對于追隨制造商社區(qū)的人來說，可穿戴技術(shù)的概念并不是什么新鮮事。像Arduino Lilypad這樣的平臺使制造商能夠開發(fā)各種各樣的可穿戴系統(tǒng)，從藝術(shù)電子編織成襯衫和裙子，再到告訴我們有多少未讀電子郵件的T恤。這些項目中的大多數(shù)都具有與之相關(guān)的樂趣或自我表達元素，但越來越多的工程師被要求為可穿戴產(chǎn)品開發(fā)電子產(chǎn)品。第一波消費類設(shè)備一直由智能手表主導，即使是大牌行業(yè)也在努力將設(shè)計，顯示和電池壽命結(jié)合起來。隨著各種眾籌網(wǎng)站的更新，很明顯可穿戴傳感器領(lǐng)域正在進行大量創(chuàng)新。例如，在健康領(lǐng)域，在Kickstarter上推出了一個名為Violet的項目。紫羅蘭是一種可穿戴的傳感器，可以測量我們接觸到多少UVA和UVB輻射，讓我們享受陽光來獲取維生素D，但在暴露之前“霜狀”會對我們的健康產(chǎn)生不利影響。 LEO的另一個項目是在運動期間穿在小腿肌肉周圍的傳感系統(tǒng)，并在Indiegogo上進行推廣。使用3D運動，心率和肌肉活動傳感器，該設(shè)備允許用戶改善他們的鍛煉方式并避免潛在的傷害。

這兩種產(chǎn)品的背后是類似的核心技術(shù)，可實現(xiàn)節(jié)能數(shù)據(jù)收集和信息共享通過無線鏈接。通過使用用戶的智能手機和適當?shù)膽贸绦騺盹@示結(jié)果，可以避免電源消耗顯示。仔細查看Violet Kickstarter活動頁面上的照片，可以看出藍牙低功耗（BLE）正在推出這些新產(chǎn)品。

最初由諾基亞推出的Wibree，Bluetooth SIG將這種低功耗無線技術(shù)合并到2010年藍牙核心規(guī)范版本4.0.BLE作為藍牙智能銷售給消費者，遺憾的是它不能與4.0版之前的藍牙設(shè)備向后兼容。然而，由于許多藍牙芯片組具有可編程元件，因此一些用戶可能僅需要固件升級以獲得支持。這是可能的，因為BLE使用與藍牙基本速率（BR）和增強日期速率（EDR）相同的無線電和基帶技術(shù)，盡管具有不同的調(diào)制方案。在消費者心目中建立藍牙作為手機的標準功能后，將BLE添加到規(guī)范中可以更容易地啟動耗電配件并在智能手機市場的成功基礎(chǔ)上進行，而不是必須開發(fā)解決方案來實現(xiàn)適用于此類產(chǎn)品的電池壽命。

通道寬度通道數(shù)據(jù)速率

空中數(shù)據(jù)吞吐量連接延遲

（來自未連接）BLE 2 MHz 40 1 Mbps 0.27 Mbps 6 ms藍牙

BR/EDR 1 MHz 79 1-3 Mbps 0.7-2.1 Mbps~100 ms

表1：關(guān)鍵藍牙BR/EDR和藍牙低功耗參數(shù)的簡要比較。

BLE提供低功耗無線鏈路，適用于與其他設(shè)備（主要是智能手機）交換小數(shù)據(jù)包。短連接延遲也有助于節(jié)省能源。例如，新的配置文件，GATT或通用屬性配置文件允許智能手機詢問BLE設(shè)備并發(fā)現(xiàn)它可用的服務(wù)。支持BLE的產(chǎn)品（例如前面描述的那些產(chǎn)品）在無線鏈路中扮演服務(wù)器的角色。因此，它們按照其配置文件中的描述“提供”小數(shù)據(jù)包。這些可以是通常商定的數(shù)據(jù)類型，例如溫度，壓力或心率，從而簡化通信。智能手機扮演客戶角色，就像網(wǎng)絡(luò)瀏覽器一樣，定期詢問BLE服務(wù)器是否有新數(shù)據(jù)。通過鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包在藍牙規(guī)范中稱為“特性”。以健康溫度計配置文件或HTP為例，定義了“溫度測量”和“測量間隔”的特征，使雙方能夠輕松地就無線溫度測量傳感器所期望的基本功能達成一致。

圖1：TI在應用報告SWRA420中提供了合適的無線電設(shè)計指南。對于開發(fā)人員而言，在支持BLE的設(shè)計的解決方案和分區(qū)方面有很多選擇。 br》德州儀器（TI）的CC256XQFNEM評估模塊是基于其CC256x藍牙和雙模控制器系列的參考設(shè)計。這些設(shè)備提供符合藍牙4.0標準的解決方案，直至主機控制器接口（HCI）層。這意味著無線電，鏈路控制器和基帶以及鏈路管理器在片上實現(xiàn)，并且可以使用標準藍牙HCI協(xié)議通過硬件UART接口進行配置。藍牙堆棧的其余部分（L2CAP，RFCOMM，SCO管理器）和所需的配置文件需要鏈接到主機控制器的應用程序代碼中。為了便于入門，該評估板可與TI的MSP 430器件配對，例如MCP430F5438實驗板，TI還提供免版稅的藍牙堆棧。這也意味著CC256x器件可與任何支持UART的微控制器配對，該微控制器可運行合適的藍牙堆棧。參考設(shè)計顯示了獲得合格解決方案所需的外部組件很少; 13個電容器，26 MHz晶體，帶通濾波器和銅跡線天線。當使用500 ms連接間隔作為BLE主機連接時，這些器件在3.6 V電源下的功耗低于200 uA。

對于那些尋求覆蓋各種藍牙應用的平臺的用戶，TI的音頻應用輔助模式可能是出于興趣。這些允許CC256x使用硬件音頻編解碼器處理音頻數(shù)據(jù)的傳輸，而無需主機MCU的干預?；旧?，主機建立音頻連接，然后可以將藍牙堆棧的處理放在較低的優(yōu)先級。然后可以使用沒有I2S接口的簡單微控制器。

圖2：nRF51822提供所有傳統(tǒng)MCU接口以及集成無線電。

Nordic Semiconductor，with其nRF51822采用單芯片方式，將無線基帶和微控制器集成到單個6 x 6 mm QFN或3.5 x 3.8 mm WLCSP封裝中。 BLE堆棧是預編譯的二進制文件，允許使用它的應用程序代碼獨立編譯。根據(jù)配置，可用的256/128 kB內(nèi)存中仍可提供介于40 kB和180 kB閃存之間的閃存。此外，還有一個16 kB的RAM連接到低功耗32位ARM Cortex-M0 MCU。為了簡化與傳感器和其他系統(tǒng)的集成，可提供標準串行接口（SPI/UART/2線）和10位ADC，以及128位AES協(xié)處理器 - 這對于實現(xiàn)安全數(shù)據(jù)至關(guān)重要連接。為了支持低功耗，nRF51822具有以下項目：EasyDMA用于RAM映射FIFO;和可編程外設(shè)接口（PPI），允許片上模塊相互自動觸發(fā)。這兩個功能都有助于確保設(shè)備能夠完成常規(guī)任務(wù)，而CPU無需持續(xù)干預nRF51822-DK為評估這些產(chǎn)品提供了出色的起點。該套件包括兩個評估板，一個帶有芯片天線，另一個帶有SMA連接器，可簡化RF性能測量。還包括一個J-Link lite調(diào)試器，可以與Keil MDK-ARM Lite開發(fā)環(huán)境（單獨提供）一起使用。還有一個無線開發(fā)加密狗，可以在套件開發(fā)過程中作為對等設(shè)備測試無線鏈接。

圖3：CSR的參考模塊緊湊，適合這個合格的入門套件目標板。

對于替代的，完全集成的方法，值得一看CSR的CSR1010μEnergy設(shè)備。它采用5 x 5 x 0.6 mm，32引腳QFN封裝，為用戶應用提供64 kB ROM和64 kB RAM，在啟動時通過支持DMA的SPI接口從外部SPI或I2C串行EEPROM加載時間。 CSR1010還集成了對平衡 - 不平衡轉(zhuǎn)換器的需求，因為它集成在芯片內(nèi)部。 DK-CSR1010開發(fā)套件包括一個帶有參考設(shè)計模塊的緊湊型電路板。包括印刷的PCB天線，完整的BLE模塊可以小至25.5 x 18.0 mm，除了已經(jīng)提到的串行EEPROM之外，僅需要19個電容器，3個電感器，1個電阻器和16 MHz/32 kHz晶體。如果需要，有12個數(shù)字I/O以及訪問10位ADC和DAC的選項。該套件還包括CSR的μEnergySDK及其GCC工具鏈和xIDE開發(fā)環(huán)境。

那么，從哪里開始？如果您有一個值得信賴的首選低功耗MCU供應商和工具鏈，TI CC256x與藍牙堆棧配對是一個很好的起點。對于完全集成，Nordic Semiconductor nRF51822應該在列表中名列前茅。 CSRsμEnergy缺乏傳統(tǒng)微控制器供應商所期望的各種接口。然而，將這種藍牙解決方案與小型低功耗MCU綁定在一起，以配合μEnergy設(shè)備的高無線集成是非常合理的。因此，如果您考慮到BLE應用程序，則可以嘗試其中一種解決方案并進行編織。