流,消耗几乎可以被忽略。                        STR-GAMEPAD工作在2402Mhz~2480Mhz内,共有40个信道,完善的通信错误侦测,可以非常良好的避开其他设备如WiFi无线路由器,2.4G无线键盘等家用无线设备的干扰,加之CC254x良好的搞领频干扰,3ms内可以完成数据交换,可以让游戏操控更加精准,体验没有延迟,较普通2.4G无线手柄更加流畅。STR-GMAEPAD使用可充电池,在手柄的前方留有USB充电接口,可以充电反复使用。最多支持3人同时游戏。免驱动的设计,兼容《极品飞车》,《实况足球》,《街霸》等多款游戏。     总结  低功耗蓝牙技术的灵魂在于应用而非速度,将蓝牙低功耗技术部署到工业控制应用,例如智能电表,将可以利用无线和远程采集住家或公司资料,从而大幅节省成本。如何让应用的门槛更低,让上手更容易,让设备自动化程度更高,需要用户介入的过程越少,使用者的感受越好,数据的可靠程度越高,移动的便利性越强,未来的消费者将能够沉浸在一个由蓝牙低功耗技术所串起的加速互连世界中。那么它就是低功耗蓝牙技术该努力的方向,让我们一起祝福低功耗蓝牙技术有一个更好的将来吧。
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医疗趋势:展望 2029 年
zwei_487811740 2012-1-16 16:28
作者:Doug Rasor,德州仪器新兴医疗应用卸任副总裁,以及Mir Imran,InCube, Inc. 创办人兼总裁 关键词:医学、可植入装置、个人化医疗、病患监控系统、Bluetooth、低功耗Bluetooth、ZigBee、数字创可贴、医疗影像、医疗趋势、医疗电子产品、医疗技术、德州仪器、TI 医疗电子产品在过去 30 年有长足的发展。回顾 1980 年的可植入式去颤器、1982 年的血管修复术及 1990 年代中期的冠状动脉支架等发明,可看出科技大大促进医疗装置的发明,使得医疗专业人员能够不断提升治疗的精确性及确定性 (图 1)。   图 1. 半导体技术创新使得产业改观   过去 30 年以来创新的步伐飞快,而未来 20 年将更加迅速。本文仅就医疗电子产品方面的几个潜在面向加以描述。 使用技术预测未来 若要看出未来医疗的趋势,最好的方法是了解现今创新的情况。许多将在 2029 年成为看护标准的技术目前已引进医学界。临床试验时期、美国食品药物管理局 (FDA) 许可、医学研究补助及其他因素将让这些创新在全世界被广泛采用与实施。 个人化医疗、可植入装置及光学技术等方面将出现某些显著的变化。然而,若要有效地部署及管理这些医疗解决方案当中的无线装置,就必须着眼于装置在互动上的网络规模、传输的数据量、整体装置尺寸及所需传输范围。 解决方案目的的临界性是免除干扰影响的重要因素。虽然 Wi-Fi 或无线局域网络 (WLAN)、Bluetooth及 Bluetooth 低功耗技术等无线接口本身可用于较大规模的网络实作,而且此低功耗技术能改善原本 Bluetooth 技术所采用的多项组件,然而,装置操作环境中的干扰范围与数量,会使得这类界面无法用于某些应用。 因此,许多可植入装置及重要看护装置都需要专属的解决方案,以便对电磁干扰 (EMI)、灵敏度以及范围等需求提供更好的控制与认知。目前,Continua Alliance 选择 Bluetooth 作为无线解决方案的平台。 个人化医疗 现今的社会有“疾病看护”体系,但没有健康看护体系。在未来的 15 至 20 年,技术创新会将更多保健、早期侦测及预防方面的投资与责任转移到消费者一方。 在未来 20 年内,全世界绝大多数的人口将能自行使用具备成像及非成像功能的诊断装置检测自身的健康状态。例如,胃调节器 (gastric pacemaker) 可植入人体内治疗过胖及酗酒等问题。数位创可贴可用来监控伤口状况,并反馈感染迹象。马桶内建的高效能传感器可持续测量大小便中的细菌数,并警告感染及其他疾病的发生。这些只是其中的一小部份。 手机可作为一个强大的平台,能根据预定参数向个人及其健康看护服务人员提供及时反馈。未来 20 年内,在糖尿病患者出现实际症状之前,他们的手机可能可以预先向病患和医生警告糖尿病性休克的发生。目前已经有数百种不同的应用可藉由医疗技术让病患能够监控其健康状态,并进行自我看护。 数据完整性与存取,以及系统灵活性与机动性,是大多数病患看护系统的重要因素。透过以太网络或无线网络等接口,医院能使院内及病患家中所有的设备形成网络。现今的接口能够让医生运用医院内部网络或病患的家庭安全系统或手机,从远程联机到病患身上配戴的无线传感器,而这整套系统是运用以太网络或医疗呼叫中心持续监控病患的居家情况。Bluetooth 及 Zigbee? 等无线接口也可发挥作用。除了耗电量之外,数据速率及范围是选用无线接口时必须考虑的另外两项重点。 2.4 GHz 的高频率范围提供全球的涵盖范围,并提供许多通道的高速数据速率及负载周期,但是,低频率可增大讯号范围。对于多通道的全身监控,范围可局限在固定位置,而数据速率可增加至最大。监控多个传感器时,范围则会比数据速率更为重要。最终而言,解决方案的选择必须符合系统耗电及数据传输等需求。 可植入机械装置 未来 20 年内,全部的可植入装置将使用电子装置提供非侵入性评估。例如,现今的心脏手术支架只能用来疏通动脉,未来的支架将在其壁面加装采用无线射频辨识 (RFID) 技术的传感器,只要将感应棒扫过病患的胸部,就能以无线方式取得血管状况的反馈。 含有传感器的人造磁盘将植入病患的臀部、脊椎或膝关节 (图 2),以便以非侵入性方式监控该部位受力大小,并判断植入装置是否正常运作。如果受力过大,或者植入装置未正常运作,传感器会先行警告病患及健康看护服务人员,以利进行立即调整。     图 2. 人体内的电子装置   现今的高效能传感器并未广泛用于医疗装置,因为体内的蛋白质及免疫系统会攻击这些装置,而使得这些传感器无法发挥长期效用。在未来的 20 年,细胞生物学将用来避免人体将传感器视为异物。对于所有可植入装置而言,生物材料兼容的装置将变得至关重要。 光学技术 不久,光学相关技术将让医疗专业人员得以观察人体组织的化学变化。使用某些吸收及反射属性呈现出人体组织后,医生将能够以非侵入性的方式,迅速并轻易地区别正常组织与癌症前期组织。此技术特别适用于观测食道、皮肤及口腔的危急状况。 光谱学将在未来 20 年广泛用于直肠息肉的早期侦测。直肠光学探针将插入病患体内,以确实判断是否有直肠息肉,以及是否需要进行结肠镜检查。 每年进行的结肠镜检查超过 1 亿次,而此技术最终将减少病患的非必要性医疗步骤次数,进而降低健康看护成本。同时,探针的非侵入性将有利于不愿进行结肠镜检查的病患进行预防筛检,以确保身体健康。 另一项未来的光学技术将运用长光波进行皮下组织的医疗影像。此技术将用于腹腔镜手术中控制静脉之前的血管检视,以区分神经及血管等。所有这些技术将运用电子装置,以及雷射与 LED 等光电装置。 干细胞疗法 论及未来医疗的趋势,绝不能忽略未来 20 年将受到广泛运用的干细胞疗法。在科学界,目前已逐渐了解如何将干细胞转换成不同功能的细胞类型。培养及分离干细胞需要多种装置,其中使用电子装置的生化反应器能营造适合的环境来区分细胞的类型,并且将细胞置入所需的位置。 在区分可用类型的细胞方面,电子装置也有关键功用。创新技术将用于把细胞递送回病患体内。生物材料在细胞置入体内进行修复及再生的过程中,将扮演重大的角色。 前景一片光明 创新发展难以预测,未来 20 年的医疗趋势可能与如今的预测不同,极可能演变得更加先进,因此,目前尚未出现的创新技术可能再经过 10 年的发展后,将成为看护的标准。 医疗技术的领域相当庞大,其中的机会无限宽广。虽然现今许多创新技术都在美国开展,但是西欧、俄罗斯、以色列、中国及印度等国所进行的全球合作,正在促进这些未来趋势的实现。未来的前景一片光明可期,德州仪器期盼能够在医疗看护演进的过程中尽一份心力。 德州仪器广泛的模拟及嵌入式处理解决方案兼具高质量与可靠性,而且长年来在医疗电子装置市场中不断投注心力,已在市场上占据领导地位,因此,绝对能够协助医疗设备制造商不断地提升产品的质量。 参考文献 如需获得更多医疗解决方案信息, 敬请访问 www.ti.com.cn/medical . 关于作者 Doug Rasor 拥有 27 年以上的半导体产业经验,并且在 2009 年初于德州仪器新兴医疗应用副总裁任内退休,当时负责与大学院校、风险资本投资人及医疗装置创新开发公司建立关系。出任副总裁之前,Doug 经营一家公司,负责发掘、拓展及筹划德州仪器进入新兴高成长市场的商机。其他的经历还包括数个现场销售及业务单位营销工作。Doug 拥有美国莱特州立大学系统工程学位,并且曾于资讯工程研究所攻读。 Mir Imran 为 InCube, Inc. 创办人兼总裁,该公司为硅谷各医疗及因特网公司的培训公司。透过这家培训公司及先前经营的成果,Mir 创设多家医疗及高科技公司。目前 Mir 担任 Surface Genesis、CardioVasc、Zonare、JStreetData.com 及 IntraPace 的负责人。Mir 也是 Percusurge 与 Cardiac Pathways的创办人兼负责人。Percusurge 是 2000 年被 Medtronic 出资购入的血液循环系统装置营销与开发商,而Cardiac Pathways 是 2001 年被 Boston Scientific 出资购入的导管开发商。Mir 拥有美国罗格斯大学生物工程学 BSEE 及 MS 学位。
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Four connectivity trends to rise in 2012
semiconscious.blog 2011-6-21 11:12
For several years, Broadcom Corp. has been ahead of the curve in bringing to market combo chips that support multiple wireless communications technologies. In February, the company rolled out a combo SoC, BCM4330, which integrates 802.11n Wi-Fi, Bluetooth and FM radio technologies on a single silicon die. Late last month at the Computex computer show in Taiwan, Broadcom rolled out another combo chip, BCM43142, for PCs, notebooks and netbooks. "What we think that we do uniquely well is combine all of these wireless technologies on a single chip and, in doing that, control the RF interference issues and cross talk" that are inherent problems with multiple radios in such close proximity, said Michael Hurlston, senior vice president of Broadcom's Home and Wireless Networking business unit, at a recent press briefing in San Francisco. But one area where Hurlston does not expect to see integration in the near future is with the cellular baseband. Because connectivity technologies like Wi-Fi and Bluetooth evolve at a much more rapid pace than cellular baseband transitions—the multiyear conversion from 3G to 4G, for example—it would not make sense economically for Broadcom or any of its competitors to integrate a baseband with other radios onto a single die, Hurlston said. "In connectivity, the rate of change is far faster that we are seeing in the baseband," Hurlston said. (The exception, Hurlston said, is GPS, which Broadcom and other vendors have integrated with a baseband, because GPS is also not s fast evolving technology.) Stuffing too many radios onto one die can also result in a very large chip, creating yield and thermal issues, according to Hurlston and Richard Barrett, director of product marketing for Broadcom's Wireless Connectivity group. At the briefing, Hurlston and other Broadcom executives also outlined four wireless communications trends that they expect will be incorporated into a significant number of handsets later in 2011 and next year: near field communications (NFC), indoor location-based services, Bluetooth low energy (BLE) and Wi-Fi direct. "This year, we will see all of those get adopted and start to ramp up," Hurlston said. NFC NFC—a close proximity wireless connectivity technology touted as an elegant solution for everything from pairing devices to sharing information to mobile payment systems—has been steadily gaining momentum for more than a year. The technology has won the backing of key wireless industry players such as Apple Inc., Google Inc. and Nokia Inc. and others. Last month, ATT, Verizon and T-Mobile agreed to work with Visa and MasterCard on their Isis joint venture, which was established to form a nationwide infrastructure for NFC-enabled mobile payments using mobile handsets in the U.S. According to market research firm IHS iSuppli, that development will result in global shipments of NFC-enabled handsets to rise to nearly 550 million units by 2015, up from a little more than 56 million units last year. "NFC is going to be the big story for the end of this year going into 2012, because I think mobile banking is something want to go and push as an initiative," Hurlston said. Hurlston said he expects that in 2012, 10 to 15 percent of all handsets shipped will be NFC enabled. (IHS estimates that 182 million NFC-enabled handsets will ship next year). NFC-enabled contactless payment is already in place in many locations, particularly in Europe and Asia. The technology is at the heart of Google's recently announced Google Wallet mobile payment service. And rumors have circulated that Apple will soon facilitate contactless payment via NFC at its Apple stores. Some have speculated that NFC may be slow to catch on for contactless payments in the U.S. due to security concerns and lack of infrastructure in place. (The technology is also touted as an easier way to pair devices like handsets and headsets and for things like passing information to handsets from "smart posters.") "As soon as mobile payments take off, as soon as the carriers can find a way to monetize the technology, then the attach rate is really going to take off," said Hurlston. Last year, Broadcom shelled out $47.5 million to acquire Innovision Research Technology PLC, a wireless connectivity solutions provider with technology for combining NFC with other wireless technologies. According to Hurlston, it may have been the first time that acquisition-happy Broadcom ever bought a publicly traded company. Indoor location-based services It turns out that GPS doesn't work so well indoors, according to Hurlston. So in order to attract the attention of potential customers in, say, an indoor mall, carriers need to use a combination of technologies including WLAN, Wi-Fi, GPS and others to get coupons or advertisements to spin up to their smartphone when they are walking past, for example, Starbucks, he said. (The hybrid approach is often referred to as assisted GPS or a hybrid positioning system). Nokia reportedly began a trial of indoor location based services at shopping centers in Finland in 2009. Nokia published a paperon its experiences with this technology in 2009. A number of estimates have been circulated for the size of the overall location based services market. A report published by Juniper Research last year estimates that the market is expected to be worth $12.7 billion by 2014. Bluetooth low energy (BLE) BLE is a feature of Bluetooth 4.0 aimed at reducing power consumption. According to the Bluetooth Special Interest Group, devices using BLE are expected to consume a fraction of the power of devices using classic Bluetooth, opening up the potential to use Bluetooth for a host of new applications. Chip vendors, including Texas Instruments Inc., CSR Inc., Nordic Semiconductor Inc. and Broadcom have been shipping chips that support BLE. "BLE is happening right now," said Broadcom's Barrett. "All of the hardware that we are shipping today supports BLE. It's a software issue now." Wi-Fi Direct Wi-Fi Direct technology enables Wi-Fi devices to connect directly, making it easier to synch devices. According to the Wi-Fi Appliance, Wi-Fi Direct-enabled products can connect to one another without joining a traditional home, office or hotspot network. Mobile PCs, digital TVs and cellular handsets incorporating Wi-Fi Direct are all shipping now. According to market research firm In-Stat, these devices all share a common trait: they are the respective centers of the PC, consumer electronics and mobile device clusters and they ship in the hundreds of millions of devices annually. According to In-Stat, by 2015 nearly 80 million digital TVS will be Wi-Fi Direct enabled, allowing them to connect directly with other devices, including handsets. At the Broadcom briefing, Broadcom representatives showed demos of playing smartphone games on a large digital TV through Wi-Fi Direct. According to In-Stat, shipments of all devices that are Wi-Fi Direct enabled will reach 173 million this year. By 2014, every PC, consumer electronics device and mobile handset that ships with Wi-Fi silicon will be Wi-Fi Direct enabled, according to the firm. In Stat expects mobile PCs to adopt Wi-Fi Direct more quickly than any other application. During the briefing, which occurred prior to the Computex computer show in Taiwan, Broadcom executives accurately predicted that Wi-Fi Direct would be one of the big themes to emerge at Computex. (Their prediction was an informed one—the BCM4312 combo chip that Broadcom rolled out at the show features Wi-Fi Direct connectivity. "It's very easy now to pair two devices," said Hurlston. "It used to be that you had to go up through an access point, but if you can connect directly it's very easy to use. And you can run applications on top of that to make it super simple." Broadcom chips also support the Digital Living Network Alliance (DLNA) interoperability spec, which can sit on top of Wi-Fi Direct. "We view DLNA and Wi-Fi Direct as very, very complimentary technologies," Barrett said.   Dylan McGrath EE Times
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Broadcom's four tech trends for 2012
热度 1 semiconscious.blog 2011-6-21 11:10
For several years, Broadcom Corp. has been ahead of the curve in bringing to market combo chips that support multiple wireless communications technologies. In February, the company rolled out a combo SoC, BCM4330, which integrates 802.11n Wi-Fi, Bluetooth and FM radio technologies on a single silicon die. Late last month at the Computex computer show in Taiwan, Broadcom rolled out another combo chip, BCM43142, for PCs, notebooks and netbooks. "What we think that we do uniquely well is combine all of these wireless technologies on a single chip and, in doing that, control the RF interference issues and cross talk" that are inherent problems with multiple radios in such close proximity, said Michael Hurlston, senior vice president of Broadcom's Home and Wireless Networking business unit, at a recent press briefing in San Francisco. But one area where Hurlston does not expect to see integration in the near future is with the cellular baseband. Because connectivity technologies like Wi-Fi and Bluetooth evolve at a much more rapid pace than cellular baseband transitions—the multiyear conversion from 3G to 4G, for example—it would not make sense economically for Broadcom or any of its competitors to integrate a baseband with other radios onto a single die, Hurlston said. "In connectivity, the rate of change is far faster that we are seeing in the baseband," Hurlston said. (The exception, Hurlston said, is GPS, which Broadcom and other vendors have integrated with a baseband, because GPS is also not s fast evolving technology.) Stuffing too many radios onto one die can also result in a very large chip, creating yield and thermal issues, according to Hurlston and Richard Barrett, director of product marketing for Broadcom's Wireless Connectivity group. At the briefing, Hurlston and other Broadcom executives also outlined four wireless communications trends that they expect will be incorporated into a significant number of handsets later in 2011 and next year: near field communications (NFC), indoor location-based services, Bluetooth low energy (BLE) and Wi-Fi direct. "This year, we will see all of those get adopted and start to ramp up," Hurlston said. NFC NFC—a close proximity wireless connectivity technology touted as an elegant solution for everything from pairing devices to sharing information to mobile payment systems—has been steadily gaining momentum for more than a year. The technology has won the backing of key wireless industry players such as Apple Inc., Google Inc. and Nokia Inc. and others. Last month, ATT, Verizon and T-Mobile agreed to work with Visa and MasterCard on their Isis joint venture, which was established to form a nationwide infrastructure for NFC-enabled mobile payments using mobile handsets in the U.S. According to market research firm IHS iSuppli, that development will result in global shipments of NFC-enabled handsets to rise to nearly 550 million units by 2015, up from a little more than 56 million units last year. "NFC is going to be the big story for the end of this year going into 2012, because I think mobile banking is something want to go and push as an initiative," Hurlston said. Hurlston said he expects that in 2012, 10 to 15 percent of all handsets shipped will be NFC enabled. (IHS estimates that 182 million NFC-enabled handsets will ship next year). NFC-enabled contactless payment is already in place in many locations, particularly in Europe and Asia. The technology is at the heart of Google's recently announced Google Wallet mobile payment service. And rumors have circulated that Apple will soon facilitate contactless payment via NFC at its Apple stores. Some have speculated that NFC may be slow to catch on for contactless payments in the U.S. due to security concerns and lack of infrastructure in place. (The technology is also touted as an easier way to pair devices like handsets and headsets and for things like passing information to handsets from "smart posters.") "As soon as mobile payments take off, as soon as the carriers can find a way to monetize the technology, then the attach rate is really going to take off," said Hurlston. Last year, Broadcom shelled out $47.5 million to acquire Innovision Research Technology PLC, a wireless connectivity solutions provider with technology for combining NFC with other wireless technologies. According to Hurlston, it may have been the first time that acquisition-happy Broadcom ever bought a publicly traded company. Indoor location-based services It turns out that GPS doesn't work so well indoors, according to Hurlston. So in order to attract the attention of potential customers in, say, an indoor mall, carriers need to use a combination of technologies including WLAN, Wi-Fi, GPS and others to get coupons or advertisements to spin up to their smartphone when they are walking past, for example, Starbucks, he said. (The hybrid approach is often referred to as assisted GPS or a hybrid positioning system). Nokia reportedly began a trial of indoor location based services at shopping centers in Finland in 2009. Nokia published a paperon its experiences with this technology in 2009. A number of estimates have been circulated for the size of the overall location based services market. A report published by Juniper Research last year estimates that the market is expected to be worth $12.7 billion by 2014. Bluetooth low energy (BLE) BLE is a feature of Bluetooth 4.0 aimed at reducing power consumption. According to the Bluetooth Special Interest Group, devices using BLE are expected to consume a fraction of the power of devices using classic Bluetooth, opening up the potential to use Bluetooth for a host of new applications. Chip vendors, including Texas Instruments Inc., CSR Inc., Nordic Semiconductor Inc. and Broadcom have been shipping chips that support BLE. "BLE is happening right now," said Broadcom's Barrett. "All of the hardware that we are shipping today supports BLE. It's a software issue now." Wi-Fi Direct Wi-Fi Direct technology enables Wi-Fi devices to connect directly, making it easier to synch devices. According to the Wi-Fi Appliance, Wi-Fi Direct-enabled products can connect to one another without joining a traditional home, office or hotspot network. Mobile PCs, digital TVs and cellular handsets incorporating Wi-Fi Direct are all shipping now. According to market research firm In-Stat, these devices all share a common trait: they are the respective centers of the PC, consumer electronics and mobile device clusters and they ship in the hundreds of millions of devices annually. According to In-Stat, by 2015 nearly 80 million digital TVS will be Wi-Fi Direct enabled, allowing them to connect directly with other devices, including handsets. At the Broadcom briefing, Broadcom representatives showed demos of playing smartphone games on a large digital TV through Wi-Fi Direct. According to In-Stat, shipments of all devices that are Wi-Fi Direct enabled will reach 173 million this year. By 2014, every PC, consumer electronics device and mobile handset that ships with Wi-Fi silicon will be Wi-Fi Direct enabled, according to the firm. In Stat expects mobile PCs to adopt Wi-Fi Direct more quickly than any other application. During the briefing, which occurred prior to the Computex computer show in Taiwan, Broadcom executives accurately predicted that Wi-Fi Direct would be one of the big themes to emerge at Computex. (Their prediction was an informed one—the BCM4312 combo chip that Broadcom rolled out at the show features Wi-Fi Direct connectivity. "It's very easy now to pair two devices," said Hurlston. "It used to be that you had to go up through an access point, but if you can connect directly it's very easy to use. And you can run applications on top of that to make it super simple." Broadcom chips also support the Digital Living Network Alliance (DLNA) interoperability spec, which can sit on top of Wi-Fi Direct. "We view DLNA and Wi-Fi Direct as very, very complimentary technologies," Barrett said.   Dylan McGrath EE Times  
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