藍(lán)牙防丟器的起源

“我的鑰匙在哪兒？”“我的錢(qián)包又到哪去了？”“我的手機(jī)放哪了？快打一下我的電話?！彪S意放東西容易，找東西卻難上加難，想必在日常生活中經(jīng)常遇到類(lèi)似的情況吧！也許以前有過(guò)其他通信形式的防丟器出現(xiàn)，但隨著B(niǎo)LE 4.0進(jìn)入人們視野以及低功耗藍(lán)牙技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，基于低功耗藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的防丟器產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。

藍(lán)牙防丟器的定義

什么是藍(lán)牙防丟器呢？顧名思義，就是基于低功耗藍(lán)牙技術(shù)結(jié)合智能手機(jī)APP而設(shè)計(jì)的防丟器產(chǎn)品，得益于低功耗、小體積的特點(diǎn)，其工作原理根據(jù)方案的不同有所差異，常見(jiàn)的主要有通過(guò)距離變化來(lái)判斷物品是否還控制在安全范圍內(nèi)，超出范圍自動(dòng)提示，還有就是在固定范圍內(nèi)通過(guò)手機(jī)和防丟器實(shí)現(xiàn)雙向通信和控制，根據(jù)提示實(shí)現(xiàn)快速精確查找功能。目前主要應(yīng)用于鑰匙、錢(qián)包、手機(jī)、背包等生活用品，當(dāng)然也有用于孩童、老人或者寵物走失的情況。

選擇藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

01超低功耗，續(xù)航長(zhǎng)

從BLE 4.0開(kāi)始到現(xiàn)在比較熱門(mén)的BLE 5.3，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，雖然功能在持續(xù)增加、優(yōu)化，但超低功耗是永恒不變的主題。BLE模塊利用許多智能手段最大限度降低功耗，使得產(chǎn)品擁有較低的峰值功耗、平均功耗、待機(jī)功耗，很多場(chǎng)景下可以直接使用紐扣電池進(jìn)行供電，這一點(diǎn)也比較契合藍(lán)牙防丟器的續(xù)航要求。基于Silicon Labs的EFR32BG22藍(lán)牙芯片，深圳信馳達(dá)科技推出的RF-BM-BG22A3低功耗藍(lán)牙模塊，默認(rèn)0dbm發(fā)射功率1s廣播周期功耗約15μA，休眠功耗低至3-4μA；發(fā)射功率可調(diào)，室外1Mbsps物理層速率通信距離可達(dá)135m，可以很好的應(yīng)用在藍(lán)牙防丟器產(chǎn)品中，更多低功耗藍(lán)牙模塊參數(shù)信息可以通過(guò)信馳達(dá)科技官網(wǎng)獲取。

02向下兼容，無(wú)線升級(jí)

低功耗藍(lán)牙完全向下兼容的更新機(jī)制有利于藍(lán)牙產(chǎn)品的軟件更新，新舊藍(lán)牙版本互相兼容。隨著固件版本更新或者功能升級(jí)完善，基于已有的固件，可通過(guò)OTA（Over The Air）的方式進(jìn)行無(wú)線升級(jí)，避免拆卸模組、返廠燒錄這一流程，極大節(jié)約時(shí)間成本、提高開(kāi)發(fā)效率。

03成本低

BLE已廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)領(lǐng)域，設(shè)備與設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信基本都采用藍(lán)牙技術(shù)，相較于Wi-Fi、Zigbee、Thread等組網(wǎng)技術(shù)，無(wú)論是從硬件部署還是軟件開(kāi)發(fā)角度，其成本都相對(duì)低很多，BLE是物聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品首選技術(shù)。

04一站式開(kāi)發(fā)解決方案提供

隨著B(niǎo)LE技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上有很多的藍(lán)牙模組廠商存在，他們對(duì)BLE技術(shù)的軟硬件開(kāi)發(fā)已有豐富的積累，對(duì)客戶的支持從最初的技術(shù)選型，到后續(xù)的方案設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)都能提供一站式服務(wù)，客戶無(wú)需深入了解藍(lán)牙通信協(xié)議，直接使用藍(lán)牙模塊即可在原來(lái)產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信功能，可降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

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藍(lán)牙防丟器案例分析

下面是基于深圳信馳達(dá)科技RF-BM-BG22A3藍(lán)牙模塊推出的藍(lán)牙防丟器參考方案，實(shí)現(xiàn)物品和手機(jī)的雙向查找功能，防丟器設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

圖 1 藍(lán)牙防丟器架構(gòu)

原理分析：

1.以建立連接為基礎(chǔ)，雙方以無(wú)線通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。手機(jī)APP向防丟器發(fā)送報(bào)警指令，防丟器接收到指令后讓對(duì)應(yīng)引腳以特定頻率輸出，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴，LED根據(jù)相同頻率閃爍；反之，通過(guò)防丟器的按鍵發(fā)送指令給手機(jī)，手機(jī)做出相應(yīng)的振動(dòng)或響鈴提示。更多按鍵功能可自行定義設(shè)計(jì)。

2.初次連接通過(guò)手機(jī)與防丟器配對(duì)的方式，后續(xù)連接不再輸入密碼（刪除配對(duì)除外）。因?yàn)槭腔谶B接這個(gè)基礎(chǔ)，考慮到出門(mén)而部分防丟器設(shè)備不需要隨身攜帶、手機(jī)藍(lán)牙關(guān)閉等情況，會(huì)出現(xiàn)斷開(kāi)連接的問(wèn)題，為了避免手動(dòng)重新連接的情況，可以基于固件增加自動(dòng)重連功能。當(dāng)在有效廣播范圍內(nèi)，觸發(fā)手機(jī)向已配對(duì)設(shè)備自動(dòng)發(fā)起連接，簡(jiǎn)化流程，實(shí)現(xiàn)無(wú)手動(dòng)操作完成重連。

3.采取小體積的紐扣電池對(duì)防丟器進(jìn)行供電，功耗控制方面是一個(gè)重點(diǎn)。保持在連接狀態(tài)下，可以盡量調(diào)大連接間隔，讓設(shè)備在連接事件之間有較長(zhǎng)的休眠，從而降低功耗；在斷開(kāi)連接的狀態(tài)，可以通過(guò)增大廣播間隔的方式，也能進(jìn)一步控制功耗。具體的參數(shù)要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，以及對(duì)于連接效果、響應(yīng)的速度等需求進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到滿足體驗(yàn)、節(jié)省功耗、延長(zhǎng)續(xù)航等目的。

4.手機(jī)端可以自主開(kāi)發(fā)APP，自定義UI功能界面、調(diào)用驅(qū)動(dòng)手機(jī)外設(shè)，結(jié)合BLE協(xié)議說(shuō)明的APP接口，完成指令下發(fā)和接收的功能。

5.防丟器硬件部分，根據(jù)需求可采取模組或者是芯片，按以上的參考設(shè)計(jì)，僅僅用到3個(gè)GPIO，1個(gè)輸入腳接按鍵，2個(gè)輸出腳分別接蜂鳴器和LED。

上述案例，更多的是應(yīng)用于類(lèi)似室內(nèi)范圍內(nèi)，根據(jù)特定需求實(shí)現(xiàn)雙向快速精準(zhǔn)互查互找。對(duì)于室外的特殊人群防走失應(yīng)用，可以采取的方式：通過(guò)有效連接距離（即通過(guò)RSSI信號(hào)衰減或者斷開(kāi)連接，可調(diào)）并結(jié)合算法進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)警提示功能。

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發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前市面上已有大量的藍(lán)牙防丟器產(chǎn)品，功能單一且比較類(lèi)似。隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展、成熟，防丟器正向著精確位置定位、加入云服務(wù)器、加入地圖服務(wù)、加入語(yǔ)音服務(wù)等方向繼續(xù)發(fā)展，蘋(píng)果、華為、小米也根據(jù)各自生態(tài)相繼推出一系列防丟器產(chǎn)品。鑒于低成本、低功耗、小體積、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，基于藍(lán)牙的防丟器產(chǎn)品還是有較廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)于信馳達(dá)

深圳市信馳達(dá)科技有限公司（RF-Star）是一家專注于射頻通信方案的高科技公司，2010年即獲得美國(guó)TI德州儀器公司的認(rèn)證，是其低功耗無(wú)線通信芯片的授權(quán)開(kāi)發(fā)商。該公司提供物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線模塊和完整應(yīng)用方案，包括BLE、Wi-Fi、Wi-SUN、LoRa、ZigBee、Thread等。欲了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)公司網(wǎng)站www.szrfstar.com或關(guān)注微信公眾號(hào)“信馳達(dá)科技”，購(gòu)買(mǎi)樣品請(qǐng)?jiān)谔詫欰PP上搜索“信馳達(dá)科技”進(jìn)入官方店鋪購(gòu)買(mǎi)。

審核編輯黃宇