低功耗蓝牙是现代信息技术升级的典型代表,在实际应用中,已经开发出了系统的网络技术体系,并在各种应用空间中,形成了立体化的网络化应用条件。而为了更好地开发此项技术引导下的技术空间,需要将其基本技术条件作为引导,在完成传感技术构筑的基础上,补偿其中的网络化技术条件,并为技术的开发与成长,提供深层次的理论与科技支撑。
低功耗蓝牙技术的全称为“Bluetooth Low Energy”,简称为 BLE。在实际应用过程中,可以在医疗、运动、健康、安防、娱乐等技术领域中,形成有效的信息连通,并在开发技术优势的前提下,保证各类型智能设备的结合状态。而与传统蓝牙传输模式相比,它可以更加典型的突出通信范围的扩大化特征,与功率消耗的低成本条件。技术条件上,通常含有 3个广播频道,连通 37个数字频道。在 2.4GHz的ISM 频段中完成数据传输,并可保证在 GFSK 调制模式下,维持0.5的调制系数。
在物理结构上,BLE 技术由控制器、主机、应用这三部分组成。在技术管理过程中,可以在控制器系统中,形成分层级的管理技术,并在信息直接测试的技术条件下,通过直接测试模式,完成具体物理层 RF 规范状态的适应性评价,在具体的主机控制接口中,完成逻辑性物理连接,并实现数据信息的有效传输,保证其功能的执行状态。
在主机系统中,可以在主机控制接口的上方,形成逻辑链路控制体系,并通过适配协议 L2CAP,构建起具体的复用层结构 。然后,在其表面设置两个独立的构建块结构,并在安全管理其与属性协议的基础上,完成通用属性的规范管理。在属性协议的内容中,还可以对具体定义信息进行重用,从而保证服务内容的标准化状态,完成设备定义中的交互式连接状态。而应用层处在控制器与主机结构之上,在应用层的特性、服务、规范内容中,强调整体属性的分类与优势状态。尤其在特性内容上,需要设置独立的识别码(UUID)形成完整的数据模块。通过对其特性信息的读取,确定用户阅读数据资料的完整性。
传感网络技术体系中,通过传感器节点的基础作用,在汇聚出管理节点的同时,通过对于大量节点数据的补充与检测,可以在自组织的工作模式下,形成传感器设备间的多点传输。通过多次跳转之后,还可在传输汇聚节点中,通过Internet 环境实现多用户节点数据的共享。而在无线传感器网络数据模块的处理中,其能量供应主要有传感器、处理器无线通信、能量供应这四个模块组成,并在对接网络环境条件后,对于时间、位置、运动数据等信息,进行细化的管理,使原始协议模型得到了具体的优化调整,以此展现传感器网络的持续发展状态 。
在对网络结构进行设计的过程中,形成了汇聚节点、中间节点、基本节点这三种类型化的节点形式。在技术管理的过程中,通过这种节点数据的统计管理,可完成BLE 技术中的具体服务功能,以此保证数据传输状态的有效性。而在设计拓扑结构构成中,需要将汇聚节点内的中心数据作为基础在保证基本节点连接状态的基础上,将具体的终端数据内容进行上传,从而汇聚形成完整的数据库资料。而每个终端数据。都可以在开放化网络权限下,获取一定条件的整体数据以此保证自身与网络体系的连接状态。
另外BLE 技术体系下还可以形成一对一、一对多等多样性的连接形式。首先,在基本节点与中间节点的连接条件下,可以主机结构中获取基本节点终端的数据,并在保证两者连接状态的基础上,形成数据采集的正向汇聚,且产生新的检测点汇总信息。最后,在中间节点完成角色转化的基础上,完成连接数据的建立,以此保证整体数据的循环沟通状态。
3.1硬件配置
三种节点的硬件结构在设计上,其差异性虽然存在,但并不作为主体结构存在。在参照无线网络传感器结构的同时,可以在网络节点模型的设计中,形成关键节点基础上的设计模块,并在涵盖处理器、天线、能源、传感器这四个组成部分的同时,形成完整的硬件体系配置。
节点的硬件核心,选用 Dialog 半导体公司生产的 DA14585 芯片,它支持蓝牙 5.0和蓝牙 Mesh 技术,是目前尺寸最小功耗最低的蓝牙 SoC。其带外部存储器的最小系统电路原理。主芯片为ARM Cortex-MO 内核,由于内部程序存储器为 OTP和ROM 形式,不适合在线程序调试,故将端口P0_0至PO3配置为主SPI模式,驱动2Mb的外部 flash 存储器MX25R2035F。并设置 PO4和P05为具有57600 波特率的UART 接口、设置PO_6和PO_7为100KHz 的IIC 接口以辅助通信。可以根据实际传感器的客观需要,实现整体技术的应用设备类型调整。而鉴于 DA14585 芯片对于低功耗蓝牙系统的优化处理,可以使其网络节点功能建设得到保障,完成整体蓝牙协议的综合处理。
3.2软件设计
针对软件设计环节首先要对汇聚节点进行处理,在读取数据的同时,需完成数据资料的转移。通过汇聚节点流程计算方式的设计,保证其软件应用功能的开发状态。而在主机设备中,为了保证其连接结构可以更好地与中间节点对接应在读取中间节点数据的同时,选择适当的时间,通过其它的通信形式,实现数据上传。
软件开发中的中间节点设计,应将 BLE 技术体系中的网络关键节点作为基础,发挥出类似网络路由器的作用。当数据从基本节点向汇聚节点转移的过程中,势必要通过中间节点,并根据其低功耗的蓝牙设备条件,仅能实现一对一的技术连接。在中间节点的连接中,无需重复地进行断开与重新连接,因此,每次连接设置的作用就更加明显。在具体细节的管理中,应保证主机与从机中间的交替连接状态,以此平衡软件应用中的功能作用。
基本节点的软件对应性设置中,其一般意义上,与无线传感器网络节点基本相同,可以在低功耗蓝牙通信的过程中,把整个网络节点不断的断开和重新的联接。相较于以上软件中的汇聚节点与中间节点,基本节点的设计过程中相对较为简单。在流程处理上,首先要进行开机操作,然后在基础性的广播设置与连接请求条件下,就可实现对于数据的读取,以此完成具体连接操作。
出处 电子测试
原标题 低功耗蓝牙DA14585的无线传感器网络应用分析
作者 梁斌 林美娇 何海军
虎克专业的蓝牙物联网开发公司,专业蓝牙对接、定制蓝牙物联网系统各种需求。