低能耗蓝牙设备:优势、应用和设计

2022年4月12日

将蓝牙设备连接在键盘上的键盘

低能耗蓝牙设备的出现激发了许多电子产品的发展和创新。这种技术也被称为蓝牙LE，已经应用到各种各样的应用中。例如，许多物联网和医疗设备结合蓝牙LE技术进行通信。在本文中，我们将比较低能耗蓝牙和经典蓝牙技术，并研究低能耗蓝牙的优势、应用和设计考虑因素。

低能耗蓝牙与经典蓝牙

尽管是对经典蓝牙的升级，但低功耗蓝牙(Bluetooth LE)与它的前身有明显的不同。顾名思义，与经典蓝牙相比，蓝牙LE功耗非常低。低能耗蓝牙收发器在有源模式下通常消耗小于15 mA的电流。这使得低能耗蓝牙设备可以使用电池运行相当长的一段时间，使其成为理想的通信技术物联网设备。

在数据传输方面，经典蓝牙传输的是数据包流，而Bluetooth LE传输的是小数据包。蓝牙LE设备大部分时间都处于低功耗睡眠模式，只有在发送数据时才会唤醒。与此同时，采用经典蓝牙技术的设备大部分时间都在保持活动连接，因此耗电更多。

低能耗蓝牙技术在速度和距离上也优于其前身。尽管它的活动间隔很短，蓝牙LE设备可以达到1mbps，而经典蓝牙只能达到700kbps。你也可以把低能耗的蓝牙设备放置在一个开放的区域，相距达150米，但经典的蓝牙是针对短距离传输进行优化的。

尽管改进跨越了不同的年代，但蓝牙LE和经典蓝牙都可能面临与WiFi设备共存的挑战。蓝牙在2.4 GHz频谱上传输数据，而现代WiFi路由器允许设备在2.4 GHz或5 GHz频谱上连接。如果两条传输路径之间的距离小于10米，蓝牙可能会干扰WiFi在同一频谱上的传输。

尽管如此，低能耗蓝牙设备仍然有很多优势。让我们接下来探讨这些问题。

正如我们所讨论的，低能耗蓝牙的主要优势是它能够提供比经典版本的蓝牙低得多的能耗。

此外，它的特殊设计提供了少量短程数据的周期性传输。另一个优点是低能耗蓝牙技术易于部署。总之，低能耗蓝牙消耗的能量大约是经典蓝牙的一半，具有成本效益，并提供了电池寿命的大幅增加。

蓝牙符号中的数字排列

蓝牙在物联网设备领域得到了广泛的应用。

下面是低耗能蓝牙的一些应用。请注意，这个列表无论如何都不是详尽的。

保健:用于血压测量装置、体温测量装置、血糖监测装置。
Mesh profile(蓝牙Mesh profile):用于与网络上的其他设备通信。此外，每个设备都可以将信息转发给其他设备，从而创建一个网状网络。例如，可以用智能手机关掉家里的每一盏灯。
运动和健身设备:用于连接在运动自行车上的传感器，以测量速度和每分钟的曲柄转数，测量心率的设备(智能手表或智能手镯)，以及用于监测体重的秤。
环境感知剖面:用于测量功能环境因素如照度、环境湿度、环境温度、环境压力等。