Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2004 №3

Bluetooth: решения на все или почти все случаи жизни

Курт Фриц


В современном мире практически каждый человек хочет быть вовремя на связи: на работе, дома, даже на отдыхе. Технологии Bluetooth позволяют решить проблему связи без каких-либо проводов в любое время и в любом месте. Но…

При создании различных проектов, связанных с технологией Bluetooth, часто возникает задача выбора оптимального решения для конкретного приложения. Компании, работающие в этом направлении, столкнулись с проблемами сложности разработок и значительных затрат на сертификацию. В результате кто-то отказался от данной технологии, кто-то, пытаясь решить проблему, приобрел готовые сертифицированные модули, но таким способом проблема решалась не всегда.

Последние разработки компании National Semiconductor в области технологии Bluetooth позволяют значительно упростить разработку новых устройств беспроводной связи или модернизировать уже существующие с минимальными затратами времени и средств на основе готовых модулей со встроенным протоколом и профилями приложений (http://www.national.com/wireless). Для этого National Semiconductor предлагает три уровня доступа в Bluetooth, которые обеспечивают оптимизированные решения для большого числа приложений в промышленности, медицине и автомобилестроении (рис. 1).

Три уровня интеграции технологий Bluetooth, предложенные National Semiconductor
Рис. 1. Три уровня интеграции технологий Bluetooth, предложенные National Semiconductor

Новое семейство модулей Simply Blue компании National Semiconductor представляет собой качественный переход от высокопроизводительных оптимизированных ИС к готовым модулям. Каждый такой модуль имеет полный встроенный стек протокола Bluetooth, набор профилей, ориентированных практически на любые приложения, и интерпретатор команд высокого уровня. Этот набор команд избавляет разработчиков от необходимости знать все тонкости технологии Bluetooth. Помимо этого отпадает загрузка хост-процессора для поддержки протокола Bluetooth, так как стек протокола Bluetooth и профили реализованы непосредственно в модуле.

Первым в линейке модулей Simply Blue стоит модуль последовательного порта LMX9820, созданный с целью значительного уменьшения сложности разработки различных Bluetooth устройств для передачи данных через асинхронный последовательный порт (RS-232) (это благоприятно отражается и на стоимости).

LMX9820 — Bluetooth модуль последовательного порта, представляющий собой приемопередатчик, контроллер монополосной передачи и память, выполненный на LTCC-подложке (низкотемпературная отожженная керамика) в корпусе BGA-116, размеры модуля — 10,1×14×1,9 мм (рис. 2).

Bluetooth модуль LMX9820
Рис. 2. Bluetooth модуль LMX9820

Основой этого модуля стала 16-разрядная архитектура CompactRISK фирмы National Semiconductor и технология Digital Smart Radio:

  • дистанция — до 10–15 метров (класс 2);
  • потребляемый ток — от 1 до 60 мА в зависимости от режима работы;
  • напряжение питания — 2,85–3,6 В.

За исключением антенны и кварца все компоненты уже интегрированы в модуль, что позволяет говорить о функционально законченном устройстве (от антенного входа до профиля конкретного применения) (рис. 3).

Bluetooth-модуль LMX9820
Рис. 3. Bluetooth-модуль LMX9820

В LMX9820 реализованы профили GAP, SDAP и SPP. Другие профили могут поддерживаться хост-процессором.

Подключение к модулю LMX9820 для передачи данных и конфигурирования осуществляется через универсальный асинхронный приемопередатчик (UART) со скоростью передачи данных от 2,4 до 921,6 кбит/с. Максимальная скорость передачи данных по радиоканалу составляет 723 кбит/с.

Встроенные программы (они же firmware, они же «зашитые» программы) обеспечивают соединение «точка-точка» и многоточечное подключение. В простейшем случае при включении модуль автоматически устанавливается в подчиненный режим (slave) и обеспечивает четкое соединение. Таким образом, модуль LMX9820 может быть подключен к любому датчику или блоку управления через UART без дополнительного программирования. В этом случае соединение устанавливается устройством, поддерживающем Bluetooth (например, КПК или ноутбуком). Память модуля (flash) позволяет сохранить имя модуля, PIN-код и другие параметры, а металлический экран и входной фильтр радиотракта позволяют значительно снизить уровень радиопомех.

Проектирование различных устройств с использованием модулей LMX9820 упрощается применением набора Simply Blue BT-TXA-KT1-0-01, в состав которого входят аппаратные средства, подробная документация и программное обеспечение «Simply Blue Commander» для установки всех важнейших параметров модуля (имя модуля, PIN-код, скорость асинхронного приемопередатчика, рабочий режим и т. д.) (рис. 4).

Набор Simply Blue BT-TXA-KT1-0-01
Рис. 4. Набор Simply Blue BT-TXA-KT1-0-01

Модуль LMX9814 WPAN (Wireless Personal Area Network — беспроводная персональная сеть) идентичен LMX9820 в том, что касается условий проектирования и аппаратной реализации. Наличие интерфейса HCI (UART и USB) повышает гибкость, необходимую для интеграции в устройствах с мощным хост-процессором, работающим со стеком протокола Bluetooth. LMX9814 (рис. 5) предназначен для применения в устройствах, выпуск которых превышает 10 000 штук в год, и когда необходим выбор произвольного профиля и функциональности.

Модуль LMX9814 WPAN
Рис. 5. Модуль LMX9814 WPAN

Этот модуль обеспечивает полную поддержку функциональности Bluetooth версии V1.1, включающей полную асинхронную передачу данных (до 7 активных каналов) и синхронную — для голоса. Это возможно благодаря встроенной поддержке интерфейсов USB и UART средствами Host Control Interface Transport или встроенного стека Bluetooth Wireless Stack (включая RFCOMM, L2CAP и SDP) с документированным интерфейсом API. Помимо этого в LMX9814 входит энергонезависимая память, в которую занесены все параметры, необходимые для конкретного заказчика и модернизации встроенного программного обеспечения.

Третий уровень реализации технологии Bluetooth для полностью интегрированных приложений без внешнего хост-процессора комбинация приемопередатчика LMX5251 и процессора СР3ВТ10 (или СР3ВТ13). Процессоры серии СР3ххх выполнены на мощном 16-разрядном ядре CR-16 (основа — архитектура CompactRISK), которое используется в миллионах «встроенных» приложений. Процессоры имеют 256 кбайт флэш-памяти, 10 кбайт ОЗУ и работают с тактовой частотой 24 МГц. Кроме контроллера монополосной передачи в процессоры встроены интерфейсы UART, I2C и USB (СР3ВТ10) или UART, I2C и CAN (СР3ВТ13) (неплохая разносторонность!). Как следствие, легко реализуется межсетевой интерфейс Bluetooth-CAN для промышленных систем управления.

Итоги и перспективы

Блоки Bluetooth уже установлены во многих устройствах (КПК, мобильные телефоны или ноутбуки), а разработка новых Bluetooth-совместимых устройств значительно упрощается благодаря применению готовых модулей, подобных LMX9820. Все это открывает новые возможности для «старых» приложений. Например, Bluetooth и набор специальных АТ-команд позволяет использовать как простой терминал управления данными клавиатуру и дисплей мобильного телефона. Бесплатная система «PcControl» (www.christersson.org) позволяет на этой основе перемещать курсор на экране ПК или управлять презентацией с помощью мобильного телефона. А как вам возможность управления гаражными воротами или ввод кода для входной двери с мобильника? Все это возможно сейчас. Но в каждом случае необходим интегрируемый Bluetooth-модуль как неотъемлемая часть стандартного устройства, а применение готового сертифи цированного модуля, подобного LMX9820, поможет уже на старте быть на шаг впереди конкурентов.

Статьи в журнале «Беспроводные технологии» по тематике Bluetooth


Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке