蓝牙BT/BLE技术快速学习（硬件设计）（一）

#创作灵感#

????????在硬件设计开发过程中，接触到蓝牙BT/BLE相关功能设计需求后，如何快速了解蓝牙基本知识，并在繁多的技术文件中快速获取硬件需要的知识，加以开发利用，完成硬件设计。以及一些从项目上接触到的容易让人混乱的概念BT/BE/EDR/BLE等等。接下来从以下几个方面梳理以下我个人对这个过程的理解。

目录

1、蓝牙技术基本概念

??????1.1 蓝牙概念

??????1.2 发展历史

2、蓝牙技术分类

? ?? ?2.1 经典蓝牙 BT（BR/EDR）

????? 2.2 低功耗蓝牙? BLE

????? 2.3 容易混淆的名称

3、硬件技术理解

??????3.1 外设接口

??????3.2 应用方案

4、硬件设计目标

? ? ? 4.1 国家认证

??????4.2支持软件协议需求

??????4.3关键射频指标

5、项目设计

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---------------正文---------------

1、蓝牙技术基本概念

??????1.1 蓝牙概念

????????蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。

????????蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。

??????1.2 发展历史

????????蓝牙发展经历了多个版本的迭代，以下是我整理的各个版本的显著特点，以助于快速理解各个版本特点，从第一代蓝牙1.0到第五代蓝牙5.3的发展历史。
?

2、蓝牙技术分类

????????蓝牙技术主要可以分为三大类：经典蓝牙（BR/EDR）、双模蓝牙（同时支持BR/EDR/LE）和低功耗蓝牙（BLE）。

? ?? ?2.1 经典蓝牙 BT（BR/EDR）

????????经典蓝牙我们一般说的是BT。Bluetooth Classic无线电，也被称为Bluetooth 基本速率/增强数据速率（BR/EDR）。?其中Basic Rate是正宗的蓝牙技术，包括可选（optional）的EDR（Enhanced Data Rate）技术，以及交替使用的（Alternate）的MAC（Media Access Control）层和PHY层扩展（简称AMP）。

? ? ? ? 经典蓝牙又分为传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。传统蓝牙分class1，2，3；很多手册中都有描述自己支持某个等级。有需要可进一步了解。

????? 2.2 低功耗蓝牙? BLE

????????Bluetooth Low Energy (BLE) 是从蓝牙 4.0 开始引入的技术，又被称为 Bluetooth Smart。Bluetooth 低能耗（LE）无线电是为非常低的功率操作而设计的。

????? 2.3 容易混淆的名称

? ? ? ? 主要在于经典蓝牙BT与低功耗蓝牙BLE的区别。

????????BT、BR、Basic Rate、EDR、BR/EDR、AMP一般统统都是经典蓝牙。

? ? ? ? BLE、Bluetooth Low Energy 、Bluetooth Smart、LE指的是低功耗蓝牙。

????????双模蓝牙是经典蓝牙和低功耗蓝牙的结合，它可以同时支持这两种技术。

3、硬件技术理解

??????3.1 外设接口

? ? ? ? 蓝牙的外设接口分为PCM接口与UART接口。其中PCM接口用来传递话音数据，UART接口用来传输文件数据，音乐也作为文件数据传输。

PCM接口如下

??????3.2 应用方案

????????比较简单的应用方案，可根据具体需求调整接口，现在很多蓝牙模组也支持USB/SPI/I2S等其他接口了。

4、硬件设计目标

? ? ? 4.1 国家认证

????????蓝牙BQB认证：凡带有蓝牙功能的产品必须通过蓝牙BQB认证，否则该产品就会被蓝牙技术联盟(Bluetooth?Special?Interest?Group,?简称SIG)?视为侵权。其中针对蓝牙产品的BQB认证是蓝牙产品基本认证项目之一，目前由SIG负责管理。

? ? ? ? 蓝牙SRRC认证：在中国市场上销售的蓝牙设备须满足工信部政策文件的相关规定所要求对应的认证通常被称为SRRC认证。SRRC全称是State?Radio?Regulation?Committee，即国家无线电管理委员会，在1998年国家无线电监测中心和国家无线电频谱管理中心合并，统一为中国国家无线电监测中心。

??????4.2支持软件协议需求

????????比如：Bluetooth ?Smart

??????4.3关键指标

? ? ? ? 阻抗控制：一般50?Ω?impedance，具体参考选型后芯片要求。

????????工作频段：BT/BLE ：2.4GHz?ISM?Band?(2.402?–?2.480?GHz?Utilized)? 2.400~2.4835?GHz。

????????天线类型：依据产品射频收发方案进行选择，比如：外置天线、PCB天线 (下图) 。

? ? ? ? 发射功率：依据认证需求定义设计边界。

? ? ? ? 接收灵敏度：依据认证需求定义设计边界。

? ? ? ? 其他射频指标：依据认证需求定义设计边界。

? ? ? ? 通信距离要求：依据认证需求定义设计边界

????????其他要求：如设备连接数量，功耗大小（待机时间），成本。

5、项目设计

? ? ? ? 接下来了解了以上背景以后就可以开始进行项目开发了：

????????需求分析 > 系统、结构设计 > 工程详细设计? >? 投板 >? 单元测试?? >? 功能测试?? >? 系统测试?? >? 验收测试等相关工作了。

? --------------------个人项目开发过程中的经验总结，持续更新。--------------------