這些聯接的設備除了主要作為傳感器、執行器或兩者組合的功能以及無線優先，還有兩個共同的要求。它們需要與含主機和雲的其他設備通信；由於通常由微小的紐扣電池供電
，因此它們還需要省電

，以能自給自足並盡可能地小。

 

IoT對(dui)於(yu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)來(lai)說(shuo)是(shi)個(ge)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)領(ling)域(yu)，因(yin)為(wei)他(ta)們(men)努(nu)力(li)滿(man)足(zu)用(yong)戶(hu)和(he)消(xiao)費(fei)者(zhe)日(ri)益(yi)苛(ke)刻(ke)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)期(qi)望(wang)。雖(sui)然(ran)設(she)計(ji)在(zai)物(wu)理(li)尺(chi)寸(cun)上(shang)很(hen)小(xiao)

，但(dan)它(ta)們(men)也(ye)是(shi)複(fu)雜(za)的(de)係(xi)統(tong)，結(jie)合(he)許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)技(ji)術(shu)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)利(li)用(yong)精(jing)密(mi)的(de)技(ji)術(shu)和(he)低(di)功(gong)耗(hao)組(zu)件(jian)來(lai)實(shi)現(xian)他(ta)們(men)的(de)目(mu)標(biao)。

 

藍牙低功耗

 

藍牙在IoT應用得到了廣泛的應用
，因為它可在每一部智能手機和平板電腦上使用

，從而提供幾乎無處不在的互聯網接入
，且包含的特性與IoT部署需求非常吻合。藍牙低功耗最初被稱為“藍牙智能”，它以數據包的形式傳輸數據，然後進入睡眠模式，從而節省了大量電能。藍牙4還支持在休眠時保持聯接/配對，從而進一步省電。

 

藍牙仍在演進，在以後的版本中包括支持快速開發的功能如安全配對
、AES-128加密和配置文件等。4.2版本的數據吞吐量提高了10倍
，數據範圍提高了2.5倍，從而開啟了需要更大數據吞吐量的應用。

 

藍牙5是當前版本，並針對IoT應用進行了優化。 帶寬增加了一倍

，達到2 Mbps，可能藍牙5最重要的進步是含網狀網絡能力
，省去中樞，從而可以創建更多大的IoT網絡。

 

IoT應用

 

列舉IoT應用是個挑戰，因為有太多了

，且還在迅速增加。IoT聯接我們居住的家居
，監控我們的健康狀況
，管理我們的工作場所
，改善我們居住的城市和我們行駛的車輛，等等。

 

IoT超chao越yue了le消xiao費fei和he工gong業ye市shi場chang。在zai工gong業ye中zhong，節jie點dian監jian控kong流liu程cheng以yi提ti高gao產chan品pin質zhi量liang，並bing監jian控kong機ji器qi以yi評ping估gu磨mo損sun情qing況kuang，從cong而er實shi現xian預yu防fang性xing維wei護hu，節jie省sheng與yu停ting機ji相xiang關guan的de成cheng本ben。在zai物wu流liu方fang麵mian，藍lan牙ya低di功gong耗hao掃sao描miao儀yi可ke以yi通tong過guo智zhi能neng標biao簽qian幫bang助zhu跟gen蹤zong庫ku存cun，而er傳chuan感gan器qi則ze標biao記ji重zhong新xin填tian充chong容rong器qi或huo補bu充chong庫ku存cun的de需xu求qiu。

 

隨著對電池電量的日益依賴以及全球對降低能耗的認識，能源管理已成為世界各地的重要問題。 智能樓宇中基於藍牙低功耗的IoT節點感知對熱
、光、冷卻和通風的需求並實時控製燈、窗和暖通空調(HVAC)設備，以便以最經濟的方式運行

，通常在區域無人時關斷資源。 

 

在zai我wo們men的de家jia中zhong，藍lan牙ya低di功gong耗hao可ke跟gen蹤zong白bai家jia電dian的de使shi用yong，甚shen至zhi啟qi動dong再zai訂ding購gou，以yi自zi動dong裝zhuang滿man我wo們men的de冰bing箱xiang。針zhen對dui人ren口kou老lao齡ling化hua，藍lan牙ya使shi新xin一yi代dai的de個ge人ren健jian康kang監jian測ce儀yi能neng夠gou遠yuan程cheng聯lian接jie醫yi療liao專zhuan業ye人ren員yuan與yu患huan者zhe，從cong而er減jian少shao到dao醫yi院yuan就jiu診zhen的de需xu求qiu，同tong時shi提ti高gao醫yi療liao保bao健jian的de質zhi量liang。

 

設計基於藍牙低功耗的IoT方案

 

IoT方案的實現可能很複雜，因為它們需要廣泛的技術協同工作。這可能包括微控製器、傳感器的模擬設計塊和用於通信和電源管理的RF設計。通常需要在具有最小功率需求的小尺寸方案中結合這所有。

 

因此
，設計人員正尋求專門設計用於支持快速、低風險設計流程的實現IoT應用的集成方案。 RSL10係統級封裝（RSL10 SIP）就是這樣一種器件的示例，它提供了向IoT節點添加藍牙低功耗的一體化方案。

 

圖1. RSL10係統級封裝(RSL10 SIP)

 

RSL10 SIP是一款靈活的超微型藍牙5器件，將RSL10藍牙低功耗無線電係統單芯片(SoC)、集成天線和所有無源器件集成在一個完整的小外形係統中。 RSL10 SIP完全通過了全球所有標準（CE
、FCC、IC
、MIC

、KC）的認證
，無需更多的RF設計專知或認證，從而顯著縮短設計時間。

 

SiP還含板載內存資源-384 kB的非易失性閃存-其中256 kB可用於用戶應用程序-88 kB的數據隨機存儲器(RAM)和直接存儲器存取(DMA)控製器。還有一係列可配置的外部接口
，包括I2C、通用異步收發器(UART)和雙串行外設接口(SPI)（主/從）
，提高靈活性用於廣泛應用。

 

RSL10 SIP可支持藍牙低功耗技術以及其他2.4 GHz專有和/或自定義協議棧。支持空中固件更新（FOTA）使製造商可在部署後提供更新並添加更多功能。

 

板載電源管理是對SiP器件實現IoT應用的關鍵要求。RSL 10是目前市場上最低功耗的藍牙低功耗無線電。當工作在接收模式時，它隻消耗7 mW
，在深睡眠模式下降至62.5 NW。這使設計人員能最小化所需外部器件數
，減小係統大小尺寸和重量。

 

寬工作電壓範圍對設計人員是個更有價值的特性，並擴大了RSL10等器件的潛在應用範圍。電源電壓範圍為1.1至3.3 V
，支持使用1.2或1.5 V電池，而無需外部DC-DC轉換器。它還能隨著電池電壓降低延長有用的工作時間。

 

設計資源

 

工(gong)程(cheng)師(shi)除(chu)了(le)需(xu)要(yao)功(gong)能(neng)強(qiang)大(da)且(qie)高(gao)度(du)集(ji)成(cheng)的(de)方(fang)案(an)的(de)優(you)勢(shi)
，現(xian)在(zai)還(hai)經(jing)常(chang)尋(xun)求(qiu)工(gong)具(ju)和(he)幫(bang)助(zhu)

，以(yi)在(zai)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)以(yi)最(zui)低(di)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)最(zui)少(shao)的(de)專(zhuan)業(ye)資(zi)源(yuan)完(wan)成(cheng)設(she)計(ji)。 安森美半導體提供一係列有用的工具，以進一步簡化和加速使用RSL10的設計。

 

RSL10軟件開發套件（SDK）提供一個完整的基於Eclipse的集成開發環境，用於開發超低功耗藍牙低功耗應用。 該套件支持KeiluVision®和IAR Embedded Work Bench®
，以及廣泛的抽象、驅動程序和示例應用程序、FreeRTOS和空中固件更新（FOTA）移動應用程序。

 

圖2. RSL10 SDK嵌入式軟件

 

藍牙IoT開發套件（B-IDK）提供完整的節點到雲的方案，采用模塊化設計，包括廣泛的傳感器和執行器。 便捷的CMSIS-Pack提供軟件支持
，添加更高級別的功能RSL10 SDK。 B-IDK CMSIS-Pack包含傳感器驅動程序
、雲支持和B-IDK平台特定的文檔。 此外，移動應用程序支持控製硬件以及發布和訂閱（MQTT）來自多個流行雲服務的傳感器和執行器數據。

 

傳感器開發套件也可為那些從事IoT設計的人提供非常有用的資源，可能是首次的。RSL10傳感器開發套件含10多個傳感器，涵蓋光、環境
、聲音、位置和運動，幫助工程師快速從概念到實現方案
，減少設計迭代。

 

圖3. RSL10傳感器開發套件

 

小結

 

使用流行的協議通信並使用超小電源運行的能力是IoT設備致勝的關鍵因素。技術如藍牙低功耗隨時間不斷演進，從一種以非常近的距離聯接外設的基本方式到實用的技術，滿足IoT的高度優化需求。 

 

器件如RSL10 SIP把外部器件和RF子係統集成在一個小的、高能效的封裝中，簡化了設計任務。把這與廣泛的支援工具相結合，幫助設計人員以最低的風險、成本和最少的時間向IoT節點添加低功耗的藍牙低功耗功能。 

 

 

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