应用智能家居领域中的低功耗蓝牙模块

2024-01-31 15:36

智能家居（smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。换句话说,智能家居并不是一个单一的产品，而是通过技术手段将家中所有的产品连接成一个有机的系统，主人可随时随地控制该系统。

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智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。

家庭自动化是智能家居的一个重要系统，在智能家居刚出现时，家庭自动化甚至就等同于智能家居，它仍是智能家居的核心之一，但随着网络技术有智能家居的普遍应用，网络家电/信息家电的成熟，家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去，从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少，其核心地位也将被家庭网络/家庭信息系统所代替。它将作为家庭网络中的控制网络部份在智能家居中发挥作用。

网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。可见，网络家电技术包括两个层面：首先就是家电之间的互连问题，也就是使不同家电之间能够互相识别，协同工作。第二个层面是解决家电网络与外部网络的通信，使家庭中的家电网络真正成为外部网络的延伸。

蓝牙模块，是一种集成蓝牙功能的PCBA板，用于短距离无线通讯，按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块。蓝牙模块是指集成蓝牙功能的芯片基本电路集合，用于无线网络通讯，大致可分为三大类型：数据传输模块、蓝牙音频模块、蓝牙音频+数据二合一模块等等。一般模块具有半成品的属性，是在芯片的基础上进行过加工，以使后续应用更为简单。

作为取代数据电缆的短距离无线通信技术，蓝牙支持点对点以及点对多点的通信，以无线方式将家庭或办公室中的各种数据和语音设备连成一个微微网（Pico－net），几个微微网还可以进一步实现互联，形成一个分布式网络（scatter－net），从而在这些连接设备之间实现快捷而方便的通信。本文介绍蓝牙接口在嵌入式数字信号处理器OMAP5910上的实现，DSP对模拟信号进行采样，并对A/D变换后的数字信号进行处理，通过蓝牙接口传输到接收端，同样，DSP对蓝牙接收到的数字信号进行D/A变换，成为模拟信号。

推荐一款由工采网代理的国产蓝牙模组，低功耗蓝牙模块 - RF-BM-ND08采用Nordic Semiconductor的nRF52832作为核心处理器。模块运行在2.4GHz ISM band，GFSK调制方式(高斯频移键控)，40频道2MHz的通道间隙，3个固定的广播通道，37个自适应自动跳频数据通道，物理层可以和经典蓝牙RF组合成双模设备，2MHz间隙能更好地防止相邻频道的干扰。宽输出功率调节(-20 dBm～+4dBm)，-96 dBm 高增益接收灵敏度。

蓝牙模块是低功耗蓝牙（BLE）射频模块，可广泛应用于短距离无线通信领域。具有功耗低、体积小、传输距离远、抗干扰能力强等特点。模块配备高性能蛇形天线。

从Nordic Semiconductor推出nRF52832单芯片(SOC)低功耗蓝牙收发器以来，nRF52832就受到了市场强烈的关注。nRF52832基于配备512KB flash + 64KB RAM的32位ARM® Cortex™ M4F CPU而构建。具备丰富的模拟和数字周边产品，可以在无需CPU参与的情况下通过可编程周边产品互联(PPI)系统进行互动。灵活的GPIO映射方案可使I/O (例如串行接口、PWM和正弦解调器)根据PCB需求指示映射到任何设备引脚。这可实现完全的设计灵活性及引脚位置和功能。

该款模块可用于开发基于蓝牙 4.0/4.2/5 (BLE低功耗蓝牙)的消费类电子产品，手机外设产品等，为客户产品与智能移动设备通讯提供快速的BLE解决方案。

低功耗蓝牙模块 - RF-BM-ND08的特性：

工作电压：1.7 ~ 3.6V，推荐为3. 3V

工作频段：2402MHz ～ 2480MHz

较大发射功率：-20 ~ +4 dBm ( 正常0 dBm输出 )

接收灵敏度：-96dBm

RAM：64KB

FLASH：512KB

GPIO数量：16个

晶振频率：32 MHz、32.768KHz

封装方式：SMT（邮票半孔）

工作温度：- 40℃ ～ + 85℃