一文读懂低功耗蓝牙的应用

蓝牙技术联盟于2010年推出了蓝牙4.0规范，其中低功耗蓝牙的出现满足了小型电池供电设备进行低功耗无线连接的需求，因此得到广泛应用。本文章将带你深入了解低功耗蓝牙的应用。

 

 低功耗蓝牙简介

2010年,蓝牙技术联盟SIG将低功耗无线技术重新命名为“蓝牙低功耗”（Bluetooth LE），推出蓝牙4.0规范。蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy）技术，也称为Bluetooth Smart，从蓝牙V4.0开始作为核心规范的一部分，是专门针对基于物联网（IoT）设备构建的功能和应用程序设计的蓝牙版本，最大的特点是降低了成本和功耗。它可以满足小型电池供电的设备进行低功耗无线连接的要求，并大大延长电池寿命，甚至仅需纽扣电池即可工作几年。目前，蓝牙低功耗技术已被广泛使用，主要应用包括：定位标签，资产跟踪，运动及健身传感器，医疗传感器，智能手表，遥控器，玩具等。

 

广州致远电子股份有限公司针对不同的应用场景，推出了多个系列低功耗蓝牙模组，包括ZLG52810系列从机蓝牙模组、ZM52820系列主从蓝牙模组 和 ZM8258系列主从蓝牙模组。产品满足小型电池供电的设备进行低功耗无线通信的需求，并且支持两种低功耗模式，最低功耗可达到nA级别。用户可根据设备使用场景，通过AT指令配置合适自身设备工作的功耗模式。

普通休眠模式：串口停止工作，模组功耗达uA级别，协议栈可正常运行，通过唤醒引脚唤醒或模组收到BLE数据唤醒。

深度休眠模式：大部分外设关闭，协议栈停止运行，进入深度休眠模式，最低功耗功耗可达到nA级别，如需设备工作可通过唤醒引脚唤醒蓝牙模组。

 低功耗蓝牙如何实现低功耗？

1. 更短的广播时间

BLE有40个信道，其中37、38、39为广播信道，也叫作主广播信道。主广播信道最大广播31个字节，其余37个是数据信道也叫作次广播信道，当需要广播发送大数据包时，就要通过次广播信道发送长度介于0-255字节的数据包。为实现低功耗，蓝牙广播一般在3个主广播信道上各广播一次，每次广播时射频的开启时间也由传统的22.5ms减少到0.6-1.2ms。

2. 更低的待机功耗

低功耗蓝牙设计了用深度休眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，在深度休眠状态下，主机长时间处于超低的负载循环状态，同时休眠状态关闭了很多接口，只在需要运作时由控制器来启动，节省了最多的能源，实现了深度休眠。

3. 软件层面的优化

• 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从而降低功耗；
• 与传统蓝牙相比，低功耗蓝牙支持超短数据包，这使得发送时所需的时间更少，同时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，低功耗蓝牙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，比采用多个协议的经典蓝牙所需的开销更少，从而降低功耗；

低功耗蓝牙协议中采用了客户端-服务器架构，将任务合理分配到客户端和服务器端来实现，降低了系统的通信开销。

 常见的低功耗应用场景1. 智能门锁

在智能门锁的应用场景中，通过门锁内安装蓝牙模块，人们可以通过APP实时读取智能锁的蓝牙信息，然后进行配对，向服务器发送解锁请求，服务器将解锁命令发送给手机，手机接收到解锁信息后，通过门锁里面的蓝牙模块把指令发送给智能锁门，开锁方便、快捷、安全。

 

2. 智慧医疗目前健康医疗设备通常是可穿戴产品，通过蓝牙模块，可接收和分析接收到的健康数据，起到对数据实时监控的作用。典型产品如：手环、手表、健康体重秤、血糖计、血压计、脉搏血氧仪、心率带、活动传感器等。

 

3. 智能照明

低功耗蓝牙智能MESH灯，利用低功耗蓝牙技术和MESH组网技术，只需在智能手机上安装一个app，即可实现灯光的智能组网控制更加方便，灵活，同时支持遥控器设备。

 

 

4. HID设备的应用采用低功耗蓝牙技术，相较传统蓝牙键盘鼠标，具有功耗更低、配对连接更加快速方便的特点。在客户现有的鼠标、键盘上可以增加BLE实现产品的快速升级。

 

 

5. 智能家电

在传统家电上，例如豆浆机、电饭煲等，通过低功耗蓝牙控制，将其升级为更加智能的家电设备。通过智能手机对家电进行开关、预约等各种控制，还可以对家电设备进行故障自检、固件升级等功能。

 

 

6. iBeacon应用

iBeacon基于低功耗蓝牙广播给手机发送信息，能帮助商家优化经营策略，利用用户的地理位置提供服务。采用低功耗蓝牙性能更稳定可靠，功耗更低，让设备保持更长的工作时间。