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蓝牙 Bluetooth4.0 低功耗 BTLE 在 TC-3000C 的测试
1. BTLE 概念:
蓝牙低功耗(Bluetooth low energy)BTLE(或 BLE)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. BTLE 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。 北京联华行
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6. BTLE 工作模式:
BTLE 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. BTLE 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。
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 。
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。 联华行
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。 联华行
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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); 北京联华行
TC-3000C
韩国TESCOM