藍牙 4.0 中最新的低功耗藍牙通訊協議正推動全新的電池供電型和便攜式系統市場的發展。 設計人員期望在其新產品及現有產品線中集成這種連接功能，以釋放物聯網和云服務的強大功能。 然而，在產品中增加無線功能可能是一個挑戰，而對于那些發往世界各地并需要獲得全球認證的產品來說尤其困難。 設計人員對設計此類系統極為頭痛，因為他們不得不為此占用系統核心功能的開發時間。

　　鑒于在智能手機和平板電腦中的地位，藍牙已成為一種關鍵的通訊技術。 智能藍牙就緒型手機已隨處可見，這意味著開發人員無需再為創建其它 IoT 無線連接要求的獨立網關而擔憂。 而且，智能手機上運行的 app 可用于向心率監視儀、玩具或遙控裝置提供接口。 這種藍牙連接也為開發人員開啟了互聯網和云服務的大門，從而實現數據的自動采集和編譯，提供遠超目標設計或者甚至是智能手機的計算能力。

　　盡管這在過去已成為可能，但屬于藍牙 4.0 一部分的全新低功耗藍牙 (BLE) 規范能使這種連接在 IoT 節點中更易于實現。 減少功耗即減少節點中的電池負載，并且能將終端設備中的電池壽命延長數月甚至數年。 這已成為這項新規范被采納的關鍵驅動因素，特別是在嵌入式市場中。

　　智能藍牙的智能表現在哪里?

　　為實現更低功耗，智能藍牙同樣采用與以前的傳統藍牙相同的 2.4 GHz ISM 頻段，但其數據包較小，鏈路比特率為 1 Mb/s 并在采用 2 MHz 信道時的應用吞吐量為 100 kb/s。 這使得這項技術非常適合 IoT 應用，而非大型文件傳輸。 不過，應用的較低比特率可通過將延時從傳統藍牙的 100 ms 縮短至 3 ms 進行補償，以更快地建立連接，使更多的監視應用能更快地響應數據查詢、實現更小的占空比，最終降低功耗。 最大發射功耗已降至 10 mW，足以滿足短距離傳輸要求。 所有這些均與藍牙模塊的天線前端設計同時考慮，使智能藍牙的性能要求與那些應用要求相匹配。

　　智能藍牙的應用

　　智能藍牙正越來越多地被用在由智能手機控制并在一段時間內采集數據的應用中，如便攜式心率儀或血壓計。 這種技術可用于遙控器、自行車記錄儀、稱重設備或各種各樣的運動和健身傳感器。 能限制各種機遇的只有設計人員的想象力，能捕捉到所有這些機遇的則是無處不在的智能手機、平板電腦以及與云端的數據連接。

　　無論什么樣的應用，只要能使用電池在長達數月甚至數年的時間內向無線連接供電，就能讓更多的設備輕松連接到范圍更大的網絡。 產品設計人員能使用分立式元件——SOC、晶體、濾波器、天線及其它更多元件實現智能藍牙技術。 然而，尤其在中小生產規模的應用中，使用現成的模塊可提供更具成本效益的解決方案。 各種模塊會減少設計工作并縮短產品面市時間，而當這些模塊已通過其使用地所在國家的相關無線電監管機構的藍牙資質認可和認證時，結果會更令人滿意。

　　是什么決定了一個良好的智能藍牙模塊設計能適用于 IoT?

　　無論是用于消費、健康應用還是其它應用，一個適應 IoT 的良好智能藍牙模塊必須設計靈活且能快速面市。 例如，Taiyo Yuden 的 EYSFCNZXX 硬件可通過 UART 接口與現有主控制器連接，從而輕松地添加到設計中。

　　圖 1：Nordic Semiconductor 的 nRF51822 智能藍牙片上系統是 Taiyo Yuden EYSFCNXX 模塊的核心元件。

　　把最新 nRF51822 智能藍牙片上系統 (SoC)(由 Nordic Semiconductor 提供，圖 1)與合格藍牙模塊上的優化型陶瓷天線組合在一起，設計人員就能很有把握地插入智能藍牙功能。 該模塊體積為 9.6 x 12.9 x 2 mm(見圖 2)，因此可集成到各種各樣的設備中。 開發人員可利用 Nordic Semiconductor 提供的軟件，包括通過藍牙資質認可的規范和演示應用。 其中，演示應用包括 UART 服務、溫度傳感器、接近標簽、信標和心率監視儀。

　　該模塊在前端無線電實現部分中含有一個陶瓷天線和濾波器，并且獲得了多國無線電類型認證，具體包括美國 FCC、加拿大 IC RSS 和日本 MIC，此外還能縮短最終產品的上市時間。

　　是該與眾不同的時候了

　　圖 2：Taiyo Yuden EYSFCNZXX 智能藍牙模塊能方便、快速地添加到設計中，從而讓設計人員更多地關注核心差異。

　　對于新 IoT 或消費類設計，可將 nRF51822 中的 32 位 ARM Cortex-M0 內核用作主微控制器。 盡管這需要運行 BLE 協議堆棧，但它有額外的處理能力且在 256 KB 閃存和 16 KB RAM 中還有備用存儲空間，可用來運行一些較小的主應用。

　　這是通過模塊接口實現的。 EYSFCNZXX 模塊為 29 個 I/O 引腳提供了訪問路徑，其中一些引腳可配置成 SPI、I?C 或 UART 接口，或者配置成 8/9/10 位、6 通道模數轉換器的連接，以使傳感器與模塊直接連接。 這樣，一個簡單設計就不需要外部微控制器和存儲器，從而減小成本和空間，使其產品在目標市場中占有一席之地。 這種對處于模塊核心的 SoC 的完全控制能力，會讓開發人員在進行總體系統設計時獲得重要優勢。

　　結論

　　全新一代便攜式和聯網式家庭設備必定會利用到智能藍牙技術。 隨著智能手機、平板電腦對廣泛的新應用提供低功耗藍牙 4.0 支持，設計人員能很容易在眾多連接物聯網的產品中添加激動人心的新特性。