标签: 低功耗蓝牙

低功耗蓝牙（Bluetooth LE，BLE）也称蓝牙低能耗技术，在医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等新兴领域非常普及。本参考方案基于GR5515低功耗蓝牙SoC，能够帮助用户开发具有中心角色和/或外围角色的蓝牙产品，广泛应用于智能手环/手表、电子货架标签、跟踪器、主动笔、打印机、游戏手柄等各类AIoT产品。 方案特点 本设计基于汇顶科技GR5515 SoC，集成了多个输入按键、LED指示灯以及UART，支持Bluetooth 5.1协议, 包括所有角色、低功耗扩展广播、2M PHY、低功耗远距离传输、多连接等。通过GPIO口的多路复用, 用户可轻松扩展I2C、I2S、PWM、SPI、ADC等外设。 GR5515开发板 该开发板配置一块1.44英寸TFT LCD显示屏，兼容Arduino UNO接口, 可通过该接口连接外设，如G-SENSOR、心率计等模块。主要性能包括： -　支持Bluetooth 5.1的单模低功耗蓝牙SoC -　多功能按键和LED指示灯 -　支持Arduino模块插接接口，IO电压可以通过level shift灵活配置 -　支持调试功能的SEGGER J-Link OB -　UART转USB接口 -　Micro USB接口连接PC -　1.44寸TFT彩色显示屏 -　板上集成QSPI Flash GR5515 Starter Kit电路原理 芯齐齐BOM分析 本设计BOM元件总数117个。除了GR5515蓝牙SoC，还采用了１个来自Microchip公司的ATSAM3U2CA-CU 32位M3内核MCU，以及来自ADI公司的3个LT1962 LDO和MAX3378EETD电压转换IC。 其中，电路标号U4为GR5515是面向AIoT应用，除了具备低功耗蓝牙特性，还具备强大的驱屏能力。GR5515采用QFN56封装，可用于构建智能可穿戴设备，以及带彩色屏幕的智能可穿戴设备。 U15为32-bit ARM Cortex M3 MCU采用100引脚TFBGA封装，工作电源电压1.8V，I/O电压3.3V，最大时钟频率96MHz，DRAM存储器128kB，RAM存储器36kB，带有3个USART接口，4个SPI接口，1个USB接口。ATSAM3U2CA-CU芯片具有I/O数量57个，提供8个ADC通道，10bit、12bit各4个，工作温度-40°C ~ 85°C。 U16　NC7SZ126M5X是来自安森美的5引脚SOT-23封装的无极性缓冲器和线路驱动器，工作电压1.65V to 5.5V，输入、输出各1路，高电平输出电流-32mA，低电平输出电流32mA，静态电流2uA，Pd-功率耗散200mW。 MLCC中，晶振Y100的负载匹配电容C147、C148，偏置电压基准电容C151，以及RF天线接收端电容C191、C117、C118选择容差5%以下的NP0电容器。 晶振频率器件方面，两个谐振器（XTAL）频率分别为32MHz、32.768kHz，振荡器（XO）频率12MHz，两个负载电容为10pF容量MLCC。

动态血糖仪是一种体积很小的微创可穿戴式设备 , 又名连续血糖仪 , 英文名 CGMS(Continuous Glucose Monitoring System) 。动态是相对于静态而言的。传统的指尖采血查血糖是静态的，可以看成是 “ 照相机 ” ，而动态血糖仪则是 24 小时不停工的 “ 监控摄像头 ” 。要想抓住 本质 分析问题， “ 监控摄像头 ” 比 “ 照相机 ” 有用得多。 说到动态血糖仪，就不得不提全球知名品牌 —— 雅培。在我国的 CGM 市场中，雅培瞬感占据了 78% 的份额，但目前在我国出售多为 FreeStyle Libre1 ，也就是瞬感 1 代。与此同时，国产的动态血糖仪竞相发展，例如移宇动态血糖仪、鱼跃动态血糖仪、颐健安美奇动态血糖仪，以及最近比较火的硅基动感的动态血糖仪陆续上市。 这些动态血糖仪基本功能大同小异，但在使用时间、使用方式、价格和耗材等方面略有不同。比如说鱼跃动态血糖仪，使用时间为 7 天，每 3 分钟上传一次血糖数据，传感器针为软针，方便扎注，需要搭配软件配套使用，只能自己查看，不支持远程查看 ； 硅基动感则将发射器以及传感器合并在一起，通过助针器将探头扎注在身体上，通过蓝牙连接，启动时间为 1 小时 . 可以自己查看，也可以将血糖信息共享给亲友。 对于蓝牙连接 ， 通过手机 App 共享血糖数据后，可以很轻松的跟医生分享自己的血糖报告，还可以跟自己的家人分享自己的实时血糖。如果偶尔因为忙碌没有留意到血糖上升或者下降，她的亲人就可以电话提醒 —— 因为亲友的手机也可以安装同款 app ，也会收到相应的报警。 无论是居家用的动态血糖仪，还是医院的大规模 “ 全院血糖监测 ” ，都会将蓝牙连接、软件查看等作为重要功能配置。在可穿戴设备上，蓝牙不但在通用性和兼容性上表现优异，而且还是低功耗、低成本的无线传输方案。 智汉科技作为蓝牙物联网技术的践行企业， 在动态血糖监测 解决方案开发上进行了深入研究 ， 这样的 解决方案安全、可靠、灵活易用，扩展性强，性价比高，这为高实时性、高可靠性及高可拓展性蓝牙物联网在数字医疗产业中的应用铺平了道路。 基于低功耗 蓝牙 技术的 物联网对整个生命体征监测体系都有广阔用途。以血糖动态监测为起点，借助先进的蓝牙技术，其它的生命体征持续监测解决方案也在积极推进。这种系统通常由采集生命体征数据的终端设备、蓝牙网关及后台软件共同构成。蓝牙网关负责搜索覆盖范围内的终端设备所采集的体征数据，并把这些数据发送到后台软件。借助这套监测系统，医护人员不用走进病房，在软件终端就能够第一时间获取患者各项生命体征数据，心电、呼吸率、体温、血氧饱和度等。若出现高温、心动过速、心动过缓、停搏、血氧饱和度过低等高危情况，软件平台会自动报警，做到 24 小时守护患者的生命健康。大大提高了救治效率，避免了交叉感染，也保障了患者的休息。

随着电动车 的兴起， 其 带动了一整套产业链的勃兴 ， 动力锂电池 就是其中之一，很好的带动了电池技术的革新和 扩产速度 。 而另外一个部件就是电池管理系统（ BMS ），其 重要性 越发 突出。 BMS 是 保障动力锂电池安全及寿命的核心地位越来越被认可 ， 由于 它 具有电池监控、 SOC 评估和电压均衡三大功能， BMS 在保障动力锂电池安全和提高电池寿命两方面具有无法替代的核心地位。 两轮、三轮电动车及四轮区域性电动车（观光游览巡游车），虽然与新能源汽车相比，核心三大部件都没有新能源汽车技术和工艺程度高，动力锂电池的电压及电流都较小。 BMS 电池管理系统也相较简易，但有些企业和个人都会额外开发出一款叫锂电池保护板的 BMS 产品。 锂电池保护板是为大容量串联锂电池组量身打造的管理系统，具备电压采集、大电流主动均衡、过充过放过流过温保护、库仑计、蓝牙通信等功能。可适用于磷酸铁锂、三元锂等电池种类。锂电池保护板决定 了 锂电池组的单次充电使用时长、使用寿命、安全性等。可以说锂电池保护板就是整个电池的保护神。 而它们的区别在哪里呢？ BMS 电池管理系统和锂电池保护板都是锂电池的保护伞，但 BMS 管理系统相当于锂电池的大脑，更智能，可编辑，配备电池管理软件。 而锂电池 保护板是 IC 和 MOS 加上一些电阻和电容的 器 件，属于硬件保护。 为了 让锂电池保护板变得智能，智汉科技拟开发一款使用手机实时查看锂电池数值的解决方案 ， 通过电池保护板集成低功耗蓝牙模块记录电池的充电、放电、均衡等情况， 该保护板 解决方案 适用于 电动车、自动驾驶大型 遥控车 、 机器人 、 移动储能电源等 所使用的高压、大电流使用的锂电池组 的设备 。 此解决方案组成部分 包括 了 RC6621A 低功耗蓝牙模块、锂电池保护电路和智能终端以及上位机。电池组正负极连接电路保护板， RC6621A 蓝牙模块连接电路板上的 MCU 串口，手机安装相对应的 APP ，电路板上的 RS232 接口接显示终端，这样可以通过手机 app 和显示终端查看了解锂电池充放电数据。 具体连接架构方式：微处理器（ MCU ）接电源管理芯片（ 电压及平衡电路芯片 ） 、 数字 隔离芯片、 电流传感芯片 、 温度和空气传感器、光 隔离芯片 、 低功耗蓝牙模块 和 232 接口电路及各芯片偏置电路； MCU 通过光隔离芯片与 电源管理芯片 连接，采用 SPI 总线通讯， 电源管理 芯片将采集的各个 电池 的电压输出至 MCU ， MCU 根据平衡需求通过 电源管理 芯片控制各个 电池 的充放电； MCU 连接电池组的充放电电路，输出 PWM 信号控制充电器的关断、开通及脉冲充电三个状态； 电流传感 芯片测量输出电流，转换成电压信号输入 MCU 的 A/D 引脚。 温度计和空气传感器连接 MCU ，采用 SPI 总线通讯，用来感知电池组和 MOS 温度情况，蓝牙模块与 MCU 串口通讯，再 与手机连接； 手机 APP 端查看具体数值信息， MCU 通过 232 通讯线并通过 数字 隔离芯片与上位机相连接，上报 电池 的各种信息 。 每串电池的电压，充放电电流、电池状态、电池温度等等，通过 蓝牙模块 把统计的数据打包传输，方便采集或者远程传输。 连接 手机 APP 即可查看电池当前参数，并且可以设置工作条件。 随着锂电池应用越来越广泛，电池的保护板也会集成更多的功能， 但万变不离其宗 ， 都是建立保护电池的基础上而创新的，我想随时通过手机观看电池信息是最方便最直接的。

【 MM32 eMiniBoard 】基于上海灵动微电子的 M3 核心的 低功耗蓝牙上手分享 经过一段时间的等待，在 面包板社区申请的灵动微电子的 M3 核心的 mm32w373 低功耗蓝牙芯片的评测板终于到了， 最近刚好有点多余时间，顺便准备下方案，以备后续的产品应用跟快速。 首先看下板子的整体 这个板子是集成了 MM32link 的，方便同学们下载测试 这个板子能做的测试有 12 位 ad 测试，按键测试，流水灯测试，蜂鸣器测试，串口测试， spi 测试， iic 测试灯，有了这些外围。我们可以很方便的移植个操作系统。做多任务测试。 既然是蓝牙版，首先就是测试蓝牙，开发环境 keil5.17 之前的灵动 M0 测试板我已经安装，这次只要下载 灵动 M3 的驱动包安装就可以， 到灵动官网下载当前是 MM32_KEIL_Pack_Ver1.39.ZIP 包含全部灵动驱动包 这次安装 MindMotion.MM32W3xxB_DFP.1.0.7.pack 到官网下载蓝牙软件评估工程 MM32W3xxxxB_n_samplecode-master.zip Keil 打卡工程后提示 MCU 型号错误，不要着急，第一步直接编译通过， 第二部，设置调整 CPU 型号，选择 MM32W373, 从新编译，通过。 链接开发板，原始程序 4 个灯亮，按一次按键，对应的灯改变， 下载新程序后，四个灯不亮， 赶紧打开手机，搜索蓝牙，发现了 MM32 蓝牙信号，点击链接，链接成功， UUID 1800 添加 LED 子程序模块，从 MM32 103 版程序中复制 LED 程序文件到 HARDWARE ，修改端口 , 修改闪灯时间。编译下载，灯可以闪了。 官方程序是封装的库，为了显示我们能运用蓝牙，总要拿来做点什么， 我就把蓝牙的名字修改成 MINDMOTION_RAD ，增加了三个字母。 从新编译，下载。运行。 联机正常，名称已经更改，蓝牙上电终于通过， 接下来我们还有很补蓝牙网络知识。 谢谢灵动微电子

        协议版本：V2.10（透传+直驱）         模块可以工作在桥接模式(透传模式)和直驱模式。 模块启动后会自动进行广播，已打开特定APP的手机会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过BLE协议对其进行监控。 桥接模式下，用户CPU可以通过模块的通用串口和移动设备进行双向通讯，用户也可以通过特定的串口AT指令，对某些通讯参数进行管理控制。用户数据的具体含义由上层应用程序自行定义。移动设备可以通过APP对模块进行写操作，写入的数据将通过串口发送给用户的CPU。模块收到来自用户CPU串口的数据包后，将自动转发给移动设备。此模式下的开发，用户必须负责主CPU的代码设计，以及智能移动设备端APP代码设计。 直驱模式下，用户对模块进行简单外围扩展，APP通过BLE协议直接对模块进行驱动，完成智能移动设备对模块的监管和控制。此模式下的软件开发，用户只须负责智能移动设备端APP代码设计。   主要特点： 1. 使用简单，无需任何蓝牙协议栈应用经验； 2. 用户接口使用通用串口设计，全双工双向通讯，最低波特率支持4800bps； 3. 同时支持桥接模式(串口透传)，或者直接驱动模式(无需额外CPU)； 4. 默认20ms连接间隔，连接快速； 5. 支持AT指令修改串口波特率，软件复位模块，获取MAC地址，修改模块名； 6. 支持AT指令调整蓝牙连接间隔，控制不同的转发速率。（动态功耗调整）； 7. 串口数据包长度，可以是200byte以下(含200)的任意长度。（大包自动分发）； 8. 高速透传转发，最快可达4K/S，可稳定工作在2.5K-2.8K； 9. 支持移动设备APP修改模块名称，掉电保存； 10. 支持移动设备APP修改串口波特率，掉电保存； 11. 支持移动设备APP对模块进行远程复位； 12. 支持移动设备APP调节蓝牙连接间隔，掉电不保存。（动态功耗调整）； 13. 支持快速测试，无需连接任何外部零件测试无线和串口通信； 14. 包括调试口在内的全IO外扩； 15. 支持连接状态，广播状态提示脚/普通IO灵活配置； 16. 6个双向可编程IO，外部中断引发输入检测，全低功耗运行。（触发报警，照明控制，遥控玩具，等各种输入输出开关量应用）； 17. 2个可编程定时单次/循环翻转输出口。（智能预约定时应用）； 18. 两路ADC输入(14 bit),使能/禁止，采样周期自由配置。（测温湿度，光度等应用）； 19. 四路可编程PWM(120Hz)输出。（调光，调速等应用）； 20. 模块端RSSI连续采集，可读可自动通知APP，使能/禁止,采集频度自由设定。（寻物防丢报警应用）； 21. 支持模块电量提示，电量读取，可自动通知。（设备电量提醒）； 22. 支持防劫持密码设置，修改和恢复，防止第三方恶意连接。也可不使用。独立的密码操作结果通知，方便APP编程； 23. 支持单脚位下地(长按)3s恢复出厂设置，APP远程恢复出厂设置； 24. 支持AT指令调整发射功率； 25. 支持AT指令修改广播间隔； 26. 支持AT指令附加自定义广播数据，自定义设备识别码； 27. 支持AT指令设定数据延时 (用户CPU串口接收准备时间)； 28. 支持PWM输出初始化状态自定义 (全高，全低，掉电前PWM输出状态值)； 29. 支持PWM频率自定义（61.036 Hz =f = 8 kHz，默认120Hz）； 30. 广播内容提示模块实时系统状态，包括电池电量，自定义设备识别码，四路PWM当前输出值，当前IO状态等； 31. 极低功耗的待机模式，CC2540芯片官方数据睡眠电流0.4uA，模块实测功耗如下： 事件 平均电流 (积分计算*1) 平均电流 (电表测量*2) 持续时间 测试条件/备注 模块睡眠功耗 0.35uA 0.3-0.4uA － EN悬空 广播 202uA 0.14～0.54mA 3.85ms 广播周期250ms 连接事件 243uA 0.41 mA 2.25ms 连接周期100ms 单次BLE 数据接收事件 332uA 0.65 mA  3.0ms (20bytes,10次/秒) 模块接收数据并串口发送 497uA 2.68mA 5.1ms (20bytes,10次/秒) 单次BLE 数据发送事件 342uA 0.69mA  3.2ms (20bytes,10次/秒) *1注：官方测试方式：在电源回路上串一个10R的电阻，使用示波器截取压降波形，进行积分计算。 *2注：万用表测试方式：用万用表uA或mA档串在电池与模块之间查看显示值。 测试电压为3.07V。 以上数据为信驰达模块RF-CC2540TA1抽样实测数据，仅供参考。 工作模式示意图                    封装尺寸脚位定义 CC2540TA1版   BM-S01版（BQB认证） BLE模块应用方案提示   * 部分可以利用模块透传功能进行开发，部分直接使用直驱功能即可完成设计。