低功耗蓝牙（BLE）技术，IoT短距无线通信的理想之选
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随着物联网（IoT）无线通信技术的持续应用，现代产业的运作方式正被加速重塑，从智能家居到智慧城市，从随身设备到工业自动化，数以亿计的终端设备正共同织就着一张张无形的互联网络。而在这些设备网络中，低功耗蓝牙（BLE）作为典型的短距无线通信技术，凭借着低成本、易部署、功耗低等优势，已成为物联网通信生态中的重要组成部分。
与经典蓝牙相比，BLE旨在保持同等通信范围的同时显著降低产品的运行功耗和制造成本，因此使用BLE芯片的IoT设备仅靠钮扣电池就可稳定运行数年之久。根据QYR（恒州博智）公布数据显示，2023年全球BLE芯片市场销售额已达到30.39亿美元，预计2030年将达到58.39亿美元，年复合增长率（CAGR）约为9.1%。
BLE技术，如何赋能短距通信生态？
传统蓝牙技术虽已成熟，但其较高的功耗和点对点的通信拓扑难以满足IoT设备对长续航、小型化与广组网的需求。而BLE技术通过精简协议层、优化连接机制，可将功耗降低至传统蓝牙的十分之一，同时保持10-100米的通信距离，是短距IoT设备的理想选择。
从技术层面剖析，BLE的卓越性主要源于其精巧的协议设计。
BLE采用跳频扩频（FHSS）技术，可在2.4GHz频段的40个物理信道中快速跳变，既能有效规避干扰，又可降低单信道的通信负荷。同时，与传统蓝牙设备在工作时保持持续连接状态相比，BLE设备大部分时间处于休眠状态，仅在活动发生时被唤醒进行数据传输，这种“事件驱动”的唤醒机制使其平均功耗可控制在微安级别。
在通信模式上，BLE设备可同时处于广播状态与连接状态。广播状态下，BLE设备可以向周围发送广播消息，实现一对多的信息传播，适合用于传感器数据广播等场景，多个接收设备可以同时接收来自 BLE设备的广播数据。同时，BLE设备也能够与其他设备建立点对点的连接，形成双向控制链路，用于更复杂的交互和控制操作。例如：
在智能门锁领域，其可以通过广播状态发送门锁的状态信息等，同时与手机等设备建立连接，实现远程控制门锁开关、设置密码等双向交互功能。
在室内定位领域，设备可利用广播信号进行位置信息的广播，多个定位节点通过接收广播信号来确定设备的位置，同时也可以与设备建立连接，实现更精确的室内定位和导航。
在资产追踪领域，BLE设备可以广播资产的相关信息，如设备编号、位置信息等，让多个监控设备能接收到这些信息，同时也能与管理人员的终端设备建立连接，方便进行实时追踪和管理，如远程查询资产详细信息、设置追踪参数等。
如何选择一款合适的BLE芯片?
当开发者着手设计短距IoT设备时，选择一款优秀的BLE芯片/模组往往决定着产品的最终性能及其市场竞争力。一款优秀的BLE芯片/模组需要在运行功耗、传输速率、射频性能、集成度与开发便利性之间找到最佳平衡点。
以华普微自主研发的蓝牙射频芯片CMT4531为例：
在运行功耗方面，CMT4531的峰值发送电流为4.2mA @0dBm/3.3V，接收电流为3.8mA@3.3V ，且其在睡眠模式的休眠电流仅为1.4μA@3V ，芯片功耗极低，在纽扣电池供电下可实现长达数年甚至十年的超长续航。
在传输速率与射频性能方面，CMT4531的最大发射机功率为6dBm，且其在BLE 1Mbps PHY协议下的接收灵敏度为-96dBm，在BLE 2Mbps PHY协议下的接收灵敏度为-93dBm，可在复杂电磁环境中保持稳定连接。
在集成度方面，CMT4531采用了QFN32(4mm×4mm) 封装技术，极易集成至终端IoT产品中，可极大地提升空间利用率，提升产品的便携性和美观度。
在开发便利性方面，CMT4531可提供完整的软件开发套件和丰富的协议栈资源，支持OTA升级和AES-128加密，可大幅缩短IoT产品的研发周期。
值得一提的是，CMT4531还搭载了32位ARM®Cortex™-M0内核，最高工作主频64MHz，配备48KB SRAM与256KB FLASH，支持无线数据透传功能、全双工双向通讯，最低波特率9600bps。同时，CMT4531支持BLE Mesh协议下的Friend、LowPower、Proxy、Relay等多节点特性，是打造短距IoT网络的理想选择之一。
此外，华普微还基于此芯片设计了HM-BT4531与HM-BT4531B等多款BLE模块，且其模块都已通过BQB/FCC/CE/IC/SRRC等权威认证，不仅可简化BLE设备制造商开发流程，还可助力其产品快速上市抢占市场！
展望未来，随着高数据吞吐量（HDT）、更高频段、蓝牙LE音频增强和超低延迟HID等未来功能的陆续实现，BLE技术将不断刷新IoT短距通信技术的性能边界，丰富万物互联时代的通信生态，以满足世界不断增长的无线连接需求。
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