蓝牙4.0助力2013电子产品创新

jordum

蓝牙4.0市场

    低功耗蓝牙技术被广泛应用于消费电子、智能家居、移动医疗等领域，市场预计2013年蓝牙设备年出货量将从2012年的21亿套增至30亿套，累计总出货量将达到118亿套。

    根据ABI Research公司2012年12月的调研报告显示，自2007年开始蓝牙设备的出货量快速递增，预计2013年蓝牙设备累计总出货量将达到118亿套，其当年一年的出货量将从2012年的21亿套增至30亿套；到2016年累计总出货量将飙增至209亿套，市场增幅巨大。其中Smart Ready的蓝牙设备出货量增长速度最快，标准蓝牙设备的出货量在随后几年将呈快速下降的态势。
　　蓝牙设备增长主要集中在汽车电子、消费类电子产品、健康医疗、移动电话、个人电脑及周边设备、体育和运动等领域。不同调研机构和公司分别对这个生态系统做了分析和预测。市场分析公司Strategy Analytics预测2016年将有70%的新车配有蓝牙连接功能；ABI预测2013年蓝牙4.0笔记本电脑出货将会有1.28亿台，针对运动和健身的蓝牙设备将从2012年的2,600万台增至2016年的1.19亿台；另外IMS Research预测2012年底蓝牙4.0手机的出货量将超过3.7亿部。在这些应用领域中，又属采用BLE技术的蓝牙设备(即蓝牙4.0设备)的市场最大。
　　    与其他通信技术如WiFi、NFC相比较，蓝牙设备的市场占有率是比较高的，诸如移动智能装置丶家电控制系统丶医疗照护丶车载资讯/娱乐丶安全监控等领域，低功耗蓝牙的应用尤其广泛。
    由于低功耗蓝牙已突破以往高耗电量的限制，相较于其他短距离无线传输技术而言，其拥有稳固的发展根基，向上及向外推展力道较强，如在车用驱动器丶控制器上多所着墨的德州仪器(TI)已计划在其结合单模式蓝牙4.0收发器和C8051内核的无线解决方案CC2540上，提升至低功耗蓝牙的技术，除可覆盖更高的感测范围，亦进一步降低整体耗电量，达到更多元的市场应用。
    此外，在蓝牙领域深耕的技术切入3C周边及家电控制应用产品，如遥控器丶无线滑鼠/键盘等；甚至扩展到安全监控领域，可将3C产品设定在固定的感测范围内，如超出范围即自动上锁或启动警报。藉其低功耗的特性，未来更可朝行动医疗丶运动管理市场迈进。   
另一方面，医疗照护的需求日益加温，将成为低功耗蓝牙成长的驱动力，如血压丶血糖管理监测，均可透过仪器与低功耗蓝牙技术的结合，提高医疗需求的便利性。目前蓝牙技术厂商丶医疗仪器及电信业者合作，推广蓝牙血糖计，其透过智能手机的IOS/Android平台，可透过蓝牙传输，即时接收血糖计上的测量结果；接着发送至由电信业者建置的云端资料库，让医生随时监控病人状况。
    除此之外，蓝牙低功耗还可以与现在的热门的物联网技术相结合，比如使用手机、平板电脑和其它家用设备等，当集成到家用自动化系统时，点击手机就可以播放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。
　　

蓝牙4.0的发展
   
    蓝牙4.0是低耗能、低成本的绿色近距离无线通信技术，最初来自于诺基亚的Wibree。2007年，为进一步将这种技术推广到全球，诺基亚将这项技术移到蓝牙技术联盟(SIG)，2008年这项技术被重新命名为BLE，成为下一代蓝牙核心规范4.0版的关键组成部分，相较之前版本，新标准最大的特色是其低功耗性能，解决了蓝牙设备功耗较高的难题。　　相比此前的蓝牙版本，蓝牙4.0技术拥有低功耗、低成本、跨厂商互操作等特点，因而运行速度、稳定性、可靠性、安全性以及对于不同连接设备的兼容性也更好。例如在功耗表现方面，低功耗蓝牙设备使用一粒纽扣电池就可连续工作数年之久。此外蓝牙4.0技术采用主控制，这使得蓝牙设备更加智能，可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。　　在传输速度方面，蓝牙4.0支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个，并且在高速模式下，蓝牙4.0可实现最高可达24Mbps传输速度，这对于无损音频传输非常有帮助。值得一提的是，蓝牙4.0还拥有100米以上超长传输距离，覆盖范围增强，这大大增强了无线应用范围，在听音乐、传输资料、联网等方面更实用。　　此外蓝牙4.0具备所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其它2.4GHz ISM频段无线技术的串扰。在如今无线电子产品集中的时候，蓝牙4.0可以避免在公共场合与各种相关电子设备的无线干扰，这就是为何苹果产品均采用了蓝牙4.0技术。

蓝牙4.0模块

　　为顺应蓝牙4.0（BLE）市场的迅猛增长且方便蓝牙4.0(BLE)应用技术在各个行业产品中的移植和使用，深圳市信驰达科技有限公司特别研发了RF-BM-S01低功耗蓝牙透传模块，并通过了蓝牙技术联盟BQB认证，详见：
https://www.bluetooth.org/tpg/EPL_Detail.cfm?ProductID=27655。用户的现有产品或者方案配合此透传模块，能方便的和iPhone 5等移动设备(需支持蓝牙4.0)相互通讯。实现一些智能化控制和管理。该模块能帮助用户缩短研发周期（无需射频经验和蓝牙开发经验），让产品尽快上市以立足市场。
    RF-BM-S01是一款采用德州仪器TI单模式蓝牙4.0芯片 CC2540作为核心处理器的高性能、超低功耗（μLow Energy）蓝牙收发系统模块，它拥有目前行业内较小封装的尺寸（13.7x 17.1 x 2.5 mm），并预装RF-star’s RF-BLE固件且符合低功耗蓝牙协议标准。
    在开发的过程中用户的MCU通过串口与此模块相连。模块启动后会自动广播，已打开特定APP的移动设备会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过通用串口和移动设备进行双向通信，用户可以通过数据通道和指令通道，进行数据交换或者对通讯参数的控制，数据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MCU。模块收到来自用户MCU串口的数据包后，将自动转发给移动设备。接线示意图如下：

*注：这两个信号线为通信握手线，低有效，可以用来唤醒正在休眠的设备，如果不需要睡眠接地即可。


模块特点：

使用方便快捷，无需任何蓝牙协议栈应用经验。
用户接口使用通用串口设计，双向读取，操作简单。
支持串口AT指令调整转发速率（动态功耗调整），模块命名。
串口数据包长度，可以是5、10、15、20或200byte以下(含200)的任意长度。
支持低速和高速模式，高速模式下最快可达4K/S。
极低功耗的待机模式，CC2540芯片官方数据睡眠电流0.4uA。

模块应用：
  
2.4GHz低功耗蓝牙能源系统
移动电话配件
运动及娱乐装备
健康及医疗设备
家庭与建筑自动化
消费电子产品
HID设备（键盘，鼠标，遥控器）
USB Dongle

小结

    总之，蓝牙4.0技术不仅将增加既有蓝牙技术的应用案例，而且也将在其它产业开启新的可能性。将蓝牙4.0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家庭或公司资料，从而大幅节省成本。也许，这些可能性的唯一限制就只剩下OEM、制造商和消费者的想象力了！
    当电池寿命不再成为限制的因素，制造商就可可设计采用预先整合电池的装置，让使用者在产品的生命周期内都不需要更换电池。从追踪慢跑者的表现和关键统计数据的跑鞋，到追踪暴风雨趋向的气象学者，蓝牙低功耗技术的发展前景无可限量。
    蓝牙4.0技术舒缓了电池寿命与成本所形成的许多设计限制，而未来的消费者将能够选择甚至更广范畴的经济、耐用且创新的无线产品，沉浸在一个由蓝牙4.0技术所串起的加速互连世界中。