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      • 无线多协议互操作性挑战迎刃解,家居自动化行业展翅飞!

        Siliconlabs | 10/305/2016 | 09:45 AM

        关于家居自动化行业及技术发展趋势的讨论,这是本系列最后一篇博文,让我们一起来展望下未来。当前有很多因素阻碍了家居自动化市场的增长,其中最大的不利因素就是技术和协议的碎片化。市场上有许多不同的无线技术,如 Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee,和未来将用于网状网络的 Thread,以及专有的sub-GHz协议,每一个都满足不同的需求。

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        图说:家居自动化发展的最大挑战在于融合多种无线协议的控制和应用

         

        认识无线协议的主要区别 

         

        在这些连接技术中,无线协议间的区别主要取决于三大块:物理层,无线协议栈,和应用层。如果我们写一部“无线小说”,那么物理层(也被叫做无线)可以被解释为单词,协议栈就是语法-组织单词的规则,应用层就是组成小说的详细的,描述性的句子。 又比如,智能家居中的连接照明应用:连接的照明用具的无线在2.4GHz下操作,协议栈是Bluetooth Smart 4.1,应用就是定义的操作。动作传感器,用来在当有人进入房间时自动亮灯,可以使用在不同的2.4GHz调制方案下的无线,操作用于网状网络的基于IP的Thread协议栈,而应用就是亮灯。

         

        所以我们如何让所有的硬件和软件互相通话,并且保证互操作性呢。智能家居领域内保证设备与设备间可互操作性的最新趋势是使用能够识别多种无线语言的多协议SoC设备。 

         

        这种片上系统的装配是支持无线标准的重要的第一步,其保证了支持这些标准的连接设备的可互操作性。SoC设备必须有足够的闪存来储存固件里的多个协议栈,并能够动态的在设备加入网络时,在协议间转换。同样重要的是连接终端用户到硬件的应用层软件。这种应用层包括ZigBee Cluster Libraries,OIC,AllJoyn,或Weave,其必须是与协议无关的,因此提供了一种统一底层无线协议的标准的方式。

         

        一种软硬件间的协调的方式基于这些多协议硬件设备,将其与固件,软件和开发工具仔细的结合,将使得IoT设备毫不费力的识别不同的无线语言。统一软硬件方法到多协议连接性能确保许多不同智能家居设备间的,从照明,无线传感器节点到执行器的无缝互操作性。

         

        多波段、多协议无线SoC成为最佳解决方案

         

        做为物联网无线协议软硬件解决方案的领先供应商,芯科科技(Silicon Labs)已经发表了业界首款多波段、多协议无线SoC。新型的Wireless GeckoTM SoC使得开发人员可以使用相同的多协议器件运行于2.4GHz和多重Sub-GHz波段,简化了可连接设备的设计、降低了成本和复杂度、加速了产品上市时间。无庸置疑,该款SoC将是必须兼容多种协议的的IoT连接产品的理想选择,其应用领域覆盖楼宇和家居自动化、智能电表、安全、健康健身监测、互联照明、电子货架标签和资产跟踪等。

         

        多波段、多协议Wireless Gecko SoC设计旨在支持用于短距离连接的标准和专有2.4GHz协议,和用于长距离连接的专有Sub-GHz协议。通过基于SoC上运行的固件/软件,单个硬件设计能够支持多个连接的场景。这种灵活的架构使得开发人员能够采用同一套软件工具,同时支持专有协议栈和标准协议栈(例如ZigBee®、Thread和Bluetooth® Low Energy)。Wireless Gecko SoC也使得开发人员开发出适应未来发展需求的设计。新一代可连接设备产品能够嵌入协议栈组合,例如Bluetooth能够搭配智能手机和笔记本电脑去部署和配置设备,而同时Sub-GHz可用于在长距离星型网络中进行通信。

         

        新型的多波段、多协议Wireless Gecko产品系列包括三类SoC产品线,它们分别针对现实世界中不同的IoT使用场景和最受欢迎的无线协议而进行了优化:

         

        • Mighty Gecko:支持运行于4GHz波段的ZigBee、Thread和Bluetooth low energy连接,和可用于2.4GHz波段和Sub-GHz波段的专有协议。

         

        • Blue Gecko:支持运行于4GHz波段的Bluetooth low energy连接,和可运行于2.4GHz波段和Sub-GHz波段的专有协议。

         

        • Flex Gecko:支持4GHz波段和Sub-GHz波段的灵活的专有无线协议,适用于多种应用场景。

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        图说:通过多波段、多协议无线SoC,我们可以实现一切家居自动化的无线连接应用

         

         

        更多关于Silicon Labs多波段、多协议无线SoC产品的信息,请查看:http://cn.silabs.com/products/wireless/Pages/wireless-gecko-iot-connectivity-portfolio.aspx

         

        欲了解Silicon Labs智能家居参考设计的关键元器件、技术和完整解决方案信息,请查看:http://cn.silabs.com/solutions/home-automation-and-entertainment.html  

         

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      • 大中华区物联网英雄特辑(六):汇诚和科技引航健康穿戴新思路!

        Siliconlabs | 10/305/2016 | 09:40 AM

        由于集成电路及互联网技术的发展,造就了物联网(IoT)。而作为其重要的一环:可穿戴健康设备的设计和应用功能的开发也呈现出日新月异的态势。回顾其走过的印记,我们可以清晰看到:最早的商用化产品是通过加速度计实现基础的计步功能,并不能满足客户对健康数据多样化的需求。时至今日,整个业界对于在新型的智能手表或手环中搭载“心率监测(HRM)”及多种生物电传感器已有普遍共识,设备用来采集多项基于心率的数值,追踪关键生理数据并对其进行数据分析处理,让客户更方便,更实时的获取可靠的运动健身、健康监护等方面的参考信息。

         

        在这波新浪潮中,涌现出一家来自中国立志做更精确的穿戴型健康产品的科技企业:深圳市汇诚和电子科技有限公司(Cositea)。目前,他们正携手物联网微控制器(MCU)、传感器、无线协议方案及软件开发工具商美国芯科科技(Silicon Labs)强强联手打造出多款具备先进HRM功能的智能手表及手环。更值得一提的是汇诚和科技率先在业界导入了Silicon Labs蓝牙低功耗(BLE)SoC和HRM传感器的集成模块方案,不仅让传感、无线传输和数据分析功能一次到位,更大幅缩小了PCB尺寸,为可穿戴设备的设计开辟了一条崭新的道路。

         

        针对这项具有前瞻性的成就,我们近期邀请了深圳市汇诚和科技有限公司总经理康海强先生进行访问,以便更进一步了解未来的HRM可穿戴设备市场趋势和技术演变过程,希望能为相关行业人士打开新的思路。

         

        請告訴我們您在物聯網市場、產品設計方面的經歷及獨特想法

         

        康海强:智能穿戴是IoT重要的一部份,是基于人体的移动无线传感器网络。其基础概念是通过超低功耗处理器、生物传感器、无线协议芯片等先进的半导体科技实现小型化、智能化的生理数据采集和分析设备。区别于医学诊断设备的特点,就是连续监测,实时管理,大数据分析。这将给人类的健康管理提供更多有效的方法。

         

        智能手环的作为穿戴式设备的入门级产品,无疑为运动爱好者提供了很好的监测装备,对注重健康的人群起到了良好的促进作用,促使更多的人关注自身的运动情况。

         

        但目前的智能手环,大多仅提供了计步的功能,只统计全天步数和消耗的卡路里数据,即使有心率监测功能的,大多也仅能提供静态的或者精度较差,远远没达到训练指导的要求,更不能为客户提供一些深入有效的指导意见和参考。

         

        心率手环作为一个运动装备,最基础指标就是精准的动态心率,能连续性跟踪运动过程中的心率变化。而心率对于个人运动健身和医疗保健是极为重要的参考数据。

         

        在运动中实时获取心率,用来控制运动量非常必要,不仅为参加运动的人增加了一份安全保障,也有益于保证运动的健身效果。心率不仅仅只能反映运动状态也能預示某些心脏疾病的发生的危險。一項對34,000人的調查表明,心率比正常人快12次/分鍾的人死於心血管病的危險性要比正常人高27%。這提示人們不能無視心率的快慢,我们相信会有越来越多的人重视心率监测的,就如同大家关注自己的每天的步数一样。心率手环因为其便利性,佩戴舒适等特点,是目前最理想的心率监测设备。

         

        随著技术的演进,心率手环的功能正加速朝向基于动态心率监测传感器而衍生出相关的血压、血氧、心率变异(HRV)、情绪指标,甚至是非侵入式血糖侦测的多功能应用发展。这是一个非常令人振奋的设计演进,将为行业带来巨大的商机。

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        图说:深圳市汇诚和科技有限公司总经理康海强表示,开发更精确且具有连续采集多项生理数据功能的手环和手表将是汇诚和坚持不懈的目标。

         

         

        请告诉我们汇诚和科技公司的文化及特点,以及在物联网市场上的独到策略

         

        康海强:深圳市汇诚和电子科技有限公司成立于2012年,是深圳乃至全国较早从事可穿戴式智能健康监测硬件产品开发的团队;是集研发,设计,生产和销售为一体的高新技术企业。

         

        迎着物联网发展的大潮,以智能穿戴产品为核心。我们坚持不懈,克服多重挑战,不断开发优秀的智能产品,希望能为国内乃至于全球广大消费者的健康贡献自己的力量。公司现有一支专业精干的研发团队,具备从产品规划,ID/MD设计,硬件开发,APP开发,数据管理及增值服务的全面的智能硬件开发能力。相继开发成功的产品包括智能手环,运动心率手环,心率血压手表,心率监护枕等系列产品。

         

        我们仍将持续投入大量资源专注于软硬件的新技术研发,以及产品功能和数据采集精确度的优化。同时更多方展开合作,包括与大专院校共同研究及测试更具前瞻性的心率数据演算技术,以及通过开放API和SDK的方式与第三方软件设计公司共同开发可穿戴设备专属的健身教程、护理APP。

         

        我们的目标是成为业界首屈一指的可穿戴设备健康监测产品和方案提供商,实现一站式定制服务,包含ID设计、模具开发、硬件开发、APP定制开发及数据接入解决方案。从而在物联网市场上站稳脚步并寻求更盛大的发展。

         

        此外,汇诚和科技也承接国外客户的ODM订单,并给予客户全方位的技术支持,目前我们的APP已经能够支持12国语言,并帮助客户开发本地化应用,覆盖了西班牙,德国,波兰,加拿大,印度,泰国等国。

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        图说:汇诚和科技坚定健康穿戴的发展方向,提供各种精准的动态心率监测产品

         

         

        请告诉我们汇诚和科技健康穿戴产品的特色与优势

         

        康海强:汇诚和科技于2014年创建智能穿戴品牌--------吾控(WuKong)。该品牌推崇“我健康,我掌控”的生活理念。致力通过可穿戴设备帮助客户自我掌控健康。汇诚和科技早先已拥有心率手环、智能手表、NFC移动支付手环、心率监护枕、心率监测贴等丰富的产品线。

         

        通过与全球领先的生物传感器供应商Silicon Labs的合作,我们的心率产品动态精确度普遍高于业界同行。经过长时间、多次的实际测试,我们的心率手环能够在超高性价比前提下,提供媲美Polar、Mio等国际知名品牌厂商同级别的准确数据。

         

        更令我们自豪的是在产品中搭载了结合ECG与PPG的血压测量技术,这是利用同一动脉脉搏波从心电R 波传输至PPG 特征点之间的时间间隔为PTT 计算血压。只要血管壁的弹性模量保持恒定,收缩压( SBP) 的变化量可由高频分量来表示,其中高频分量是由心电R 波作为起至PPG 特征点的时间间隔PTT 计算得到,低频分量为间歇地由听诊或者示波法测得的收缩压数据。

         

        此方法获得的血压值与示波法测得的血压值进行对比,平均差与标准偏差的结果分别为: SBP,4.0 ± 9.6 mmHg; DBP,小于1.5 ± 6.4 mmHg; MBP,小于1.5 ± 6.3 mmHg。

         

        基于该方法,汇诚和科技设计了媲美专业医疗级别的“心率血压手表” ,可实时地对心电、血压及血氧进行监测。由于把心电ECG与PPG传感器都设计在了手表上,提高监测装置的移动性。此外,该装置还能够收集并建立一个被测对象生理参数的数据库,通过智能手机APP随时管理和测试压。对比电子血压计,该装置估计的收缩压准确率为94.6%,舒张压准确率为92.35%。血压测量精度达到±3ppm,完全达到了医疗级水平。

         

        2016年汇诚和科技发布了新款的R1系列动态心率手环,基于Silicon Labs内建Blue Gecko蓝牙低功耗SoC,以及Si1144传感器的动态HRM模块解决方案,实现高精确、低功耗和小尺寸的设计,可以提供广泛的心率监测应用功能。紧接著,我们拥有更长待机时间,更强大且精准心率侦测功能的第二代心率手环R2 也即将在近期上市。

         

        图说:R1系列动态心率手环

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        R1动态心率手环核心参数

        主控

        Cortex-M4内核

        蓝牙

        BLE 4.0

        加速度传感器

        三轴加速度

        心率传感器

        PPG(光电容积脉搏波描记法)

        显示

        OLED 显示屏

        按键方式

        触摸按键

        关键功能

         

        计步、卡路里、静态心率、动态心率、心率训练、疲劳监测、运动监测、睡眠监测…等

         

        为了让用户能长时间配戴并进行连续性的心率监测,我们将持续采纳Silicon Labs高集成、低功耗的无线SoC和HRM传感器方案,并共同针对心率演算法展开优化,以实现更精准节能、长时间待机的新一代动态心率手环。

         

         

        什么原因使您选择了Silicon Labs作为理想的半导体合作伙伴

         

        康海强:汇诚和科技全心全意专注于高品质健康穿戴产品的开发,并将心率监测视为最关键的技术布局,因此必须严格要求相关半导体元器件的集成度、功耗和可靠度。基于上述原因,我们审慎评估了多家芯片商的解决方案,并选中了其中产品性能最优异,且针对物联网设计需求的技术布局最完整的Silicon Labs公司做为长期的设计合作伙伴。

         

         “Silicon Labs是业内唯一能同时提供无线SoC、HRM传感器、心率演算法和软件开发工具的半导体公司,如此完整又强大的技术支持能力,给予我们无比的信心”,让我们能在不断产生变化的物联网市场中制定长期的产品发展计划,而无须担心相关元器件资源和技术支持的断层为公司带来影响。

         

        Silicon Labs最新的Si1144 HRM传感器芯片和模块方案,是市场上集成度较高、封装尺寸与功耗较小的解决方案,结合独家研发的心率算法库,可以帮助系统厂商将其快速应用于智能穿戴设备上,并提供非常精确的心率检测数据。下方是Si1144 HRM传感器的结构图,内部集成了PD、ADC、滤波器和LED驱动等。

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        图说:  Si1144心率监测传感器结构图

         

         

        Si1144解决方案优势

         

        1. 精准的动态心率

        采用Silicon Labs的EFR32 Blue Gecko SoC + Si1144 + HRM算法,通过G-sensor配合动态补偿,准确度高,可媲美POLAR心率带和MIO手表的监测效果。

         

        1. 超低功耗

        待机功耗小于500nA,动态心率检测功耗650μA,相比竞争对手低数倍的功耗,非常适合可穿戴产品对超低功耗的要求。

         

        1. 结构简单

        将绿光LED和Sensor封装在一起,简化光学结构,易于设计。

         

        1. 免费心率算法

        提供Silicon Labs的HRM算法库,简单配置即可读取心率值,不用考虑复杂的算法处理,可快速完成产品设计。

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        图说 Silicon Labs的Demo Watch

         

        Si1144主要应用于智能穿戴设备,搭载Si1144传感器的产品准确度高、功耗低,可大大提高产品的竞争力,并实现更佳的用户体验。欲了解新型Si1144 HRM解决方案的价格、可用性、开发工具、数据手册等详细信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/sensors/infraredsensors/Pages/si1144.aspx

         

        影响HRM准度的因素有很多,除了芯片或光学机构的硬体设计不良外,包括使用者动作变化如快跑、快停,或是瘦手腕、黑皮肤、手臂上的毛发和低温皮肤等使用者生理条件都对HRM测量增添考验。要如何解决这些问题呢?设计优良的HRM算法将是至关重要的一环,同时也需提高HRM模块的集成度,以实现更紧凑的系统设计而减小信号失准的机率,因此,Silicon Labs将内建节能微控制器的蓝牙低功耗SoC、HRM算法、HRM传感器、UV和温度传感器全部集成为一颗HRM模块,提供业界独一无二的整体解决方案。

         

        事实上,许多HRM解决方案供应商只提供传感器,或再搭配MCU,相较之下,Silicon Labs是唯一提供整套解决方案,包含无线协议、算法、MCU和传感器的高集成模块,不仅能大幅缩减客户开发产品的时间与成本,亦可增进心率测量的准确性并使系统的体积更加小型化,符合可穿戴设备的产品需求特性。这项技术突破也让Silicon Labs在众多同业中展现出最耀眼的光芒。

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        图说:Silicon Labs超高集成度的HRM模块是打造下世代可穿戴设备的关键推手

         

         

        请说明您对物联网发展的看法,并分析中国物联网市场未来的样貌

         

        康海强:中国的医疗照护环境面临老年化、医疗资源短缺的挑战日益加剧,这让推广“健康穿戴”应用以实现预防保健和远端照护的发展更加迫在眉睫,进而为相关设备开发商创造出可观的商机。特别是随著中国跃居全球最大的消费市场,并正逐渐赶上已开发国家的生活水平,消费者对健康管理、运动健身的意识已经明显抬头,带动多功能性的个人可穿戴设备的巨大需求。

         

        我们认为,下一阶段可穿戴设备的设计演进将聚焦在“动态心率监测”技术方面,不仅是追求医疗级别的精确度,还需要促进传感器技术升级并结合更先进的演算法,进一步计算出血压、血氧、心率变异(HRV),以及疲劳和压力等情绪指标的传感解决方案,甚至是实现被视为穿戴应用杀手锏的“非侵入式血糖侦测”功能,以提升医疗照护行为的便利性。

         

        毋庸置疑,基于动态心率监测的健康穿戴设备,其应用的想像空间将相当令人期待,将在未来的物联网世界中扮演举足轻重的角色。

         

        汇诚和科技公司及产品完整信息,请至: http://www.cositea.com/h-index.html

         

        更多Silicon Labs HRM传感器及可穿戴设备参考设计相关信息,欢迎访问中文官方网站相应网页: http://cn.silabs.com/solutions/healthcare-and-fitness.html

         

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      • 重磅:Silicon Labs成为首家获三星ARTIK认证的无线模块厂商

        Siliconlabs | 10/305/2016 | 09:35 AM

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        三星ARTIK模块系列采用SILICON LABS最佳等级的
        多协议无线GECKO技术

        -三星和Silicon Labs合作开发SAMSUNG ARTIK™模块,
        协助物联网开发人员克服设计障碍并加速上市时间-

         

        Silicon Labs(亦名“芯科科技”,NASDAQ:SLAB)日前宣布与三星电子合作,为物联网(IoT)提供用于边缘节点电池供电设备的无线模块。新的SAMSUNG ARTIK™ 0模块系列基于Silicon Labs的低功耗、多协议无线 Gecko 片上系统(SoC),带有ARM® Cortex®-M4处理器。SAMSUNG ARTIK™020模块包括Silicon Labs的Bluetooth®低功耗软件协议栈,SAMSUNG ARTIK™030模块使用Silicon Labs的ZigBee®和Thread®网状网络协议栈。这些小尺寸模块(13 mm x 15 mm)是空间受限应用的理想选择,集成了包括天线在内的所有必要组件,以简化RF设计过程。

         

        SAMSUNG ARTIK平台是一个完全集成化芯片到云的解决方案,可帮助物联网开发人员加速其产品开发过程,缩短上市时间,并降低其物联网产品的整体拥有成本。此外,从设备到中心再到云及数据管理,SAMSUNG ARTIK平台提供世界级的安全性。

         

        三星战略与创新中心生态系统副总裁Curtis Sasaki表示:“作为物联网连接技术的领导者,Silicon Labs是我们新的SAMSUNG ARTIK 0系列模块的重要合作伙伴。Silicon Labs的先进无线SoC技术支持蓝牙、ZigBee和Thread连接,为物联网周边节点市场提供了理想的解决方案,并可与其他三星针对数据集中而优化的模块和三星ARTIK Cloud连接。”

         

        SAMSUNG ARTIK平台为全新的企业、工业和消费应用的开发提供了必要的硬件、软件、工具和SAMSUNG ARTIK Cloud的构建组件。开发人员可以专注于设计新的应用程序和服务,而不是从头开始构建整个系统,因而加快了上市时间。

         

        Silicon Labs物联网业务发展副总裁Dennis Natale表示:“Silicon Labs很高兴与三星合作开发最新、最优质的无线模块,使开发人员能够加速提供安全的、可互操作的和智能的物联网产品和服务。作为三星ARTIK模块的第一家获得认证的合作伙伴,三星 ARTIK 平台生态系统的快速增长给我们留下了深刻的印象,我们也对未来的机会感到激动,我们期待协助三星达成愿景,去提供强大的横向物联网平台,包括满足多元化客户所需的所有硬件、软件、安全和基于云的技术。”

         

        有关SAMSUNG ARTIK平台和开发工具的更多信息,请访问https://developer.artik.io/

         

        欲了解更多Silicon Labs公司及我们的物联网芯片、模块和参考设计信息,请访问中文在线论坛:http://community.silabs.com/t5/ChineseForum/bd-p/SiliconLabsChineseForum?lang=zh-CN

         

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      • 对准IoT核心商机,半导体厂商如何提升竞争力?

        Siliconlabs | 10/301/2016 | 07:46 AM

        物联网(IoT)时代全面来临,导致从2015到2016年,全球半导体行业进入了疯狂的整合模式,并购狂潮席卷全球半导体市场。面向物联网市场巨大的变化,芯科科技(Silicon Labs)亚太及日本区业务副总裁王禄铭(LM Wang)先生近期接受了单片机与嵌入式系统应用杂志的专访,阐述他长久以来对半导体行业发展的观察与看法,并分享其在Silicon Labs公司成功的运营经验,期望能进一步帮助行业人士了解半导体厂商如何在未来能立于不败之地,并拥有强大的竞争力。以下是王禄铭先生的专访内容整理,欢迎观看完整文章。

         

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        Silicon Labs亚太及日本区业务副总裁王禄铭LM Wang)先生

         

        集成电路产业是全球竞争最激烈的技术产业之一,业者只有在多个方面保持竞争力,才能够创建竞争优势、实现可持续发展。在各种竞争策略中,永远不变的、最有效的策略之一就是创新,这已在Silicon Labs二十年来的成功之道中得到充分证实。

         

        立足市场20年就靠不断创新

        在过去20年中,Silicon Labs立足混合信号设计和RF技术,开展了持续的技术研发及产品设计创新,助力公司在众多市场领域中不断取得成功,并在广播音频和视频、电信、工业自动化,以及现在在公司营收中占据很大比例的物联网等领域内都成为了全球领导者。与此同时,Silicon Labs也已经发展演变成一家可以提供多领域解决方案的企业。

         

        目前,Silicon Labs的紫外光指数传感器和心率监测(HRM)解决方案等传感产品,超低功耗的EFM32 Gecko系列32MCUEFM8 Bee系列8MCU等微控制器产品,覆盖主流无线协议和专有协议的无线系统级芯片(SoC),以及高性能、高可靠性时频和电源等多系列产品,都因成为行业标杆而广受客户欢迎。此外,Silicon Labs推出的系统开发和功耗评价工具Simplicity StudioTM开发平台,将物联网系统的开发和芯片产品的应用带入了全新的境界。

         

        面向未来,Silicon Labs将坚持创新引领策略,继续开发高集成度、高性能、低功耗和小型化的芯片技术和产品,并将其策略搭配成为覆盖各种物联网和ICT应用的全系列产品组合;在解决方案方面,将继续推动芯片产品与开发套件、高质量协议栈、参考设计和其他软件的结合,不仅方便客户尽快实现产品进入市场,而且将帮助客户通过创新而创造新的价值,如开发支持其物联网设计直接联入云端等多种新技术。

         

        此外,Silicon Labs还将坚守自然增长和战略性收购平衡及融合发展的策略,继续推动基于创新的发展。

         

        欲了解更多Silicon Labs公司及我们的物联网芯片、模块和参考设计信息,请访问中文在线论坛:http://community.silabs.com/t5/ChineseForum/bd-p/SiliconLabsChineseForum?lang=zh-CN

         

        本篇专访文章原文链接:http://www.mesnet.com.cn/CN/news/news17076.shtml

         

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      • Thread:实现超大型可扩展IoT网络的黑魔法

        Siliconlabs | 10/298/2016 | 08:49 AM

        Thread是针对低功耗、高安全、灵活且可扩展的物联网(IoT)网络所提出的新一代网状网络标准,他就像一个强大的RF及无线协议“黑魔法”,可以轻松组成具有上百个节点的IoT网络,这在以往被视为一项极艰钜的任务,而现在通过Thread优异的特性,相关技术挑战将逐一迎刃而解。现在就请让我们一同深入探讨最新的Thread无线标准,如何为IoT世界带来颠覆性的设计冲击。

         

        你可以想象,我们可以远程启动我们的车,在世界的任何地方控制家里的空调系统,甚至建立一个包含数百个智能设备的系统来自动化我们的生活。作为消费者,不管正在发生的科学的复杂性,我们要求简单,可靠性和性能,不希望其同时也从细节中删除。

         

        这就是芯科科技(Silicon Labs)的“探索物联网可能性”计画的宗旨──提供最好的,在复杂环境下持续运作的硬件和软件。同时,利用开发工具,让工程师快速搭建他们的IoT产品。相关SiliconLabs物联网解决方案及参考设计信息,请访问:http://cn.silabs.com/solutions/iot.html

         

        当搭建有着超过100个节点的IoT系统或网络时,这一任务变得加倍的难。想象一下,在拉斯维加斯市区一家酒店里的,有着80,000个连接设备的系统,有数以百万计的蜂窝和Wi-Fi数据包在无序的流动。这仅仅是一个例子,但是SiliconLabs解决方案可以帮助客户解决这些问题。

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        这些情形下的诀窍在于稳健的延展性。例如在一个有着超过100个连接设备的系统中,我们通常谈到使用网状网络技术(例如ZigBee和Thread)。网状网络的拓扑结构有许多优势,但是最主要的优势是连接设备可以作为一个可延展的系统,灵活的彼此之间进行通信,而不是通过受限制的,点对点的星形结构。

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        上图分别为点对点,星形和网状网络结构

         

        网状网络的稳健性和延展性

        虽然“稳健性”和“延展性”这两个流行词在工业界和网状网络领域被用的越来越多。但是请注意并不是所有的网状网络在一开始被搭建的时候就是一样的。我们已经开始展示这种不同。在我们的波士顿办公室,在一个35x 60米的空间中,挤满了超过100个能被探测到的Wi-Fi网络,SiliconLabs网络软件和硬件都在经历严格的测试。就在最近,SkipAshton,SiliconLabs软件部门副总裁和Thread联盟的活跃会员,带领一支团队测试并最终证实了SiliconLabs Thread技术的稳健性。

         

        使用我们独有的专利网络技术Packet Trace,Skip和他的团队安装了一个拥有超过200个设备的真实世界中的Thread网络,能够检测每个无线模块的网络流量(在设备内部)。相比之下,大多大多数网络工具通过捕捉空间中传输的数据来探测流量,因此缺乏用于调试的真正数据完整性。实际网络节点建置环境如下图所示:

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        Thread网络参考设计亮点

        您可以在Silicon Labs官方网站获得完整的App Note ,但是简而言之,测试包括在47,101,137和217设备的不同大小的网络上收集有关多播延迟和可靠性的数据。甚至在大的,有着217个设备的网络上,多播性能也十分出众,其延迟小于满足人交流需求的200毫秒。事实上,测试中平均延迟仅为34毫秒,而人眼可检测到的延迟为166毫秒!

         

        产生如此高质量的结果很不容易,也不常见。底线是交付具有需要经过时间考验的知识和大量的开发工作的,可靠的延展性的无线硬件和软件解决方案。比起仅仅靠你解决问题,利用SiliconLabs的知识和解决方案更加容易。

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        有关Thread网络可扩展性应用文档的全文,以及关于Silicon Labs的无线网状网络解决方案技术信息,欢迎点击下方链接进行阅读:

         

        Thread Scalability AppNote:http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/AN1031-Thread-Network-Scalability.pdf

         

        Silicon Labs’ ZigBeePro (mesh) Stack:http://www.silabs.com/products/wireless/mesh-networking/zigbee/pages/emberznet-pro-zigbee-protocol-stack-software.aspx

      • MicroEJ和Micrium Software携手以软件加速IoT开发

        Siliconlabs | 10/298/2016 | 08:45 AM

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        Silicon Labs (亦名 “芯科科技”,NASDAQ : SLAB) 投资的Micrium Software日前宣布和MicroEJ®双方携手实现MicroEJ OS应用平台和μC/ OS实时操作系统(RTOS)的集成,旨在为嵌入式微控制器和微处理器软件开发人员提供混合C和Java语言最好的编程环境。

         

        Micrium的μC/ OS RTOS执行组件和MicroEJ OS的组合性解决方案能让设备制造商快速开发具有丰富用户体验的嵌入式软件产品。MicroEJ和Micrium支持多种架构的微控制器和评估套件,使该解决方案能移植到所有的硬件上。如此,制造商才可以充分利用他们在软件上的投资。

         

        MicroEJ首席营销官Vincent Perrier表示:“MicroEJ让设备制造商能更好地管理物联网设备的软件内容,可以灵活地动态下载安全的程序。由于Micrium μC/ OS RTOS和MicroEJ OS的结合针对性能、功耗和尺寸进行了优化,因此,经济高效的低功耗IoT设备可以利用类似在线MicroEJ Store的解决方案所提供的功能、商务模式和生态系统来获得更好的效益。”

         

        Micrium公司创办人Jean Labrosse表示:“Micrium提供最完整的和集成的环境,可以用C语言开发运行在各种类型的处理器和单板上的应用程序。有了MicroEJ的协助,嵌入式开发人员可在有限的性能和占用空间开销下,从其所提供的虚拟平台获得生产力、安全性和可扩展性等效益。Micrium和MicroEJ的组合解决方案使Java开发社区能够受益于Micrium的实时和关键的安全功能,无需考虑硬件平台。“

         

        利用Micrium和MicroEJ组合解决方案来开发和配置物联网和嵌入式设备的软件时,能够实现:

        • 支持多种多样的低价格和低功耗硬件
        • 可靠和优化了的底层软件可以使用大部分的现有硬件,并且允许它们连接到各种网络上
        • 将软件平台交付给大型的程序员社区,以利移植性应用产品的开发
        • 与IoT云平台连接,用于配制以云为基础的服务和大数据分析
        • 动态的应用程序下载,实现灵活的软件内容管理以及线上商店生态系统的创建

         

        MicroEJ和Micrium的组合解决方案现已上市,并将在ARM TechCon 2016(http://www.armtechcon.com/)的Micrium展位(展位号:800号)上展示。该展览将于2016年10月26 - 27日在加利福尼亚州圣克拉拉市的圣克拉拉会议中心举行。

         

        关于MicroEJ

        MicroEJ提供软件和应用解决方案,使设备制造商能够向智能世界提供具有成本,可扩展的IoT产品。MicroEJ总部位于法国,在德国和美国设有办事处,为设备软件开发,应用开发,数据收集和应用产品部署提供全套IoT解决方案。MicroEJ OS,软件开发工具和在线应用商店可以低至1美元即可使用处理器进行大规模IoT设备的配置。MicroEJ可为市场客户(如可穿戴设备,家用电器,家庭自动化,医疗保健和工业自动化)提供更快的上市时间,降低软件所有权的成本,以及增加新的营收机会。有关详细信息,请访问www.microej.com

         

        关于Micrium

        Silicon Labs所投资的Micrium Software,属于物联网RTOS解决方案的家族系列产品。 Silicon Labs的Micrium产品为构建微处理器,微控制器和基于DSP器件的开发人员提供了高可靠,全功能的RTOS选项。µC/OS是业界领先的商用嵌入式RTOS,拥有广泛的连接选项。MicriumSpectrum是一款预集成的端对端嵌入式软件、协议栈和云服务产品组合,可支持从设备到云的整个物联网系统的开发。Micrium的RTOS内核和软件组件已获广泛认可,具有无与伦比的稳定性、性能、可靠性、无可挑剔的源代码和丰富的文档。它们非常适合于嵌入式应用的所有垂直市场,可提供符合高安全性标准认证的解决方案,适用于医疗电子、航空电子以及工业控制等要求严苛的行业。

         

        关于Silicon Labs

        Silicon Labs公司(NASDAQ:SLAB)是物联网、互联网基础设施、工业自动化、消费电子和汽车等市场领域中的芯片、软件和系统解决方案的领先提供商。我们解决电子行业各项难题,在性能、节能、互联和简约设计等方面为客户带来显著优势。Silicon Labs拥有世界一流的、具有卓越软件和混合信号设计经验的工程团队,为设计人员提供把最初想法快速、简便地转化为最终产品所需的工具和技术。有关Silicon Labs公司的更多信息,请浏览网站:http://cn.silabs.com/

      • <蓝牙设计脉动>(十)蓝牙串行端口输出的调试技巧

        Siliconlabs | 10/294/2016 | 09:39 AM

        大家好,欢迎观看最新一期的蓝牙设计脉动(Bluetoothin Action)系列博文。在本篇文章中,我们将一块来看看更加高级的调试,通过串行端口来浏览数据。请即刻了解相关开发流程与技巧!

         

        目前为止,我们并没有真正的可视化数据的需求,我们做过的有闪烁LED,开关GPIO等,这些都是直接可见的。在下一部分中,我们将会看一下更加高级的特征,其需要数据的输出。这也是我经常被问到的一个问题,所以今天,我们将要快速的看一下串行端口。

         

        BGM111模块通过CMSIS设备与电脑相连,其允许烧录设备,但同时也可以将其作为串行端口来使用。对于序列端口来说,BGScript并不像C语言那样易用,但通过帮助程序,我们可以输出很多数据。

         

        我们将要使用的命令是endpoint_send,你可以在API的Endpoint部分找到。请注意API中的endpoint,UART1,UART0,或DROP。我们将使用UART1,因为正是它与CMSIS模块连接,并且简化过程,我们将创建一个常数,根据end point命名为uart_ep,并且根据UART1将其赋值为2。这将简化以后的过程。

         

        回到文档。我们所感兴趣的功能是endpoint命令,被称作“endpoint_send”。其需要三个参数,endpoint代表UART端口,data_len代表将要被发送的数据长度,data_data是将要发送的缓冲。下面让我们对电脑说“Hello, world!”。所以,我们从先前准备的file I复制粘贴系统引导事件,并添加endpoint_send命令。第一个参数是UART端口,我们将其命名为uart_ep。第二个参数是长度,我们稍后会提到它。第三个参数是缓冲“Hello, world!”,其长度为13。让我们为长度参数添加数字,好了,现在应该能正常运行了。

         

        为了看到文字,我们需要串行控制台。有很多选择,我使用Tera Term,因为我习惯用它,但是也有其他的选择存在。他们的原理是相同的,选择一个COM端口,设置连接参数,并且等待数据。我使用115200波特,8比特数据,无奇偶性,以及一个停止位,简写为115200,8N1。

         

        现在让我们开始编译,并烧录。但是,什么都没有发生。为什么呢,下面解释下原因。我们使用了正确的命令,但是记住在设置硬件之前,什么都不会被真正配置,所以UART端口其实并未被真正配置,还需要正确的配置I/O引脚。

         

        我们将需要做两件事情来确保配置和运行。我们将需要配置串行端口,默认状态下,这些设备是8N1的,我们将需要确定波特率。这些在硬件文件中完成。Silicon Labs的文档是UG119。所有的文档都可以在SiliconLabs的网站找到,或者通过直接安装Simplicity Studio,我们刚刚推出了4.0版本。

         

        所以,在UG119,第三部分第四点,UART中。显示了我们需要什么参数。Index, baudrate和flowcontrol的意义十分明显,只有bgapi需要解释,“当使用外部主机通过UART控制蓝牙模块时,BGAPI序列协议需要被使能。”好了,我们并不需要这么做,所以我们将其保留为默认状态。第二,就是比较有趣的部分了,两个GPIO引脚需要被正确设置。A5设置为Tx,A3设置为Rx。

         

        让我们试着再次编译,看看会发生什么。这次,事情起变化了,我们可以看到串行输出。如果你发现文字不对,或者根本没有文字,请确定你所有的设置都是正确的,因为有些设备能够自动检测波特率。

         

        这是输出文字的极好的方法,但是你也会输出其他的,十进制,十六进制甚至二进制都是经常使用的类型。没有直接输出此类数据的方法,但是伴随一些简单的帮助程序,你将能够输出几乎所有的一切。我并没有创建这些帮助程序吗,他们实际上在一些示例子程序能找到,仅仅是被隐藏起来了。

         

        目前为止,为了进行调试,我们总是希望知道我们使用了何种硬件。为了实现这一点,我们将使用endpoint send来打印一些文字,接着在再次调用endpointsend之前,使用carriage return序列,调用print int32程序。以下为本次调试蓝牙串行端口的演示视频,请即刻点击观赏,了解更多高级的蓝牙调试技巧。

         

        视频:调试蓝牙串行端口输出

        视频链接:http://v.qq.com/x/page/b0337tfshci.html

      • <蓝牙设计脉动> (九)学会以蓝牙连接Minecraft模块

        Siliconlabs | 10/294/2016 | 09:27 AM

        在本期的博文中,我们将开始尝试一些具有趣味性的应用。现在让我们看看用芯科科技(Silicon Labs)的Bluetooth开发套件和乐高积木可以做出什么有趣的连接应用吧。请观看完整文章及设计教学视频!

         

        Minecraft (我的世界)

        Minecraft是一款沙盒游戏。该游戏没有故事情节,没有终极关卡,没有具体规则。当夜晚来临,挑战开始。你需要有光亮才能存活,所以你需要的第一件武器是火炬。火炬带来光亮,并且让敌人:僵尸,蜘蛛,鬼怪…之类的远离。

         

        我是Minecraft的爱好者,在我的桌子上有一组乐高积木的Minecraft模型,我想让这个模型有一些附加功能使其更加完美。我想让灯在我靠近时自动点亮,并在当我离开的时候自动关闭。是的,我当然可以仅仅安装一个简单的开关来实现这一点,但是Bluetooth给了我更多的选择,可以无需电线,就探测我是否在桌边。下面让我们用Silicon Labs Blue Gecko Wireless Starter Kit和乐高积木来实现这一功能吧。

         

        Minecraft + Lego积木

        在组装积木的时候,我注意到火炬中间是空的,正好可以放LED。 为了模拟火炬光的闪烁,你通常需要两个红色的LED和一个黄色或橘黄色的LED。但三个LED会占据太多空间,所以我们可以使用PWM,通过改变频率,可以让LED改变亮度,从而使得LED看起来像在闪烁。但BGM111没有PWM输出,所以我需要PWM扩展卡。

         

        Adafruit的16通道12位PWM板(https://www.adafruit.com/product/815)是理想的选择。它体积很小,但是功能完备。可以使用单个I2C地址处理最多16个LED,而且地址很容易改变。其还有针对每一个输出的220欧姆的内置电阻。

         

        下面是焊接时间。板上有16个3针脚输出,V+, GND and PWM。没有比这个更简单的了。但在焊接之前吗,别忘了改变板的I2C地址。WSTK上温度传感器的地址为0x40,所以你需要将Adafruit的地址改成其他的。此处,我使用的是0x41。

         

        开始连接的第一步

        下面将开始进行连接。请点击下方链接观看完整的设计流程视频:

         

        视频链接:http://v.qq.com/x/page/v0330sikxh3.html

         

        SDA/SCL和电源引脚在Adafruit板上被清晰标出。Adafruit板上的绿色LED需要亮起,标志着电源已经OK。下面是软件部分。我使用BGScript。它具有接受连接,与I2C外设对话,以及使用定时器等功能。 PCA9685,为Adafruit供电,可以拥有在不同时间开关的PWM输出。

         

        下面需要决定何时开,何时关。PCA有开始于0并且在4095结束的计数器,在这个范围内,你可以决定何时开,何时关。为了让事情简单,我将在0时打开LED,并且创建一个在0和4095的随机数来让LED随机关闭。

         

        为了发送这一信息,你需要在I2C发送5个字节。首先是LED,其基址是0x06,每个LED需要4个字节的数据,所以我们使用寄存器0x06 + (LED * 4)。接下来的两个字节确定何时LED打开,因为你需要即刻打开LED,所以我们可以保持该数为0。下面,需要确定何时LED关闭。我们可以使用system_get_random_data()来创建随机字节,并且将其与最大的数4096相乘。这样的问题是LED明亮变化太随机,所以让它看起来不太像火炬。所以我使用2048,并且添加了一个随机字节8。最终的代码如下:

        callsystem_get_random_data(1)(result, data_len, data_data) #Get one random byte

        transdata(0:1) = ($06 + a*4)#Which LED are we talking to?

        transdata(1:1) = $0 #ON, low

        transdata(2:1) = $0 #ON, high

        transdata(3:1) = data_data &255 #OFF, low

        transdata(4:1) = data_data>> 8  #OFF, high

         

        下一步是将其发送到I2C总线:

        callhardware_write_i2c(0,MODULE_ADDR,5,transdata(0:5))

        call hardware_stop_i2c(0)

         

        现在你需要为每个LED创建一个for循环。

         

        实现蓝牙互联

        我仅仅想让套件上我需要的设备点亮,而且不想每次都配置。Bluetooth可以“bond”,就是记住配置,所以两个设备可以自动连接。 “bond”过程比较复杂,但是BGM111模块帮你处理了这些。 首先,我们需要确定我们能够连接,使用命令: 

        call le_gap_set_mode(0,2)

         

        这可以使设备能够连接,但并不一定能被发现。如果已经连接了这一设备,下面我们需要让连接自动化。因此我们需要稍微改变命令: 

        call le_gap_set_mode(1,2)

         

        这让设备进入了有限的可被发现模式,最终,使用下列命令: 

        call sm_set_bondable_mode(1)

         

        下面是设置按钮,以监测按钮的状态:

        # Read GPIO status (Button PB1)

        callhardware_read_gpio(5,$80)(r,data)

        if(data)

             #Pushbutton wasn’t pressed, normal mode

             callle_gap_set_mode(0,2)

        else

             #Pushbutton was pressed, enable advertising and bonding

             callle_gap_set_mode(1,2)

             callsm_set_bondable_mode(1)

        end if

         

        了解连接与断开连接

        连接与断开连接是很重要的。BGScript使其很容易。当连接的时候,我们想让LED闪烁,所以我们需要做两件事情。首先,我们需要设置一个定时器,每隔数微秒调用一次。下面,当定时器被调用时,我们需要使用先前创建的LED程序。下面是如何创建定时器的代码:

        callhardware_set_soft_timer(819,TIMER_PWM,0)

         

        当定时器运作时,另一个事件将会发生:

        eventhardware_soft_timer(handle)

         

        现在使用if循环,我们可以让板子闪烁起来: 

        eventhardware_soft_timer(handle)

            if handle=TIMER_PWM then

                  # Nice blinky things!

                  # Blink code goes here

             end if

        end

         

        因为仅有一个设备将被连接,我们可以关闭其他设备了。首先,停止定时器。代码如下: 

        callhardware_set_soft_timer(0,TIMER_PWM,0)

         

        下面,需要调用相同的闪烁代码:

        transdata(0:1) = ($06 + a*4)#Which LED are we talking to?

        transdata(1:1) = $0 #ON, low

        transdata(2:1) = $0 #ON, high

        transdata(3:1) = data_data &255 #OFF, low

        transdata(4:1) = data_data>> 8  #OFF, high

         

        当连接完成,Silicon Labs的模块不再接受连接,你需要决定是否接受连接。我们不想这样,所以我现在需要重新使能,这样当我到办公室的时候,可以重新连接。我使用如下代码:

        call le_gap_set_mode(0,2)

         

        最终我们可以开始烧录设备了,你可以在GitHub上找到代码:https://github.com/jlangbridge/BluetoothInAction

      • <蓝牙设计脉动>(八)设定蓝牙设备常数与程序的关键技巧

        Siliconlabs | 10/294/2016 | 09:21 AM

        在本期的Bluetooth in Action系列中,我们将会完成我们的首款应用。在发布1.0版本之前,还需要完成一些工作。我们添加的代码越多,我们就越需要注意代码的可读性。在上一篇博文中,我们写了几行代码,现在它们已经比较难以解读了,因为我们无法记住其准确的含义。观看设计教学,让我们一同来改变这一情况。

         

        为了使你的应用更有效,更专业,我们需要使用第二个定时器。你可以有许多定时器,只需要你提供一个数字定时器通道。我们将添加一个定时器,但是问题是,每个定时器使用相同的事件代码,意味着我们需要在事件中添加检测代码。

        If 事件1

        If 事件 2

        这是很难解读的,而且如果我们在一两个月之后再来读这些代码,我们将不会记住其含义。

         

        视频链接:http://v.qq.com/x/page/b0328wbdq9v.html

         

        我们可以使用常量指令将数字翻译为更加有含义的内容,例如,power_handle和alarm_handle。

         

        而且,我们的代码开始变得密集。如果用相同的事件代码来处理两个不同的定时器,那么最好通过创建过程分开它们。过程,比如C中的函数,或python中的def,允许你创建可调用的代码。这是一个陷阱,但是,过程本身必须在被调用之前写好,如若不然编译器将不知道该做什么,而且将会放弃并显示错误信息。

         

        所以,关于电源LED定时器的部分属于一个过程,关于警报定时器的将属于另一个过程。在定时器事件中,取决于通道,我们可以调用这些函数,使其即便于读取,又便于之后的维护。记住,当回顾项目时,你不可能全部记住你之前所做的,最好像为别人写代码那样为自己写代码。

         

        好了,至少现在,我们有了一款支持蓝牙的行李防丢应用。你现在有了所需要的软件,下一步你需要将其嵌入到硬件中,并且添加警报装置。希望你能够成功开发出来,我们将会在新的项目中很快见面。

         

        欢迎访问Silicon Labs中文论坛,阅读全系列<蓝牙设计脉动>文章:http://community.silabs.com/t5/forums/searchpage/tab/message?q=bluetooth+in+action

      • <蓝牙设计脉动>(七)优化蓝牙应用必须考量的要素

        Siliconlabs | 10/294/2016 | 09:17 AM

        在本期的博文中,我们将继续我们的首款应用的优化设计。电源/连接LED需要一些进一步的工作以使得设备功耗更低,更加易于使用。现在让我们开始这一部分,请共同探索蓝牙设计技巧

         

        视频链接:http://v.qq.com/x/page/s0320c8gahj.html

         

        我们的应用是很吸引人的,但是我们还没有成为百万富翁,因为我们的项目以目前的状态还不能上市。仍然需要做两件事情。首先,我们不能仅依靠连接LED,我们需要添加另一个输出。我想使用在扩展接头上的输出,以能够在面包板上加一个蜂鸣装置,但是直到这一步之前,我将使用WSTK上的扩展接头,它有两个LED,所以我们会有我们需要的可见性。

         

        其次,电源/连接LED并不十分有用。如果没有连接,LED关闭,使得用户认为设备已经关闭,但是设备其实并未关闭。在连接中让LED始终开启功耗会很高。记住,SiliconLabs花费了很长的时间来制作这一设备,使其功耗尽量的低,但是其功耗也取决于开发者的智慧。让仅仅是一盏小的LED在没有原因的情况下持续打开,也将降低电池寿命。为了弥补这一缺陷,我们设计当没有连接的时候,LED闪烁,亮一秒,关一秒,当有连接的时候,LED亮1/10秒,然后关闭一秒。

         

        为了能够实现这一点,我们需要两个元素,定时器和变量。定时器是小型警报时钟,被编程来在一段指定的时间后创建警报,当系统事件发生时报警。使用变量,我们能够检测LED是否打开,以及我们在何种状态下。

         

        最终,使用快速测试以检测我们的应用在做什么。希望您能够喜欢本期博文,下期博文中我们将再见面。

         

        欢迎访问SiliconLabs中文论坛,阅读全系列<蓝牙设计脉动>文章:http://community.silabs.com/t5/forums/searchpage/tab/message?q=bluetooth+in+action