深圳市組創微電子有限公司
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07-05
2023
產品展示—AC6936D
AC693N在保證性能穩定的同時，還具有低功耗的特點。由于是高整合單芯片方案，使得芯片封裝更小，用戶體驗自然更好。其工作電壓為：AC6933C（2.2V~5.5V），AC6936D（2.2V~4.2V）。AC6933C和AC6936D是同一個芯片晶源，AC6933C是主攻BLE低端市場而特封的IC型號，AC69336D主要應用于藍牙耳機市場，優點是功耗低，音質比較好，可實現蘋果彈窗，拿出充電倉自動開機，TWS可實現主從手動切換。產品應用：TWS耳機、中控耳機、單邊耳機、穿戴設備，BLE/SPP透傳模塊藍牙版本：藍牙音頻5.0+BLE5.0；一、杰理AC6936D的方案優勢杰理AC6936D硬核藍牙5.1芯片，支持藍牙無線立體聲高速傳輸無損音頻。AC6936D內置智能無損降噪算法，實現雙耳高清通話，無縫主從切換。杰理AC6936D采用業界領先的芯片生產工藝技術，藍牙對耳音樂播放功耗僅有6mA，結合高品質聚合物鋰電池，可以做到音樂播放6-8小時，待機100小時的優秀客戶體驗。AC6936D實現智能開關機，出倉耳機自動連接，放入充電倉自動關機，使用更智能方便。支持智能語音AI，連接語音助手，實現智能語音交互功能。二、杰理AC6936D的功能特點（1）主從切換，智能充電倉；（2）超小封裝，集成度高，外圍物料極少；（3）無損音樂，HIFI音質，超低功耗；參考理論功耗為AC693N（6~8mA），具體功耗與產品使用的功能有關，上述功耗只供參考。（4）MESH組網，便捷的配置工具；（5）雙邊通話，AI智能；（6）Gensor敲擊；模擬數字硅嘜；（7）智能回聯，OTA升級，內置充電管理，恒流恒壓；AC6936D.pdf
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07-01
2023
產品展示—AC6901A
杰理的AC69N系列代表型號有：AC6901A（LQFP48）、AC6905A（SSOP24）。AC690N系列自16年12月上市以來，藍牙中低端市場認可度非常高，據統計17年總共出貨量超過4億顆，音頻市場份額超過50%。支持BLE4.2+經典藍牙雙模。應用領域：藍牙故事機、純藍牙音箱，插卡藍牙音箱，拉桿大音箱，車載藍牙，AI智能音箱，點讀筆（語音發射、串碼、魔音功能）。一、杰理藍牙芯片AC6901A的簡介AC6901A是杰理于2016年12月推出的一款單芯片的藍牙解決方案,LQFP48封裝的，支持MP3和WAV。同時還支持無損格式FLAC、APE的解碼，24位的DAC輸出。它集合了藍牙+插卡+收音，藍牙的版本為2.1+EDR，可以說這個芯片是一個功能強大，開發插卡藍牙音箱的不二選擇。杰理的AC690N系列的芯片，都是一個晶圓，只是根據不同的需求，進行不同方式的封裝，也就是說AC690N系列里面AC6901A（LQFP48）與AC6905A（SSOP24）封裝的晶圓是一樣的，AC6901A芯片是可以反復燒錄的，其工作電壓范圍是：3.3V~5.5V，理論功耗是20~25mA，具體功耗與產品使用的功能有關，此功耗數值只供參考。二、杰理藍牙AC6901A的芯片特點1、集成度高：內置MCU+2.1EDR+BLE4.2+NFC+FM+FLASH；生產方便、貼片方便、維修方便、備貨方便，升級方便；2、解碼格式豐富：支持MP3、WAV、WMA、FLAC、APE等解碼格式；3、音質底噪、通話效果好：DAC信噪比達到90dB以上；4、主控功能強大：32位RISC MCU，系統可跑到200MHz，藍牙后臺靈活，外圍接口豐富，支持USB，SDIO，UART，SPI，IIC，PWM，IIS，LCD控制器，NFC，RTC，TIMER，MIC，ADC，DAC，AUX，觸摸按鍵、錄音、混響等功能；可以帶顯示的插卡方案，另外高達32個可用的GPIO，可以組成很多功能。支持遙控功能。支持USB設備、TF卡、FM、AUX、藍牙。按鍵穩定支持10個，上一曲、下一曲可以隨意擴展。5、支持TWS：雙邊通話；6、封裝小：小型封裝LQFP48，四面出腳，最小封裝為QFN32 4*4；AC6901A 芯片規格書.pdf
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06-26
2023
NFC藍牙快速連接
利用NFC技術實現藍牙快速連接的研究近年來，隨著人們對汽車智能化體驗提出更高的要求，汽車電子領域發展加快，進一步促進電子、通信等技術在汽車領域的應用。藍牙通信技術一直以來都是車載通信的主要無線技術。傳統的車載藍牙依靠手機與車載藍牙進行人工的對碼連接，步驟繁瑣，且經常出現卡死或者連接不上等狀況，這些都極大地降低了交互體驗。而最近幾年，近場通信(NFC)技術得到了長足的發展，趨于成熟。NFC技術是由飛利浦公司和索尼公司共同研究開發出的一種互聯技術，用于非接觸式的識別。作為一種標準化的短距離高頻無線通信技術，NFC技術的工作頻率為l3.56MHz，通信距離為5～10cm。相比較其他的射頻識別(radio frequency identification，RFID)技術，NFC具有讀寫距離極短的特點，然而這種看似的劣勢本身就限制了潛在黑客的監聽與攻擊，安全性更高。如果能巧妙利用這兩種通信技術的特點，將帶來更好的用戶體驗以及通信安全性，并提高汽車電子在市場中的競爭力。因此，將NFC技術應用于移動支付領域成為了研究熱點。一、NFC技術方案1.1 NFC工作模式NFC在卡模擬模式、讀寫器模式、點對點通信模式這3種模式下工作。(1)卡模擬模式。NFC在卡模擬工作模式下相當于非接觸式IC卡，將某些信息寫入帶有NFC設備的移動設備，信息被外部設備讀取之后再返回指導下一步操作的指令。因此，不需要改變現有設備就能夠使用NFC移動設備進行移動支付等活動。(2)讀寫器模式。NFC在讀寫器模式下相當于可以讀寫的標簽，比如電子海報、景點地圖等，將廣告數據、地圖數據寫入NFC標簽中，手持NFC移動設備可以對其進行讀取，以此獲得需要的信息。(3)點對點模式。NFC在點對點模式下，能夠實現兩臺帶有NFC移動設備之間數據的傳輸與通信。比如兩臺設備交換名片或者幫助兩臺藍牙設備之問的連接，通過交換藍牙連接必須的數據，以避免藍牙連接時繁冗的操作過程。1.2 NFC通信模式(1)主動通信模式。NFC在主動通信模式下，發起方和接收方交替產生射頻場，發起方按照預先設置的傳輸速度進行通信，接收方也需要按照相同的傳輸速度用負載調制數據進行應答。(2)被動通信模式。NFC在被動通信模式下，發送方產生射頻場。該射頻場激勵接收方設備。此時，發送方再按照約定的速度開始通信，而接收方按照相同速度用負載調制數據進行應答。1.3 NFC架構NFC技術基于非接觸式技術，并可以兼容非接觸式Ic卡標準(ISO 14443協定)無線通信技術。該技術已成為正式的國際標準，即ISO 18092標準(NFC IP一1)。NFC技術的架構，自下而上包括物理層、數據交換層、應用層。最底層物理層的標準包括ISO 14443、ISO18092、ISO 15693，如圖1所示。數據交換層主要包括讓NFC設備在3種模式下進行數據交換的協議標準。NFC架構圖如圖1所示。二、基于Android的NFC終端由于NFC在電子消費領域需求的膨脹，將NFC技術與手機結合的呼聲也漸漸變高。這種結合不僅使得智能手機在電子消費領域得以應用，也將在無形之中提高這種智能設備在生活中的重要性。具有NFC的智能移動設備應用于非接觸式支付時，能夠代替信用卡以及電子智能卡。除此之外，該智能移動設備還能在身份識別、社交、公交卡等實際生活中有所應用。NFC終端和普通的Android設備終端基本相似，只是增加了NFC模塊，以實現其功能。系統硬件框圖如圖2所示。NFC模塊具有通信接口和控制接口，通過UART實現其與基帶芯片的通信，通過基帶芯片GPIO實現對NFC模塊的啟動控制。NFC芯片通過SWP接口和手機SIM卡相連接，而手機SIM卡則是作為NFC模塊的安全保證，將用戶的信息存儲在SIM卡中，NFC模塊能夠通過SWP接口讀取其中的信息。基帶芯片是標準手機的基礎模塊，能收發和處理數據通信，并提供了與存儲器模塊、電源模塊、SD卡、WiFi模塊、藍牙模塊、NFC模塊、SIM卡等的接口。NFC模塊主要包括電源模塊、射頻模塊、基帶處理器模塊。電源模塊為NFC模塊供電并控制電源；射頻模塊將基帶信息調制后發射，并接收解調返回的射頻信息；基帶處理器模塊負責將信息進行編碼，并對接收的數據信息解碼。2.1NFC模塊與基帶芯片連接基帶芯片實現了對NFC模塊的完全控制，UART通信只需要通過兩根傳輸線，就可以完成數據的收發。由于UART接口設計方式較為靈活便捷，傳輸速率也可以通過軟件來進行定義。因此，使用UART接口將NFC模塊與基帶芯片連接，既便于基帶芯片對NFC模塊的控制，也不妨礙手機的其他功能。2.2NFC模塊與SIM卡連接SIM卡作為重要安全模塊，通過SWP接口與NFC模塊連接，由NFC通過SWP接口讀取SIM卡中在預先存儲的安全信息。通過SIM卡上的C引腳(即swp)與NFC控制器連接，實現全雙工通信。SIM卡的RST,CLK、I/O直接與基帶芯片連接，SWP與NFC模塊連接。三、NFC與藍牙技術結合方案基于NFC與藍牙技術解決車載應用的主要功能，是利用NFC短距離通信安全、便捷、迅速的特點，代替藍牙傳輸連接過程中搜索設備、配對等復雜的操作。在NFC基礎上，不使用藍牙規范自帶的加密機制，發送方設備在傳輸數據前，先通過NFC觸碰方式向接收方設備發送藍牙MAC地址，以避免PIN碼的產生；在短時間的連接配對后，將數據使用藍牙非安全模式發送給對方。3.1NFC與藍牙硬件連接藍牙終端能夠通過NFC進行快速配對連接，主要是依據了NFC聯盟提出的簡單安全配對協議(bluetoothsecuresimplepairing，SSP)。由于SSP協議是啟用頻外配對，NFC鏈路可以完成信息交換并參與頻外配對的過程。因此，藍牙終端的配對不再需要繁瑣的搜索連接以及PIN碼認證。由于目前Android4.0版本內部建立藍牙進階音效廣播協議(A2DP)，更是方便了利用NFC加速藍牙配對的過程。配對過程包括以下兩個步驟：首先從外部存儲器中讀取NFC數據交換格式(NFCdataexchangeformat，NDEF)記錄，然后在兩個藍牙終端間進行連接配對。3.2基于NFC車載藍牙快速連接NFC技術與藍牙技術的優劣互補，能夠加速車載藍牙的連接速度。連接終端所使用的藍牙技術中的簡單安全配對(securesimpleprotocol，ssP)協議，是2011年SIG及NFC論壇推薦的基于NFC的藍牙連接協議。SSP協議使用頻外配對時，NFC鏈路就可參與到頻外配對，并且完成信息交換。因此，藍牙終端的配對無需再搜索連接及PIN碼認證，可大大縮短連接的時間。主要包括以下幾個步驟。（1）由處理芯片生成SSP協議中規定的藍牙OOB數據包。該數據包包含2字節的OOB數據長度、6字節的藍牙器件地址和OOB操作數據。其中，OOB操作數據包含藍牙模塊名稱、HASHC碼、R碼、UUID(藍牙中每個服務及其屬性的全球唯一身份編碼，此處使用藍牙連接過程服務的UUID)以及設備等級碼。（2）數據生成完畢后，處理器再將OOB數據包根據NFC數據交換格式(NDEF)打包成一條完整的NDEF記錄，由手持終端A的NFC模塊發送。（3）發送完成后手持終端A控制藍牙Socket的listen函數進入監聽等待狀態。（4）手持終端的藍牙模塊則通過accept函數接收車載終端的連接請求，向系統注冊程序UUID，并開啟發送數據線程。為了加強系統安全性，將橢圓曲線加密算法加入連接配對過程。使用這種加密算法，手持終端在傳輸OOB數據前，先通過NFC觸碰方式向接收方設備傳遞ECC密鑰。車載終端根據接收到的ECC密鑰正確解密后，解析手持終端的記錄中包含的OOB信息，根據OOB信息中的藍牙名稱、地址以及唯一的UUID數據，通過藍牙Socket中的connect函數，向手持終端申請連接請求。對所傳輸數據可采用密鑰進行加密，再將加密后的信息使用藍牙非安全模式發送給對方，接收方接到后進行解密，還原數據，由此完成兩設備問的數據發送。這將在提高藍牙連接速度的同時極大地提高數據傳輸的安全性。總結本文實現了基于Android的NFC功能，并提出了將其應用于汽車電子的方案，通過測試比較其與傳統藍牙配對的連接耗時分析結果。在Android系統中加入NFC功能模塊，是現代智能化設備日益強烈的需求。而再將其應用于汽車電子中，無論是車載電話、藍牙音頻還是電子鑰匙，都簡化了人們的生活，提高行駛過程中的安全性，為用戶提供了良好的體驗。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的利用NFC技術實現藍牙快速連接的方法。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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06-25
2023
藍牙安全漏洞與攻擊
藍牙技術的安全漏洞及攻擊方法分析在當前的網絡應用中，物聯網具有對物品多樣性、低成本、低速率、短距離等特征的泛在需求，這類需求主要通過藍牙等低速網絡協議實現。藍牙是一種短距離通信開放標準，利用嵌入式芯片實現通訊距離在10m～100m之間的無線連接。藍牙的設計目標在于通過統一的近距離無線連接標準使各生產商生產的個人設備都能通過該網絡協議更方便地實現低速率數據傳輸和交叉操作。藍牙技術具有低成本、低功耗、模塊體積小、易于集成等特點，非常適合在新型物聯網移動設備中應用。一、藍牙技術的安全體系1.1四級安全模式（1）安全模式1：安全模式l無任何安全機制，不發起安全程序，無驗證、加密等安全功能，該模式下設備運行較快且消耗更小，但數據在傳輸過程中極易被攻擊。藍牙V2.0及之前的版本支持該模式。（2）安全模式2：安全模式2是強制的眼務層安全模式，只有在進行信道的邏輯通道建立時才能發起安全程序。該模式下數據傳輸的鑒權要求、認證要求和加密要求等安全策略決定了是否產生發起安全程序的指令。目前所有的藍牙版本都支持該模式，其主要目的在于使其可與V2.0之前的版本兼容。（3）安全模式3：安全模式3為鏈路層安全機制。在該模式下藍牙設備必須在信道物理鏈路建立之前發起安全程序，此模式支持鑒權、加密等功能。只有V2.0以上的版本支持安全模式3，因此這種機制較之安全模式2缺乏兼容性和靈活度。（4）安全模式4：該模式類似于安全模式2，是一種服務級的安全機制，在鏈路密鑰產生環節采用ECDH算法，比之前三種模式的安全性高且設備配對過程有所簡化，可以在某種程度上防止中間人攻擊和被動竊聽。在進行設備連接時，和安全模式3一樣先判定是否發起安全程序，如需要則查看密鑰是否可用，密鑰若可用則使用SSP簡單的直接配對方式，通過鑒權和加密過程進行連接。建立連接的安全模式機制流程圖如圖1所示。1.2密鑰管理（1）鏈路密鑰：鏈路密鑰是128b的隨機數，由偽隨機數RAND和個人識別碼PIN、設備地址通過E21或E22流密碼算法啟動。其中初始密鑰及組合密鑰經初始化過程生成后作為臨時鏈路密鑰在設備間完成鑒權后就被丟棄。主密鑰可以用于設備在微微網內進行加密信息的廣播，在發送廣播信息時主密鑰會替代原來的鏈路密鑰。單元密鑰生成后在藍牙設備中會被保存且會—直應用于鏈路通信。（2）加密密鑰：完成鑒權的藍牙設備可以在通信中使用加密密鑰來加密傳遞的數據。該密鑰由對稱加密算法E3算法產生，字長為128b，由偽隨機數RAND、鑒權過程產生的加密偏移數COF和當前鏈路密鑰K生成。藍牙采用分組加密的方式，加密密鑰和其他參數(主體設備的設備地址、隨機數、藍牙時鐘參數)通過E0算法產生二進制密鑰流從而對傳輸數據進行加密、解密。密鑰的生成如圖2所示。1.3鑒權鑒權的目的在于設備身份的認證，同時對參數傳遞是否成功進行反饋，它既可以是單向過程也可以是相互鑒權，但都需要事先產生鏈路密鑰。被鑒權設備的設備地址、鑒權的主體設備產生的隨機數以及鏈路密鑰都參與其中，由此產生應答信息和鑒權加密偏移值，前者被傳遞至主體設備進行驗證，若相同則鑒權成功。若鑒權失敗則需要經過一定長度的等待時間才能再次進行鑒權。鑒權過程如圖3所示。二、已知的藍牙安全漏洞2.1跳頻時鐘：藍牙傳輸使用自適應跳頻技術作為擴頻方式，因此在跳頻系統中運行計數器包含28位頻率為3.2kHz的跳頻時鐘，使控制指令嚴格按照時鐘同步、信息收發定時和跳頻控制從而減少傳輸干擾和錯誤。但攻擊者往往通過攻擊跳頻時鐘對跳頻指令發生器和頻率合成器的工作產生干擾，使藍牙設備之間不能正常通信，并且利用電磁脈沖較強的電波穿透性和傳播廣度來竊聽通信內容和跳頻的相關參數。2.2PIN碼問題：密鑰控制圖中的個人識別碼(PIN)為四位，是加密密鑰和鏈路密鑰的唯一可信生成來源，兩個藍牙設備在連接時需要用戶在設備中分別輸入相同的PIN碼才能配對。由于PIN碼較短，使得加密密鑰和鏈路密鑰的密鑰空間的密鑰數限制在10數量級內，并且在使用過程中若用戶使用過于簡單的PIN碼(如連續同一字符)、長期不更換PIN碼或者使用固定內置PIN碼的藍牙設備，則更容易受到攻擊。因此在V2.1之后的版本中PIN碼的長度被增加至16位，在增大了密鑰空間，提高了藍牙設備建立連接鑒別過程的安全性的同時，也不會因為使用太長的數據串為通信帶來不便。2.3鏈路密鑰欺騙：通信過程中使用的鏈路密鑰基于設備中固定的單元密鑰，而加密過程中其他信息是公開的，因此有較大漏洞。如設備A和不同設備進行通信時均使用自身的單元密鑰作為鏈路密鑰，攻擊者利用和A進行過通信的設備C獲取這個單元密鑰，便可以通過偽造另一個和A通信過的設備B的設備地址計算出鏈路密鑰，偽裝成B來通過A的鑒權，B偽裝成c亦然。2.4加密密鑰流重復：加密密鑰流由E0算法產生，生成來源包括主體設備時鐘、鏈路密鑰等。在一個特定的加密連接中，只有主設備時鐘會發生改變。如果設備持續使用時間超過23I3小時，時鐘值將開始重復，從而產生一個與之前連接中使用的相同的密鑰流。密鑰流重復則易被攻擊者作為漏洞利用，從而得到傳輸內容的初始明文。2.5鑒權過程／簡單安全配對中的口令：除使用個人識別碼PIN進行配對以外，藍牙標準從V2.1版本開始，增加了簡單安全配對SSP(SecureSimplePairing，SSP)方式。SSP方式比之前的PIN碼配對更方便，不像PIN碼配對那樣需要兩個有輸入模塊的配對設備同時輸入配對密碼，而SSP只需要有輸出模塊的兩個配對設備確認屏幕上顯示的是否是同一個隨機數即可。通過設備搜索建立藍牙物理連接，產生靜態SSP口令，鑒權這四步即可建立連接，但是這種關聯模型沒有提供中間人攻擊保護，靜態SSP口令很容易被中間人攻擊攻破。三、藍牙技術的安全威脅針對藍牙的攻擊威脅大體上可以分為兩種，一種是對不同無線網絡均適用的攻擊，—種是針對藍牙特定的攻擊。3.1拒絕服務攻擊：拒絕服務攻擊(DOS)的原理是在短時間內連續向被攻擊目標發送連接請求，使被攻擊目標無法與其他設備正常建立連接。藍牙的邏輯鏈路控制和適配協議規定了藍牙設備的更高層協議可以接收和發送64KB的數據包，類似于ping數據包，針對這個特點，攻擊者可以發送大量ping數據包占用藍牙接口，使藍牙接口不能正常使用，并目一直使藍牙處于高頻工作狀態從而耗盡設備電池。DoS攻擊流程圖如圖4所示。3.2中間人攻擊：在兩個設備之間的攻擊者截獲數據一方發送的數據后再轉發給另一方，可在不影響雙方通信的情況下獲得雙方通信的內容，是一種廣泛應用于無線網絡的攻擊方式。藍牙4.0版本的低功耗藍牙技術(BluetoothLowEnergy，BLE)在設計初始時有防范中間人攻擊的安全措施，但是在產品階段考慮到產品功耗成本等因素，這方面并沒有得到足夠的重視，依然容易受到攻擊。最常見的是用軟硬件結合的藍牙攻擊設備偽造BLE通信進行中間人攻擊。中間人攻擊示意圖如圖5所示。3.3漏洞竊聽：藍牙竊聽可以通過對藍牙漏洞的攻擊來實現，藍牙中的OBEX(ObjectExchange)協議，即對象交換協議在早期的藍牙產品規范中沒有強制要求使用權鑒，所以攻擊者可以利用此漏洞在被攻擊者手機沒有提示的情況下鏈接到被攻擊手機，獲取對手機內各種多媒體文件以及短信通話記錄等文件的增刪改權限，甚至可以通過手機命令撥打接聽電話。具有這些攻擊功能的指令代碼被黑客寫成了手機軟件，可在網絡上下載。普通人_般會使用圖形化界面去操作，某些山寨手機中甚至自帶這項功能，當和別的手機配對成功后即可獲得對方手機的操作權限。不過隨著藍牙技術的不斷提升，針對早期藍牙漏洞的攻擊現在已經越來越少見。3.4重放攻擊：重放攻擊的原理是監聽或者偽造雙方通信的認證憑證，經過處理后再回發給被攻擊方進行認證。藍牙傳輸過程中有79個信道，攻擊者可以通過監聽信道、計算跳頻時序、回放已授權設備的IZI令來進行攻擊。V4.2的標準中已經增加了防止重放攻擊的協議。3.5配對竊聽：藍牙V2.0及之前更早版本默認的4位PIN碼很容易被暴力破解，因為低位數字排列組合的方式十分有限，藍牙V4.0的LE配對同理。攻擊者只要監聽到足夠的數據幀，就可以通過暴力破解等方式確定密鑰，模擬通信方，實現攻擊目的。3.6位置攻擊：每個藍牙設備都有唯一的6字節序列號作為設備地址，這種序列標識由于在使用過程中不發生改變很容易泄露設備的位置信息。攻擊者可以根據藍牙的調頻連接機制和尋呼機制、設備標識符和其他通信參數獲得被攻擊者設備的地理位置。3.7簡單配對模式攻擊：藍牙V2.0規定的SSP安全簡單配對連接方式并不安全，是由于使用了靜態口令而無法防止中間人攻擊，并且一旦攻擊者取得了口令，在一段時間內可以用此口令進行持續性攻擊。總結隨著物聯網技術在制造業、農業以及家居設備等方面的快速推藍牙的應用前景不可小覷，但也面臨著較大的挑戰。因此我們期待在未來的藍牙標準設計中可進一步實施必要的安全策略，同時在使用藍牙設備進行傳輸時，也應提高藍牙設備使用的安全意識，盡量使用最強的安全模式。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的藍牙技術的安全漏洞及攻擊方法分析。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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06-24
2023
藍牙協議棧架構
一、藍牙核心協議架構藍牙核心協議包括基帶協議（Baseband）、鏈路管理協議（LMP）、鏈路控制協議（LCP）、邏輯鏈路控制和適配協議（L2CAP）、服務發現協議（SDP）和串口仿真協議（RFCOMM）。其中基帶與鏈路控制器以及鏈路管理協議屬于低層的傳輸協議，其功能側重于語音以及數據無線傳輸的物理實現以及藍牙設備之間的連接與組網，這部分功能集成在藍牙硬件模塊中，面向高層協議的應用開發人員，不必關心這些低層協議的細節；邏輯鏈路控制與適配協議和主機控制接口（HCI）屬于高層傳輸協議，這部分協議為高層應用剖面屏蔽了諸如跳頻序列選擇等低層傳輸操作，并且為高層應用程序提供了更有利于實現和更加有效的數據分組格式；基于歐洲電信標準化協會（ETSI）的TS07.10標準制訂了串口仿真協議（RFCOMM）；該協議用于模擬串口工作環境，使得基于串口的傳統應用不做任何修改或者僅做少量的修改就可以直接運行在該協議層上；服務發現協議（SDP），是用來實現藍牙設備之間相互查詢并且能夠訪問對方提供的服務。二、藍牙上層應用框架藍牙應用協議剖面是指那些位于藍牙協議堆棧上層的應用軟件以及其中所涉及的協議，包括開發驅動諸如語音通信和撥號上網等功能的藍牙應用程序。各種藍牙產品都由SIG為其制定了相應的應用框架。應用框架主要定義了某些通用功能或實現具體藍牙產品所用到的協議、各個藍牙協議的互操作性能要求和各功能的實現功能。藍牙的應用框架可以分為五大類：（1）應用類框架：通用應用模型中的應用框架是其他所有應用框架的基礎，它們規定了其它應用模型中的應用框架，是其它所有應用框架普遍用到的功能流程，如設備查詢、連接建立和發現服務等；（2）藍牙電話應用類框架：與語音應用和電話控制相關的應用框架；（3）藍牙聯網應用類框架：利用藍牙設備為用戶提供個人局域網絡的建立和無線接入公共交換電話網絡；（4）對象交換應用類框架：用于實現不同類型的數據對象，如文件、電子名片、圖象等的互操作性應用；（5）藍牙音頻視頻應用框架：基于網絡應用的音視頻傳輸、控制、分發應用。三、藍牙組網技術藍牙技術是一種支持點對點或者點對多點的數據、話音業務的短距離無線通信技術。藍牙系統采用一種無基站的靈活組網方式，使得一個藍牙設備可同時與其它多個藍牙設備相連，這樣就形成了藍牙微微網(Piconet)；藍牙微微網可以只是兩臺相連的設備（如圖2.12a所示），比如一臺筆記本電腦和一部手機，也可以是多臺連在一起的設備（如圖2.12b所示）；藍牙微微網采用的是主從組網結構，在微微網初建時，定義其中一個藍牙設備為主設備，其余都為從設備；一個主設備最多可以同時與七個從設備進行通信，這里的從設備稱為激活從設備（ActiveSlave）；但是同時還可以有多個休眠（Parked）從設備隸屬于這個主設備；這些休眠從設備不進行實際有效的數據收發，但是，仍然和主設備保持時鐘的同步，以便將來能夠快速的加入微微網。不論設備是什么狀態，是休眠的從設備還是激活的從設備，都是由微微網的主設備來控制信道的參數的。在微微網內，通過一定的輪詢方式主設備和所有的活動從設備進行通信，采用指定時隙等辦法來增強主從之間的通信和從從之間的通信。藍牙散射網（Scatternet）由多個微微網相互連結而成。如圖2.12c/2.13所示，散射網是多個微微網相互重疊而組成的比微微網覆蓋范圍更大的藍牙網絡。從設備可以通過時分復用的機制加入不同的微微網，而且一個微微網的主設備可以成為另一個微微網的從設備。每個微微網都有自己的跳頻序列，它們之間并不跳頻同步，這樣就降低了相同頻率的干擾。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的藍牙協議棧架構與組網技術詳情。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。注：部分圖片內容來源于網絡，如有侵權，請聯系刪除。
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06-23
2023
藍牙抗電磁干擾性能
關于藍牙技術的抗電磁干擾性能的測試分析藍牙技術在全球通用的頻段為2.4GHz，由于其頻帶范圍具有較強的公開性，使得其在使用過程中不可避免的要受到外部的電磁干擾，影響了數據傳輸的穩定性和安全性，不利于藍牙技術的廣泛應用。因此，探宄藍牙技術的抗電磁干擾性能并提出改進對策，具有重要的意義。一、藍牙技術概述藍牙是一種適用于設備短距離通信的無線電技術，能夠實現數據的實時傳遞和共享。例如在移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦及新興的隨身佩戴設備中應用藍牙技術，能夠實現信息的實時傳遞和共享。通過對藍牙技術的充分運用，能夠有效提升數據傳輸的速度，簡化移動設備間的通信流程，為無線通信的研究奠定了良好的基礎。藍牙采用分散式網絡結構以及跳頻擴頻技術，支持點對點及點對多點通信，其數據速率可達24Mbit/s。同時，藍牙技術采用時分雙工傳輸方案，能夠充分實現全雙工傳輸，與傳統數據傳輸方式相比，具有較高的優越性。1.1藍牙技術特性藍牙技術是一種集低功耗、短距離數據傳輸和開放性特征為一體的無線通信技術，由英特爾愛立信、諾基亞、東芝、國際商用機器公司聯合發布。藍牙技術在對近距離、低成本無線傳輸技術進行充分利用的基礎上，在固定設備和無線通信設備間建立了完整的短程無線連接站，能夠在特定范圍內實現數據的實時傳輸，實際上，藍牙技術就是通過建立無線電和無線電空中接口，實現對軟件的有效控制，也就是說，藍牙技術就是計算機技術和通信技術的有機結合體。藍牙技術特性主要有以下幾點：1)低功耗；2)低成本；3)近距離；4)高安全性：5)實時性；6)高速跳頻。藍牙技術能夠在近距離內以最低的成本將各種移動設備、固定通信設備、計算機及其它隨身佩戴設備以網狀鏈接起來，形成數據傳輸的外圍接口。1.2藍牙技術的主要特點第一，藍牙技術在工業領域、醫學領域和科學領域的工作過程中采用開放的ISM頻段，工作范圍為2.4GHz~2.4835GHz，用戶在應用藍牙技術的過程中無需向相關部門申請，為用戶提供了方便。第二，藍牙技術能夠實現數據的短距離傳輸，其工作距離一般不超過10m，最大可增加至100m。通過拓展藍牙的工作范圍，能夠在確保數據傳輸速率的基礎上，實現對電磁干擾的有效抗擾，具有較高的安全性。第三，藍牙技術通過加大對跳頻和擴頻技術的應用力度，在2.4GHz~2.4835GHz頻段范圍內通常劃分出79個頻點，采用快速跳率，數據傳遞的速度較之前顯著提升，抗干擾性能也更高。第四，藍牙技術采用時分復用多路訪問技術：將數據打包成數據包，以時隙為單位進行傳送，通過這種方式，解決了無線通信中“碰撞”和“隱藏終端”的問題。二、藍牙技術的抗電磁干擾類型藍牙技術的電磁干擾類型主要包括抑制電磁干擾和避免電磁干擾兩種類型。避免電磁干擾是指通過降低各個單元之間的發射信號電平，實現對電磁干擾的有效避免，而抑制電磁干擾則需要通過擴頻技術和重新編碼來實現。例如，在功率大于50dB和環境不同的情況下，為了確保藍牙技術的速率達24Mb/s，僅僅依靠編碼技術難以實現，由于電磁信號在較低功率的環境下干擾較為容易，因此，應選擇功率較高的情況下發送。如果采用時間避免干擾法，一旦出現功率較強的電磁干擾，會導致數據的傳輸中斷，同時，由于部分無線通信設備受帶寬的影響較大，在2.4GHz到2.4835GHz之間，無線通信設備的帶寬為80MHZ，能夠找到無電磁干擾的頻譜，并采用濾波器對其進行過濾，實現對電磁干擾的有效抑制。據此認為，加強頻域避免干擾法在藍牙技術數據傳輸過程中的應用，數據傳輸的安全性更高。三、藍牙技術的抗電磁干擾性能測試分析實現數據的短距離無線傳輸是藍牙技術應用的根本目標。現階段，藍牙技術已經憑借其傳輸速度高和簡單方便的優勢，在短程通信過程中得到了大量應用，在家庭和辦公領域具有較好的應用前景。但現階段，藍牙技術的數據傳輸穩定性還有待進一步提升，抗噪聲和電磁干擾性能還有待改進。本次研究選擇家庭中常用的微波爐作為研究對象，其工作范圍為2.4GHZ，對藍牙通信技術抗干擾性能的影響因素進行探究，報告如下。3.1藍牙抗干擾實驗儀器和設備本次研究以微波爐作為主要干擾源，該微波爐的工作頻率為2450MHZ。秒表作為時間測量工具，傳輸文件的大小主要為100K和18O0K。3.2藍牙抗干擾實驗原理本次研究選用兩個大小不同的測試文件，分別為1800K和1OOK，在實驗過程中，將藍牙收發之間的距離設為dl，干擾源和藍牙收發之間的距離為d2。研究干擾源與藍牙開放系統間距離不同情況下數據的傳輸速率。在測試干擾源對語音傳輸影響的過程中，主要依靠感官對語音失真情況進行測試。3.3藍牙抗干擾實驗結果通過對本次研究結果進行深入分析可知，該藍牙通信系統的設計較為科學和合理。在傳輸較小文件的過程中，干擾源對文件傳輸的影響幾乎不存在，在較大文獻的傳輸過程中，藍牙系統在距離干擾源最近的情況下，僅僅對傳輸速度和時間造成微小影響。在各種條件的正常情況下對語音傳輸進行測試，結果顯示未出現語音失真現象。同時，經過本次測試分析也可得知，本次研究所選擇的干擾源一～微波爐發射功率較小，這也是導致噪聲干擾對藍牙系統傳輸時間和速率影響不明顯的主要原，但同時也證明了藍牙系統在家庭中的應用具有較高的可行性，其抗干擾性能已經足以滿足家庭對藍牙抗干擾性能的需求。但在工業領域、醫學領域和科學領域應用藍牙系統的過程中，干擾源的發射功率遠遠高于電磁爐，這對藍牙系統的抗干擾能力形成巨大挑戰。因此，為了實現高質量的通信，還需要進一步提高藍牙系統的抗電磁干擾性能。四、提升藍牙技術抗電磁干擾性能的有效對策4.1藍牙工作頻段的干擾問題分析藍牙系統在2.4GHZT作頻段的電磁干擾問題主要有以下兩點：第一，源于藍牙系統內部的電磁干擾。在設計藍牙內部電路和接口的過程中，如果存在設計不合理的現象，會導致藍牙系統內部的高頻電磁向外輻射，降低了藍牙系統內部電路工作的穩定性，不利于提升藍牙系統的傳輸速度。第二，來自現有業務的電磁干擾。現階段，盡管高頻藍牙設備間的通信～般依靠跳頻和直接序列擴譜實現，其發射功率也在國家允許的范圍內，但受藍牙系統天線形式、系統結構和增益指標的影響，藍牙通信設備的調制方式、頻率和保護帶均具有顯著的差異。加上2.4GI-IZ頻段具有較強的開放性，頻段的使用情況較為復雜，增加了電磁干擾的來源。4.2藍牙抗干擾解決方案第一，針對藍牙系統內部干擾，設計人員在改進藍牙系統的過程中，應注重提升藍牙系統電路設計的合理性，將電磁干擾最大化的降低。第二，針對來自現有業務的電磁干擾，設計人員需要基于安排無線業務進行電臺頻率指揮的基礎上，著重對統一頻率藍牙系統之問的電磁干擾問題進行研究，依靠跳頻技術實現對電磁干擾的有效抵抗。例如，某設計人員針對電磁干擾問題，加強了自適應跳頻技術在藍牙系統中的運用，促使藍牙系統能夠在不同的情境下對自身的頻率范圍進行自動調節，實現對當前電磁干擾的有效規避，提升跳頻的針對性，實現對電磁干擾的有效抵抗。通過應用自適應跳頻技術，能夠促使藍牙系統環境適用性的充分提升，在確保數據傳輸時間和速率的基礎上，有效抵抗電磁干擾，具有較高的應用價值。綜上，通過對藍牙技術的抗電磁干擾性能進行測試分析發現，干擾源的發射功率、藍牙系統內部干擾以及現有業務會對藍牙系統的抗干擾能力產生一定影響。總結通過研究發現，干擾源的發射功率是影響藍牙技術傳輸速度的重要因素。因此，為了充分提升藍牙技術的抗干擾性能，應不斷完善藍牙系統內部和外部電路設計，加大自適應跳頻技術的應用力度，全面提升藍牙系統的抗電磁干擾能力。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的藍牙抗電磁干擾性能的測試分析詳情。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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06-22
2023
汽車藍牙技術原理
藍牙技術原理及其在汽車領域中的應用藍牙是一種支持設備短距離通信（通常10米內）的無線通信技術，也是無線個域網（WPAN，WirelessPersonal Area Network）的主流技術，可支持包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行數據通信。藍牙能夠有效簡化移動通信終端設備之間及設備與因特網之間的通信，從而使數據傳輸變得更加迅速高效。隨著科學技術的發展，藍牙技術發揮著越來越大的作用。藍牙技術與人們生活息息相關，人們對藍牙的需求、依賴日益增強。本文分析了藍牙技術原理，探討了藍牙技術在汽車領域中的應用。一、藍牙技術原理1.1 藍牙協議棧圖1給出了藍牙協議棧體系架構示意圖。藍牙協議的目標是允許遵循規范的應用能夠進行相互操作，為實現互操作，相互通信的設備上的應用必須以同一協議棧運行。到目前為止，藍牙協議已經有1.0、1.1、1.2、2.0、2.1、3.1、4.0、4.1等版本。隨著協議的演進和技術發展，數據速率逐步提升。1.0版藍牙為基本碼率（BR，Basic Rate），最大物理層數據速率為1Mbps；2.0版本為增強碼率（EDR，Enhanced Data Rate），其物理層數據傳輸率增至2Mbps或3Mbps；3.0版本引入交替射頻技術（AMP，Alternative MAC PHY），利用IEEE 802.11實現了高達數100Mbps的物理層數據速率。4.0版引入了低功耗藍牙（BLE，Bluetooth LowEnergy）。從協議支持角度看，藍牙設備基本可以分為三類：經典設備、雙模設備（同時支持經典藍牙和BLE）、單模設備（僅支持BLE）。單模設備被稱為Bluetooth Smart，雙模設備則被稱為Bluetooth SmartReady。應當注意的是，單模設備僅能與雙模設備通信，而不能與經典藍牙通信。（1）無線射頻（RF，Radio Frequency）層定義了頻段與信道安排、工作在此頻段的發射機和接收機應滿足的要求等，實現了數據流的過濾和傳輸。基帶（BB,Baseband）層協議提供兩種物理鏈路：面向連接的同步方式（SCO，Sychronous Connection-Oriented）和無連接的異步方式（ACL，Asychronous Connection-Less）。鏈路管理協議（LMP，Link Manager Protocol）負責鏈路的建立、控制和鏈路安全。LMP通過連接的發起、交換、核實來進行身份驗證和加密，通過協商確定基帶數據分組大小；LMP控制無線設備的節能模式和工作周期。主機控制接口（HCI，Host Controller Interface）是底層硬件與上層協議之間的接口，提供了訪問基帶、鏈路控制器、鏈路管理器、狀態寄存器等硬件功能的指令。（2）邏輯鏈路控制和適配協議（L2CAP，LogicalLink Control and Adaptation Protocol）屬于數據鏈路層，L2CAP為上層協議提供面向連接和無連接的數據服務，功能包括協議的復用能力、分組的分割與重組以及服務質量的傳遞。L2CAP允許高層協議以64K字節收發數據分組，L2CAP只支持ACL。LMP消息發送比用戶信息優先級更高，所以LMP發送的消息不會因為L2CAP通信延遲。LMP主要用于控制數據傳輸，而L2CAP則向上層提供分組數據包傳輸和控制。（3）藍牙電話控制協議（TCS-BIN）定義了用于藍牙設備間建立語音和數據呼叫的呼叫控制信令，并處理TCS設備的移動性管理過程。AT-commands定義了一套多用戶模式下用于控制移動電話和調制解調器的命令。（4）AVCTP（Audio/Video Control Transport Protocol）描述了A/V設備的交換消息傳輸機制。AVDTP（Audio/Video Distribution Transport Protocol）定義了A/V流的協商、建立及傳輸機制。（5）服務發現協議（SDP，Service Discovery Protocol）是一種基于客戶/服務器結構的協議，客戶機應用通過SDP發現存在的服務器及其屬性。SDP只提供發現服務的機制，但不提供使用這些服務的方法。幾乎所有的藍牙設備支持SDP協議，而只做Client的藍牙設備除外。（6）線纜仿真協議RFCOMM協議是基于歐洲電信標準協會的技術標準（ETSI）07.10的一個串口仿真協議。RFCOMM協議提供了在L2CAP上的RS-232串口的仿真。（7）屬性協議（ATT，Attribute protocol）是4.0版為BLE引入的，允許設備以“屬性”方式向其他設備展現設備能力。（8）藍牙網絡封裝協議（BNEP，Bluetooth Network Encapsulation Protocol）通過L2CAP直接承載IPv4/IPv6。（9）OBEX定義了數據對象及交換這些對象的通信協議，OBEX也用于IrDA仿真。藍牙協議1.0版本中OBEX由RECOMM承載，而在BR/EDR中OBEX則是基于BNEP承載的TCP/IP之上的。1.2 藍牙應用場景與Profile如圖1所示，根據協議目的及其與藍牙技術聯盟（SIG）的關聯程度，藍牙協議可以歸納為以下幾類：（1）藍牙核心協議（Bluetooth Core Protocols），包括RF、BB、LMP、L2CAP、SDP和AUDIO；（2）適配協議，包括RFCOMM、ATT和BNEP；（3）電信控制協議（Telephony Control Protocols），包括TCS Binary和AT-commands；（4）A/V控制協議，包括AVCTP和AVDTP；（5）引用協議（Adopted Protocols），包括PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP/WAE、vCard/vCal以及IrDA。針對特定藍牙應用場景（Bluetooth Usage Models），為了更容易地保持藍牙設備之間的兼容和互操作，藍牙規范引入了Profile。Profile定義了某應用場景所覆蓋協議及支持藍牙設備通信所必需的特征，最基本的Profile為通用訪問應用（GAP，Generic Access Profile）和通用屬性應用（GATT，Generic Attribute Profile），GAP承載傳統BR/EDR，而GATT承載BLE。圖2說明了藍牙協議與Profile的層次關系。除了GAP外，常用的Profile還有SDAP（ServiceDiscovery Application Profile）、SPP（Serial Port Profile）、GOEP（Generic Object Exchange Profile）。在藍牙開發門戶（http://developer.bluetooth.org）上可以查到藍牙技術聯盟采納的Profile列表，下文提到的免提應用協議框架HFP就是其中之一。1.3 典型的藍牙系統框架典型的藍牙系統包括無線單元、鏈路控制器、鏈路管理及接口、軟件協議以及主機終端（圖3）。如圖3所示，主機終端負責功能模塊及藍牙通信控制，其它模塊實現藍牙通信。實際應用中，通常將集成若干藍牙功能的芯片基本電路集合稱為藍牙模塊，在藍牙模塊的基礎上進行后續開發，極大簡化了藍牙應用開發。世界各大芯片廠商正在積極投入力量進行藍牙模塊的研發與測試，推出了覆蓋不同協議棧層次的藍牙模塊。譬如，英國的CSR即擁有或曾經擁有三種藍牙模塊，HCI ROM、HCI RFCOMM ROM和Full embedded solution。（1）HCI ROM僅覆蓋HCI以下協議層，硬件HCI接口通常使用UART/USB/SDIO，而圖1中L2CAP協議層之上需要軟件實現并運行于外置的處理器上。（2）HCI RFCOMM ROM和HCI ROM的區別在于，它將RFCOMM和L2CAP集成到芯片中，這樣可以降低主機處理器的代碼量，但是數據吞吐率會受到影響。（3）Full embedded solution覆蓋藍牙所有協議層，目前最流行的是這種藍牙模塊。二、藍牙技術在汽車領域中的應用隨著藍牙技術的成熟和發展，藍牙技術得到了越來越廣泛的應用，其中汽車領域是應用最活躍的領域之一。根據ABI Research的統計，預計到2017年，將有六千萬輛汽車搭載藍牙技術，與2013年相比，市場成長率增加了47%。2.1 車載免提系統車載免提系統是藍牙技術在汽車領域的典型應用。該系統以手機為網關，支持藍牙功能的手機可以放在以車載免提系統為圓心的10米范圍內的任一地方，可以自動連接上手機，通過車內麥克風和音響系統實現全雙工免提通話。車載免提應用框架（HFP，Hand Free Profile）規范了移動電話通過藍牙與免提設備（車載或頭戴）交互所需的最小功能集，免提應用框架協議棧如圖4所示。HFP定義了兩種角色：語音網關（AG，AudioGateway）和免提單元（HF，Hand-free）。其中，語音網關提供了音頻輸入輸出及其控制，典型的語音網關是藍牙手機；免提單元提供遠程控制功能，可以利用車載免提設備。圖5給出了車載免提系統的一種實現。2.2 基于藍牙OBD的汽車檢測系統車載診斷系統（OBD，On-Board Diagnostics）能在汽車運行過程中實時監測發動機電控系統及車輛的其它功能模塊的工作狀況，如發現工況異常，則根據特定算法判斷出具體的故障，并以診斷故障代碼形式存儲在系統內的存儲器上。隨著車輛的各種傳感器及電子化程度的提高，OBD增加了各種項監測功能。作為車載監控系統的通信接口，OBD接口除了讀取故障碼以供修車外，還能提供油耗記錄、電池電壓、空燃比、節氣門開度、爆震數量等數據。通過專用的數據線可以將數據讀取出來再顯示到配套的顯示屏上，更方便的方式是藍牙OBD接口適配器加智能手機端軟件。目前市場上推出很多種藍牙OBD模塊，通過藍牙將OBD接口讀取的數據傳輸到智能手機端，再通過手機端的軟件呈現給使用者。2.3 藍牙后視鏡藍牙后視鏡是在汽車后視鏡上加入藍牙技術，使后視鏡增加免提通話功能，有來電時，會在后視鏡上顯示來電號碼，與汽車音響協同工作以獲得更高的通話品質。總結除汽車領域外，藍牙技術的典型應用領域還有無線辦公、信息家電、醫療設備、學校教育和工廠自動控制等。可以預見，隨著技術的進步、生產成本的下降，藍牙技術的應用領域會愈加擴大，將進一步改變人們的生活與工作方式，顯著提高生活、工作質量。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的藍牙技術原理及其在汽車領域中的應用。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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07-17
2023
AK1052C藍牙BLE雙模音頻模塊
AK1052C_BT_Module是面向無線立體聲藍牙插卡音箱推出的一款高性能的藍牙BLE雙模音頻模塊。該模塊實現了藍牙音箱產品的核心功能，包括藍牙通信、音頻編解碼、系統控制、插卡播放、U盤播放和支持紅外遙控等。由于支持BLE數據透傳協議，可以與IOS系統進行藍牙數據通信。因此，可以用此模塊做藍牙點讀筆、藍牙手寫點讀筆等需要與手機APP進行數據交互控制的產品。藍牙正常通訊距離為10M,最大通信距離為20M。AK1052C_BT_Module集成了主控芯片AK1052C、藍牙芯片RTL8761AT、2MB SPI flash和晶振等。預留藍牙天線接口，并提供豐富的外圍接口，包括USD2.0、SD/TF卡接口、立體聲音頻輸出接口、麥克風接口，line-in接口、AIN模擬按鍵接口、GPIO接口。外部SPI FLASH，容量可以從16M~128M可選擇Class 2功率等級遵循藍牙V4.0規范和藍牙V2.1＋EDR規范支持A2DP、AVRCP、HFP、SPP、ATT協議藍牙通信距離：視距無障礙物，正常通信距離10m，最大通信距離20m提供AIN按鍵接口提供LED狀態指示燈控制接口提供Line-in音頻輸入接口提供立體聲音頻輸出接口內置鋰電池充電電路工作電壓范圍：3.4V~4.2V，支持鋰電池和USB供電模塊尺寸：27.5mm*21.0mm標準配置2MB SPI Flash，可根據用戶需求靈活配置預留TWI接口提供IRDA紅外遙控接口提供SD/TF卡接口，用于連接SD/TF存儲卡，最大支持32GB提供USB Host接口，用于連接U盤，最大支持64GB U盤提供USB Slave接口，用于程序燒錄及USB聲卡功能內置音頻解碼器，支持AMR、APE、FLAC、MP3、OGG、WAV、WMA格式的音頻解碼支持藍牙立體聲播放，兼容手機、平板電腦等各種手持藍牙設備支持Line-in音源播放支持紅外遙控功能提供安凱標準的手機APPS客戶端（Android、iOS）及源碼。該客戶端可實現以下功能（手機音樂播放，遠程TF卡音樂播放，遠程U盤音樂播放，藍牙音箱電量顯示，藍牙音箱音量控制，EQ音效設置，支持流行、搖滾、古典、柔和、人聲和自定義等，系統信息顯示（設備名稱。、軟件版本、產品序列號等）內置鋰電池充電電路，支持鋰電池充電
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07-17
2023
AK1055C藍牙單模音頻/雙模音頻模塊
單模音頻：AK1055C V2.1 藍牙單模音頻模塊是專為藍牙音箱推出的一款單模音頻模塊。產品開發模塊的核心板以AK1055C為主控芯片，搭配藍牙射頻芯片RDA5876。實現了藍牙音箱產品的核心功能，包括藍牙立體聲播放、藍牙通話、line in 播放、語音提示狀態切換等。藍牙正常通訊距離為10米，最大通訊距離為20米。內置了一個16M的SPI FLASHClass 2 功率等級遵循 V2.1＋EDR 藍牙規范支持 A2DP、AVRCP、HFP協議藍牙通信距離：視距無障礙物，正常通信距離 10m，最大通信距離 20m提供 AIN 按鍵接口提供 LED 狀態指示燈控制接口支持16 位 ADC 雙聲道 Mic/Line-in 輸入2 路 22 位 DAC 輸出高品質音頻輸出工作電壓范圍：3.4V~4.2V，支持鋰電池和 USB 供電藍牙立體聲播放LINE_IN 播放充電功能雙模音頻： AK1055C_BT_Module 是面向無線立體聲藍牙音箱推出的一款高性能的藍牙BLE雙模音頻模塊。該模塊實現了藍牙音箱產品的核心功能，包括藍牙通信、音頻編解碼和系統控制等。由于支持BLE數據透傳協議，可以與IOS系統進行藍牙數據通信。因此，可以用此模塊做藍牙點讀筆、藍牙手寫點讀筆等需要與手機APP 進行數據交互控制的產品。藍牙正常通訊距離為10M，最大通訊距離為20M.AK1055C_BT_Module 集成了主控芯片AN1055C、藍牙芯片RTL8761AT和晶振等，并提供豐富的外圍接口，包括USB2.0接口、耳機接口、麥克風接口、AIN模擬按鍵接口、GPIO接口。內置了一個16M的SPI FLASHClass 2 功率等級遵循藍牙 V4.0 規范和藍牙 V2.1＋EDR 規范支持 A2DP、AVRCP、HFP、SPP、ATT協議藍牙通信距離：視距無障礙物，正常通信距離 10m，最大通信距離 20m提供 AIN 按鍵接口提供 LED 狀態指示燈控制接口支持 MIC 和 Line-in 音頻輸入接口2 路 22 位音頻 DAC2 路 16 位音頻 ADC內置鋰電池充電電路工作電壓范圍：3.4~4.2V，支持鋰電池和 USB 供電模塊尺寸：17.5mm*25.0mm支持藍牙立體聲播放，支持 EQ 音效支持 Line-in 音源播放支持藍牙后臺連接，可進行快速撥號和來電接聽操作支持個性化語音提示，如來電報號、藍牙連接提示、功能模式提示提供安凱標準的手機 APPS 客戶端（Android、iOS）及源碼。該客戶端可實現以下 功能（手機音樂播放，藍牙音箱電量顯示，藍牙音箱音量控制，EQ 音效設置，支持流行、搖滾、古典、柔和、人聲和自定義等，系統信息顯示（如設備名稱、軟件版本、產品序列號等）。支持鋰電池供電及支持充電功能。
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07-12
2023
藍牙數控直流電壓源
具有中文語音提示功能的藍牙數控直流電壓源的設計隨著科學技術的迅速發展，以及人對用電器低功耗、高效率的需求，直流電壓源向著更高靈活性和智能化方向發展。然而目前的數控直流電壓源存在著調節精度不高、不便觀察輸出電壓值以及輸出電壓精度不足等問題。因此本文設計一款以STC12C5A60S2單片機為核心的數控直流電壓源。該電源可實現以下功能：輸出電壓0～10V可調、步進0.1V、輸出電流500mA、可通過藍牙設備遠程調控輸出電壓值、輸出電壓值每次改變時會有中文語音提示。一、藍牙數控直流電壓源總體設計本設計的設計框圖如圖1所示。該電壓源采用12C5A60S2單片機作為控制芯片，輸出8位數字量通過D/A模塊轉換為模擬電壓值，經放大器模塊放大。再經過輸出驅動模塊放大電流提高帶負載能力后輸出。輸出電壓值通過七段數碼管進行顯示。通過改變單片機的輸出值即可實現輸出電壓可調的效果。輸出的電壓通過采樣后，輸入單片機內置的A/D模塊進行采樣反饋，實現閉環調整輸出電壓，保證輸出電壓的精度。本電源還加入了HC?05藍牙模塊，用戶可通過藍牙協議用手機端的APP調整電源的電壓值或查詢當前輸出電壓值。通過加入SYN6288語音模塊，還實現了中文語音提示的功能。二、藍牙數控直流電壓源硬件電路設計整機電路如圖2所示，下面對各個模塊的電路設計進行說明。2.1D/A模塊和放大模塊D/A模塊由DAC0832芯片和LM358運算放大模塊構成，DAC0832芯片為8位數/模轉換芯片，轉換結果為差動電流輸出，需要在其輸出端接LM358組成外接轉換電路，將電流值轉換成電壓，得到反向電壓輸出。單片機由P0口輸出一個8位的數字量，輸入D/A模塊，DAC0832由5V電壓供電，分辨率為5256≈0.02V，又因為其輸出的是負電壓，所以當數字量每增加1時，D/A模塊的輸出增加-0.02V。放大模塊由運放LM358和電阻R2，R3，R4組成一個2.5倍的反向放大器，將D/A模塊的輸出反向放大2.5倍。每按一次電壓調整按鍵，數字量自增2，D/A模塊輸出增加-0.04V，經過反向放大2.5倍后，輸出電壓增加0.1V，實現了步進0.1V。又因為電壓要求的輸出范圍為0～10V，所以數字量輸入的范圍為00000000～11001000，DAC0832輸出的范圍為0～-4V，分辨率滿足要求。通過按鍵KEY1和KEY2改變單片機P0口的數字量輸出，即可實現輸出電壓0~10V可調。2.2電流放大模塊電源的設計最大輸出電流為500mA，故信號從放大電路輸出后，還要經過電流放大電路使電流達到設計標準。放大模塊的輸出值從adjv端口輸入電流放大模塊，從UO端口輸出，得到最終的輸出值。電流放大模塊由運放LM358、大功率三極管2SD1677，以及電阻R5，R6，R7組成。采用大功率三極管組成射極跟隨器，由15V電壓供電，在電壓跟隨的情況下放大電流。在三極管的選用上，因UCE最大電壓為15V，最大電流為500mA，最大功率為7.5W，故選用的三極管最大耗散功率PCM應大于7.5W。在考慮到散熱因素及留出余量之后，本設計選用PCM值為100W的三極管2SD1677。2.3采樣模塊和A/D模塊為了確保精度，需要對輸出的電壓值進行采樣后再進行A/D轉換，與單片機輸出的預設值進行比較，構成一個帶負反饋的閉環系統。輸出的電壓通過R8和R9組成分壓電阻后，再通過一個LM358運放構成電壓跟隨器后輸入A/D模塊。A/D電路采用STC12C5A60S2單片機內置8位A/D模塊，參考電壓為5V，將轉換后的數字量輸入單片機與輸出的預設值進行比較。2.4藍牙模塊與語音模塊本設計采用HC?05藍牙模塊實現藍牙遠程調控電壓功能。把藍牙模塊設定工作在9600b/s的波特率，并設定為從機工作模式，與單片機串口1相連接。用戶可以通過手機等帶有藍牙功能的設備與HC-05模塊相連接后，向其發送數據；HC-05模塊再通過串口將數據傳給單片機，改變單片機輸出的數字量，從而實現藍牙調控輸出電壓的值。語音提示功能通過SYN6288語音模塊來實現。SYN6288語音模塊采用貼片SSOP封裝，體積小巧，通過串口與上位機連接，接收由串口發送來的文本，實現文本到中文語音的轉換。SYN6288內置推挽式DAC，并有喇叭接口，可以直接驅動喇叭，進行聲音播報。在本設計中，SYN6288模塊與單片機串口2連接。當調整輸出電壓時，單片機將調整后的電壓值以字符串的形式通過串口傳輸至SYN6288模塊，該模塊將提示的中文語音傳送至一個8Ω，0.5W的喇叭播放。三、藍牙數控直流電壓源軟件設計本電源的軟件采用C51語言編寫。系統先進行初始化，然后判斷藍牙是否接收到值，如接收到，則改變outv的值后輸出；若藍牙沒有接收，則判斷按鍵是否按下，若按鍵按下，則改變outv的值輸出。將輸出值采樣賦給setv，比較setv與outv值是否相等，如不相等，則調整setv的值后輸出，再進行采樣比較，直至setv的值等于outv。四、藍牙數控直流電壓源系統測試在安卓系統的MOTOX智能手機中安裝SPP藍牙串口調試APP，與電源的藍牙模塊連接后，運用SPP藍牙串口調試APP調整輸出電壓的值。在0～10V中取10個值進行測量，采用數字萬用表VC9860+為測量儀器，測量負載兩端的電壓值。測試過程中，每當改變預置電壓值時，語音模塊均可正確播報改變后的電壓值。測試結果表明，該電壓源輸出達到0～10V的輸出要求，輸出準確，輸出響應良好，實現了藍牙遠程調控輸出電壓的功能。結語本文介紹一種基于STC12C5A60S2單片機的數控直流電壓源的設計方案。該電壓源采用閉環系統，輸出精度高、結構緊湊，可以通過藍牙設備遠程調整輸出電壓的值，并有中文語音提示功能。經過測試，用此電源給負載提供電壓時，輸出響應良好，誤差小，可應用于實驗教學、科學研究、自動化測量系統等領域，具有廣闊的應用前景。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的具有中文語音提示功能的藍牙數控直流電壓源的設計技術。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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07-11
2023
藍牙設備測試方案
藍牙設備測試時進行藍牙產品技術規范基礎上的測試，包括互操作性測試、一致性測試等。藍牙設備測試應先進行測試方案的制定，然后進行協議一致性、底層硬件模塊、協同性測試等操作。一、藍牙的測試模式闡述進行藍牙設備的測試，是為了保證優秀用戶的最終體驗，實現藍牙設備的最優功能，對藍牙設備中的子系統和元器件進行校準以及性能進行檢驗，檢驗主要的環境并篩查出有瑕疵的材料，以保證藍牙設備的質量。根據藍牙技術規范，分別進行應用規范定義和協議的測試模式的制定，如串口仿真協議、服務發現協議等。針對特定的陰公模式對各個功能元素設定運轉協同機制下各層協議，將整個藍牙協議體系分為中間、底層、高端三個層次的劃分，分別為底層的硬件模塊、中間協議層的軟件模塊以及高端的應用。其中中間協議層包括了適應協議和邏輯鏈路控制，底層硬件部分包括了基帶、鏈路管理層和無線跳頻，高端層包含了電話通信協議、串仿真協議、服務發現協議組成的應用框架。底層硬件模塊功能的測試尤其重要，主要是通過無線基帶層的兼容性測試，建立測試模式完成。藍牙設備測試模塊，包含測試設備和被測試設備，構建了微微網，測試過程通過主設備進行完全控制，設備可以采用DUT作為藍牙發送和接收的設備，使用附加的測量設備TESTER作為系統組成。測試流程為：對獨立波特率進行初始化，點擊開始，中斷開串口，接收數據，開始執行測試藍牙設備的命令。如圖1所示。測試中，使用無線接口在本地執行激活操作，軟件運行無線接口，硬件負責激活操作。命令DUT在執行激活操作的時候，TESTER進入測試模式，發出鏈路管理協議指令，激活指令接收到之后，進入測試模式，DUT返回完成所有標準操作。對于未完成的LMP-AC-CEPTED激活指令，可使用軟件接口繼續執行激活操作，直到建立與TESTER的連接之后，方可通過DUT進行尋呼掃描和查詢掃描。使用LMP指令進行控制接口的控制操作之后，測試通過，此時DUT已經不進行標準化管理，但是硬件接口依然存在，藍牙設備可以不在測試模式下進行指令的決絕。返回LMP-NOT-ACCEPTED指令之后，DUT進入測試模式，在接收到控制指令之后，允許出現LMP指令和處理功率控制，采用標準程序進行測試，過程中功率可以調試，可以通過退出測試模式，將指令設置在方案中，促使DUT脫離測試模塊。藍牙設備的測試方案包括發送端的POLL分組、TESTER組成的微微網定時周期性的發送、在DUT單元進行發送端的測試以及測試分組，作為主單元進行工作，測試設備執行發送操作采用TX時隙，將POLL分組控制指令進行操作，后面TX時隙進行單元的操作，啟動發送命令之后，單元可以通過單元輪進行間隔的預先定義，設定為固定值，使得正在測試的設備能夠定時進行數據的發送。偽隨機序列，指的是移位寄存器使用統一的序列作為傳輸分組的隨機序列，較長的零序列為8，序列成為511位。遞減的跳頻序列采用完整的快速無線測試，在頻率范圍內執行五種時序跳頻，信道分別是0，23，46，79，95。位模式以偽隨機碼的形式進行發送和停止，從序列1開始，交替1010，交替1111，0000，1111，0000，序列也可以從0開始。頻率的選擇包括歐美跳頻、日本跳頻、西班牙跳頻、法國跳頻，進行遞減跳頻。測試包的格式使用前向糾錯碼進行分組，包括AUX1。HV3、DH1、3、5。分為有效負載長度格式，分組格式等。在進行測試模式發送的時候，TESTER通過適當的設置定義了有效負載長度，傳輸參數的控制符合基帶規范要求，可以進行測試發送。不同頻率設置之間的切換，在收到新的頻段消息后，DUT收到消息之后，開始進行切換。功率的控制，使用常規的LMP指令，對自適應的功率進行測試和控制，采用醉倒功率進行傳輸，隨著收到的指令，增加或者減少功率。對被測設備經過解碼，在下一個TX時隙之間采用常規的基帶分組的方式進行傳輸，TX時隙回送的測試中進行有效的載荷，發回啟用或者停止偽隨機序列碼，使用相同的分組者后在測試設備中加噪。如果分組中包含了測試模式控制信息，那么在忽略其他LMP指令的時候，該指令將不被執行，也不會返回到其他分組中。允許在前向糾錯處理測試中，采用糾錯碼FEC進行編碼和解碼。測試設備的分組采用誤碼率進行前向糾錯測試。在CRC失效的情況下，采用有效負載的方式，進行分組，攜帶CRC的分組可以由有效負載進行返回。如果頭校驗失敗，則ARON可以通過使用含有ARQN位的NULL分組，返回NAK，如果沒有檢測同步頭，則可不應答。二、藍牙測試控制接口藍牙技術規范包括應用框架和核心協議兩個文件，前者規定了藍牙的各層通信協議的定義，后者對協議實現的產品應用進行了規定。所有的藍牙部件采用一致性測試協議進行測試，外設產品中對被測對象的協議進行測試，高層設備UT實現底層的功能之后，通過測試將協議進行驗證并用來實現。為了避免每個被測對象和測試系統由于不同的情況發生變化，可以采用標準控制接口強制性測試的方法，對測試設備進行訪問，并采用統一測試高層接口的方式，使用制造商統一供應的IUT適配器進行硬件和軟件的運行。在基帶層、邏輯鏈路控制和適配協議接口以及鏈路管理層協議的驗證中，采用的測試設備和SUT之間的接口包括:TCI-L2CAP接口，這一接口可以通過SUT進行驗證后使用，事件和命令均可以通過服務接口進行定義，該接口可以轉換為與命令和HCI事件相同格式的報文。TCI接口用于主機控制接口，通過鏈路管理層和鏈路控制層的驗證，作為測試系統的接口使用，測試系統通過發送HCI事件訪問命令和HCI命令，實現與高層的事件訪問。采用的測試設備位于傳輸層通道中，包括物理通道、軟件通道，由于制造商負責進行軟件的操作，向設備發送數據。三、藍牙協議棧一致性測試該測試通過與協議的內在形式，實現與實體的檢查和給定。內在規范是相互一致的，通過規范的描述和輸出形式的檢測之后，方可進行測試。L2CAP一致性測試的結構，包括了一致性測試系統、測試控制軟件和被測對象三個組成部分。執行測試系統通過藍牙裝置中的測試控制接口進行對接，測試控制軟件對被測對象中的藍牙發射裝置進行空中接口。TCI的推薦物理傳輸層是HCI的指定傳輸層，包括RS232、UART以及USB。測試系統對被測對象進行L2CAP的系統命令的發送，被測對象接收到命令之后，測試系統的高層通過物理總線驅動程序和L2CAP驅動程序進行驅動，底層的被測對象經過處理后實行L2CAP數據的分組。測試控制軟件包括了L2CAP固件、適配器和物理總線三個組成部分。測試控制軟件是通過接口進行適配，測試控制軟件中的數據采用物理總線發送的方式，達到測試系統的高層之后，進行數據的接收，固件對數據進行編碼和解碼。適配器中的接口進行IUT的適配，最后根據藍牙主協議的軟件實現對被測對象的測試。總結隨著信息技術的飛速發展，新型的智能終端，融合了計算和通信，以智能終端、智能手機為代表的新型設備逐漸代替了傳統的臺式計算機和筆記本，體積更小，功耗更低，并具有多種通信手段，如藍牙技術，進行信息的交互。作為主要的短距離低功耗的無線通信技術之一，藍牙技術在傳遞領域和信息交換領域得到了廣泛的應用，成為目前無線通信的前沿技術，進行藍牙測試方案的設計的目的，是實現移動設備和固定設備之間的無線連接，并達到低成本、簡單構建目標。本文通過對藍牙協議的一致性測試方法和藍牙設備的測試模式的闡述，系統地分析了藍牙測試方案的實施過程。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的藍牙設備的測試方案技術。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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07-10
2023
藍牙智能路障系統
基于藍牙控制技術的智能路障系統隨著車輛增多，城市交通難題也日益凸顯，路障是交通管理手段的必備設施，傳統路障是由人工布置移動，工作人員有被車輛撞傷的危險，采用智能路障系統可以避免被車撞的危險，減少體力勞動。隨著智能城市與智慧交通的不斷發展，在無人駕駛車領域，我國的研究已經取得了長足發展，在測試過程中，仍有不可控的危險，在中國智能車未來挑戰賽中，在修路環節，采用智能路障系統，遠程遙控路障隊形的變換，預防危險、保護參賽人員的人身安全。一、智能路障系統總體設計考慮到比賽使用的功能需求和成本控制，該設計方案中，智能路障主要分為控制單元和無線模塊兩個部分，采用較為穩定的遙控設計，并設計專用的遙控器作為控制端。使用STM32F103系列單片機作為智能路障和遙控器的主控單元，無線傳輸模塊采用可主從一體藍牙芯片HC-05。由于智能路障在比賽中損耗較大，為保證比賽損耗，需有足夠的智能路障數量，本設計在滿足比賽功能需求和數量需求的基礎上，實現成本的控制。1.1智能路障硬件電路設計從機械結構來看，智能路障分為上部的路障和下部的可移動輪式底板，路障和底板采用螺絲固定在一起。底板下裝有兩個主動輪和一個從動輪，主動輪上各裝有一個直流電機，底板上固定有電機驅動模塊L298N，核心控制單元STM32，藍牙芯片HC-05，7.2V可充電鋰電池。遙控端采用STM32作為主控單元，4*4矩陣薄膜開關作為遙控按鍵，5V干電池作為電源供電。系統硬件框圖如圖1所示。L298N內部集成了兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可驅動感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。該芯片可以驅動一臺兩相步進電機或四相步進電機，也可以驅動兩臺直流電機。L298N直接驅動兩臺直流電機，分別為M1和M2。引腳A，B接5V，電機工作在最高速狀態，輸入信號端IN1接高電平輸入端IN2接低電平，電機M1正轉。信號端IN1接低電平，IN2接高電平，電機M1反轉。控制M2是同樣的方式。1.2智能路障軟件設計軟件設計上，我們采用的主控單元是STM32，16位的微控制器，時鐘頻率可達72MHz，功耗36mA，具有性能強大，超低功耗的優勢。滿足我們的設計需求并且能夠長時間待機，經檢測，在不使用情況下，待機可達48小時，連續測試狀態下，可持續工作超過一個小時，完全滿足我們的使用需求。接通電源后，程序進行初始化設置，智能路障工作在待機狀態下，藍牙模塊一直檢測是否接收到控制信號，智能路障藍牙模塊接收到信號后，將控制信號發送到智能路障控制單元，根據相應的控制信號，做出前進，后退，左轉，右轉的動作，實現智能路障的移動，達到路障隊形變化的要求。1.3智能路障藍牙設計藍牙是一種無線技術標準，它可以實現固定設備、移動設備的數據傳遞。本設計使用的HC-05藍牙模塊可以與STM32系列單片機主控芯片進行全雙工通信，即兩者可以互相讀寫。比如從藍牙模塊發送數據，HC-05的寫端(TXD)與單片機主控芯片的讀端(RXD)相連接，即可實現通信；反之HC-05的讀端(RXD)與單片機主控芯片的寫端(TXD)相連接。連接時需要注意兩對讀寫端交叉連接，而且兩者需要共地(本藍牙模塊有電源端共4個腳，不需要單獨再接)。遙控器和智能路障通過藍牙模塊進行無線通信，遙控器端藍牙設置為主模式，智能路障端藍牙設置為從模式。兩臺遙控器設置不同的密碼，可以區分兩臺遙控器控制兩組智能路障。根據控制端按鍵按下方式，不同編號的智能路障進行響應。經測試，我們選用的藍牙芯片可達到室外20米的控制距離，完全可以滿足我們的設計要求。二、藍牙智能路障系統遙控端設計該項目中，智能路障共設計有50臺，每10臺為一組，編號為A 0-9、B0-9、C0-9、D0-9、E0-9，程序對每臺路障的不同編號設置使智能路障能夠辨別是否對控制信號做出反應。在賽道中，可通過不同編號的智能路障調整，實現自由的路障隊形變化，為中國智能車未來挑戰賽提供一個良好的比賽環境。考慮到比賽過程中，路障的設置是分為兩排，我們設計兩臺遙控器，分別控制25臺智能路障，兩組分別對應兩排路障。矩陣薄膜開關的0-9數字鍵對應編號分別為0-9的智能路障個體；#字鍵對應全選功能(25臺全選)，在全選模式下，選數字0則對應該臺遙控器控制下的所有數字編號為0的智能路障；A，B，C，D鍵對應前進，后退，左轉，右轉功能；其中A，B，C是按鍵復用，同時對應A，B，E(其中五臺)組的各組全選功能，*字鍵作為復用信號區分鍵，在A，B，C，D作為前進，后退，左轉，右轉功能使用時，需同時按下*字鍵。矩陣開關按下，提供低電平信號，主控單元通過藍牙發送信號控制智能路障。在控制智能路障前進，后退，左轉，右轉時，持續按下*字鍵和A，B，C，D其中一鍵，能夠實現智能路障持續響應，松開按鍵則智能路障停止響應。由于控制方式設計有單選和多選多種組合方式，可根據需要工作在最適合的控制方式下。三、智能路障系統設計實用創新理念該路障適用性的主要原因有：(1)簡單的機械結構，在路障的下部固定帶有萬向輪和主動輪的底盤，用于路障的控制和移動，機械結構簡單穩定，具有很強的適用性和可生產性。(2)易操作的遙控方法，智能路障遙控端的按鈕設計簡單方便，可以實現不同組合的多種控制選擇，調整隊形簡單，且可操控距離遠，能夠適合于比賽中及時在不同比賽車輛到達之前調整變換隊形，形成自由變換的比賽關卡。(3)簡單的智能路障設計，僅在原有路障的設計上增添了底盤，電池，電機，驅動模塊，中心控制單元，藍牙模塊，設計簡單，成本可控，能夠滿足比賽需求，適合于比賽中的可能出現的意外損毀風險。總結本文介紹的智能路障系統，機械結構簡單，遙控方法易學，智能路障設計簡單且功能穩定，能夠實現在不同路況下智能路障遠程控制或現場遙控。該智能路障簡單實用的設計適用于大型停車場，辦公樓下，修路段，交通分流等多種場景，解決了傳統路障部署的體力勞動和人身危險問題，協助解決城市交通難題。其低廉的成本和穩定的功能能夠實現產品化生產和使用。以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的基于藍牙控制技術的智能路障系統詳情。如果您有藍牙產品設計開發需求，可以放心交給我們，我們有豐富的智能電子產品定制開發經驗，可以盡快評估開發周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發、語音識別技術、藍牙開發、wifi技術等。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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