1、Nordic超低功耗藍(lán)牙芯片nRF800111月18日，2010年中國(guó)無(wú)線世界暨物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在京正式舉行，C114中國(guó)通信網(wǎng)為本屆會(huì)議的獨(dú)家戰(zhàn)略合作媒體，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)全程直播報(bào)道。主持人：下面有請(qǐng)來(lái)自NordicSemiconductorASA的SebastienMackaie-Blanchi先生做演講，題目是紐扣電池續(xù)航的藍(lán)牙技術(shù)。SebastienMackaie-Blanchi：今天早晨大家聽到了關(guān)于藍(lán)牙技術(shù)的演進(jìn)路線，下面我給大家更多地介紹一下藍(lán)牙技術(shù)低功耗的特點(diǎn)，特別是在紐扣上面低功耗的技術(shù)。今天我給大家介紹一下紐扣電池為什么需要藍(lán)牙技術(shù)呢？在設(shè)計(jì)這樣的設(shè)備的時(shí)候要有什么考慮呢？首先我們可以

2、看到紐扣電池已經(jīng)存在很多年了，比如像你的手表上也會(huì)用到紐扣電池，有一些體育運(yùn)動(dòng)設(shè)備，比如說(shuō)測(cè)量?jī)x表也會(huì)使用這個(gè)紐扣技術(shù)，現(xiàn)在藍(lán)牙技術(shù)，特別是4.0的規(guī)范給我們提供了很多可能性。無(wú)論是什么樣的規(guī)范我們都在看，而且藍(lán)牙技術(shù)也是其中一個(gè)選擇。藍(lán)牙的低功耗技術(shù)將會(huì)更好地支持我們的紐扣電池，比如說(shuō)一些玩具、體育用品以及其他的東西，可能使用的不僅僅是藍(lán)牙技術(shù)。我們來(lái)看一看到底這個(gè)紐扣電池是什么樣的呢？它有不同的類型，它們有時(shí)候容量很大，有時(shí)候容量很小。請(qǐng)看一下我們的CR1216，它是25毫安，它的容量非常好，這是表標(biāo)準(zhǔn)使用的紐扣電池。大家可以看到，它的平均電流對(duì)壽命有著非常大的影響。其中一個(gè)非常重要的特征

3、請(qǐng)大家記住，基于25毫安，如果使用這樣的功耗的話，每天24小時(shí)運(yùn)行，每周7天來(lái)運(yùn)行，它可以用一年的時(shí)間，我們要保證它的平均電流要盡量地低，如果要使用一年的時(shí)間，你要保證它的電流要低于25毫安，而且它的峰值電流也是非常重要的，有的時(shí)候峰值電流可能是比較高的，如果峰值電流比較高的話，會(huì)影響電池的容量。如果它的峰值電流越高的話，它的電池壽命越短。大家在使用紐扣電池的時(shí)候，如果它的峰值電流低的話，也意味著它的功耗比較低。在溫度不同的情況下使用，它的壽命也是不一樣的。所以說(shuō)在設(shè)計(jì)紐扣電池的時(shí)候我們要考慮兩個(gè)重要的指標(biāo)，一個(gè)是平均電流，一個(gè)是峰值電流。我們有一個(gè)中心的設(shè)備，大家可以看到在中間，還有其他的一

4、些外設(shè)設(shè)備，關(guān)鍵的是可以看到中間的設(shè)備它將會(huì)保證和傳感器的連接，將這個(gè)設(shè)備連接的時(shí)候，中央的設(shè)備將會(huì)是連接的核心，因?yàn)橹行牡脑O(shè)備將會(huì)影響連接的參數(shù)，它會(huì)決定比如說(shuō)和傳感器多長(zhǎng)時(shí)間交換一下數(shù)據(jù)，要和交換器交換多少數(shù)據(jù)。所以不僅要看傳感器的問題，也取決于你的設(shè)備，它是不是使用屏幕或者是其他的功能，它的功耗肯定會(huì)有所不同。關(guān)鍵的要素在于，如果來(lái)看手機(jī)的話，它有應(yīng)用在運(yùn)行，它就會(huì)決定你的連接參數(shù)，它會(huì)確定出來(lái)多快的時(shí)間會(huì)影響你的功耗。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)該盡量少地使用電能，它們也可以增加包交換的時(shí)延，它并不是針對(duì)大流量的應(yīng)用設(shè)計(jì)的。所以說(shuō)紐扣電池并不是要以這樣的應(yīng)用，我們只是針對(duì)一些非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用，盡量頻率要少

5、的交換數(shù)據(jù)，比如一些遠(yuǎn)程的控制或者是其他的一些非常簡(jiǎn)單的設(shè)備。像耳機(jī)之類的，這些可能只能使用可充電電池而不能使用紐扣電池。如果從一個(gè)設(shè)備到另外一個(gè)設(shè)備，比如超過范圍之內(nèi)，你再回到這個(gè)范圍之內(nèi)再連接的話會(huì)花一些時(shí)間。我們可以看到，這是一個(gè)藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范，它可以減少負(fù)荷，也支持不同的服務(wù)水平，支持不同的信道，藍(lán)牙技術(shù)的開銷是非常小的。這是一個(gè)空包，它的負(fù)荷只有27個(gè)字節(jié)，這27個(gè)字節(jié)，如果大家看一下這個(gè)數(shù)據(jù)的交互量只有20個(gè)字節(jié)，所以說(shuō)是非常有限的。這是一個(gè)不會(huì)消耗很多帶寬的應(yīng)用，是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用，可以使用藍(lán)牙低功耗的技術(shù)。除了低功耗，另外一個(gè)非常重要的因素是連接時(shí)間。要把你的傳感器盡快連接到

6、你的電腦，包的大小也是非常重要的，我們可以看到不同的數(shù)據(jù)包，比如有時(shí)候只有8個(gè)字節(jié)，使用了藍(lán)牙的技術(shù)，包更小。我們可以看到它可以把連接時(shí)間從214微秒降低到144微秒。安全特征也是非常重要的，加密是非常重要的，在藍(lán)牙技術(shù)當(dāng)中也是安全性非常強(qiáng)的，它比傳統(tǒng)的藍(lán)牙技術(shù)要強(qiáng)。CRC主要是確定這個(gè)包是否正確，在藍(lán)牙中也有所增強(qiáng)，范圍更大，消耗的能量更小。因?yàn)槲覀冋劦搅思~扣電池，我談到25毫安是一個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)，特別是影響電池壽命的。給大家舉兩個(gè)例子，第一個(gè)，你想有一個(gè)連接到你手機(jī)的Heartbelt，藍(lán)牙技術(shù)非常適合這個(gè)應(yīng)用。如果讓你的Heartbelt是每天24小時(shí)來(lái)運(yùn)營(yíng)的話，使用藍(lán)牙技術(shù)的話，它只

7、能夠支持一年，我們只是談藍(lán)牙的情況，可能在你的Heartbelt上面還有其他的微處理器，所以會(huì)消耗更多的電能?？梢钥吹疥P(guān)于電池，一般不會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻地使用，只是偶爾地使用，所以說(shuō)它的電池壽命是非常長(zhǎng)的。這里是Heartbelt一刻不停運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。大家可以看到有一個(gè)手表，它使用了藍(lán)牙技術(shù)，手表可能也可以收到短信或者是收到電話，通過這個(gè)藍(lán)牙。這個(gè)設(shè)備如果時(shí)時(shí)刻刻地連接的話，有的時(shí)候只有在收到短信或者接電話的時(shí)候才會(huì)有數(shù)據(jù)的交換所以它們的功耗還是非常低的，它的平均電流能夠達(dá)到24微安，當(dāng)然取決于你具體的應(yīng)用。大家可以看到一些大概估計(jì)的時(shí)間，如果使用手表的話，看你使用什么樣的應(yīng)用、什么樣的特征，它的電池壽

8、命會(huì)相應(yīng)地有所改變。其中非常重要的一個(gè)功能，它的輸入和輸出，比如你想使用IDD等等，它的電流會(huì)比藍(lán)牙還大。所以設(shè)計(jì)傳感器的時(shí)候也要特別謹(jǐn)慎，你想使用什么樣的用戶界面接口，什么樣的顯示器，什么樣的輸出、輸入電流，等等，因?yàn)樗鼈兪亲钕碾娏鞯?。我們要看一下藍(lán)牙的芯片，還要看其他各個(gè)方面它們的電流使用情況。交換數(shù)據(jù)的頻率也是非常重要的，這也是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，在藍(lán)牙新的規(guī)范當(dāng)中，它包括交換的頻率以及數(shù)據(jù)交換的大小。比如你想把你的手機(jī)和汽車鑰匙連接在一起，但是比如你突然忘帶鑰匙了，在一定的距離，你的手機(jī)就會(huì)提供你。我們要看傳感器，還要看移動(dòng)或者用戶端的電流情況，所以說(shuō)它的頻率應(yīng)該盡量低，想保證這個(gè)設(shè)備不消

9、耗過多能量，傳感器每個(gè)頻率每2秒或者每4秒要交換一次數(shù)據(jù)的話，只有當(dāng)傳感器連接到手機(jī)才知道它們交換的頻率和大小，所以要在手機(jī)端就進(jìn)行很好的設(shè)計(jì)和設(shè)置。它們想交換更多的數(shù)據(jù)，更頻繁地交換數(shù)據(jù)，移動(dòng)的應(yīng)用可能是想要盡量交換多的數(shù)據(jù)，傳感器在設(shè)計(jì)的時(shí)候就要讓它支持更多的數(shù)據(jù)。如果我們的規(guī)范不夠嚴(yán)格，讓這些相關(guān)實(shí)施者來(lái)做好的話，可能大家的目標(biāo)是不一樣的。比如說(shuō)手機(jī)和應(yīng)用的提供商他們可能每秒就想進(jìn)行4次的數(shù)據(jù)交換，可能對(duì)用戶來(lái)說(shuō)這會(huì)對(duì)傳感器的電池壽命產(chǎn)生影響，所以想要進(jìn)行很好的實(shí)施的話，它也可以節(jié)省傳感器的電源。在規(guī)范中，看一看這個(gè)數(shù)據(jù)交換大小到底是多少，頻率是多少，這么做的話要參加藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的相關(guān)規(guī)

10、范，通過這些規(guī)范至少可以達(dá)成一致，就一些具體的參數(shù)達(dá)成一致。如果在手機(jī)這邊不推動(dòng)相關(guān)設(shè)計(jì)的話，可能沒有辦法在傳感器端設(shè)計(jì)更長(zhǎng)的電池壽命。如果手機(jī)端不是想要更少地使用數(shù)據(jù)的話，傳感器可能就是由于這些移動(dòng)應(yīng)用，它的電池壽命會(huì)大大縮短。在考慮規(guī)范的時(shí)候，傳感器和手機(jī)制造廠商，所有的設(shè)備制造商都應(yīng)該參與進(jìn)來(lái)達(dá)成一致，同時(shí)在用戶端也要進(jìn)行很好的設(shè)置?，F(xiàn)在給大家介紹一下Nordic超低功耗藍(lán)牙芯片nRF8001，設(shè)計(jì)它的峰值電源是非常低的，這是非常關(guān)鍵的，只有13.5毫安。頻率或者增加其他外設(shè)的話，它的峰值電流會(huì)很高，它可能會(huì)讓你的電池很快耗盡電量，但是1秒鐘的連接，平均電流可以達(dá)到17毫安，所以說(shuō)電池壽命可以達(dá)到一年，這是非常好的，非常簡(jiǎn)單的這些設(shè)備能夠保證至少一年的電池壽命，當(dāng)然取決于用