藍牙防丟器的起源

“我的鑰匙在哪兒？”“我的錢包又到哪去了？”“我的手機放哪了？快打一下我的電話?！彪S意放東西容易，找東西卻難上加難，想必在日常生活中經(jīng)常遇到類似的情況吧！也許以前有過其他通信形式的防丟器出現(xiàn)，但隨著BLE 4.0進入人們視野以及低功耗藍牙技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，基于低功耗藍牙技術(shù)開發(fā)設(shè)計的防丟器產(chǎn)品應(yīng)運而生。

藍牙防丟器的定義

什么是藍牙防丟器呢？顧名思義，就是基于低功耗藍牙技術(shù)結(jié)合智能手機APP而設(shè)計的防丟器產(chǎn)品，得益于低功耗、小體積的特點，其工作原理根據(jù)方案的不同有所差異，常見的主要有通過距離變化來判斷物品是否還控制在安全范圍內(nèi)，超出范圍自動提示，還有就是在固定范圍內(nèi)通過手機和防丟器實現(xiàn)雙向通信和控制，根據(jù)提示實現(xiàn)快速精確查找功能。目前主要應(yīng)用于鑰匙、錢包、手機、背包等生活用品，當然也有用于孩童、老人或者寵物走失的情況。

選擇藍牙技術(shù)的優(yōu)勢

01超低功耗，續(xù)航長

從BLE 4.0開始到現(xiàn)在比較熱門的BLE 5.3，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，雖然功能在持續(xù)增加、優(yōu)化，但超低功耗是永恒不變的主題。BLE模塊利用許多智能手段最大限度降低功耗，使得產(chǎn)品擁有較低的峰值功耗、平均功耗、待機功耗，很多場景下可以直接使用紐扣電池進行供電，這一點也比較契合藍牙防丟器的續(xù)航要求。基于Silicon Labs的EFR32BG22藍牙芯片，深圳信馳達科技推出的RF-BM-BG22A3低功耗藍牙模塊，默認0dbm發(fā)射功率1s廣播周期功耗約15μA，休眠功耗低至3-4μA；發(fā)射功率可調(diào)，室外1Mbsps物理層速率通信距離可達135m，可以很好的應(yīng)用在藍牙防丟器產(chǎn)品中，更多低功耗藍牙模塊參數(shù)信息可以通過信馳達科技官網(wǎng)獲取。

02向下兼容，無線升級

低功耗藍牙完全向下兼容的更新機制有利于藍牙產(chǎn)品的軟件更新，新舊藍牙版本互相兼容。隨著固件版本更新或者功能升級完善，基于已有的固件，可通過OTA（Over The Air）的方式進行無線升級，避免拆卸模組、返廠燒錄這一流程，極大節(jié)約時間成本、提高開發(fā)效率。

03成本低

BLE已廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的各個領(lǐng)域，設(shè)備與設(shè)備之間點對點通信基本都采用藍牙技術(shù)，相較于Wi-Fi、Zigbee、Thread等組網(wǎng)技術(shù)，無論是從硬件部署還是軟件開發(fā)角度，其成本都相對低很多，BLE是物聯(lián)網(wǎng)消費級產(chǎn)品首選技術(shù)。

04一站式開發(fā)解決方案提供

隨著BLE技術(shù)的發(fā)展，市場上有很多的藍牙模組廠商存在，他們對BLE技術(shù)的軟硬件開發(fā)已有豐富的積累，對客戶的支持從最初的技術(shù)選型，到后續(xù)的方案設(shè)計、開發(fā)都能提供一站式服務(wù)，客戶無需深入了解藍牙通信協(xié)議，直接使用藍牙模塊即可在原來產(chǎn)品上實現(xiàn)藍牙通信功能，可降低產(chǎn)品開發(fā)難度，縮短產(chǎn)品上市時間。

藍牙防丟器案例分析

下面是基于深圳信馳達科技RF-BM-BG22A3藍牙模塊推出的藍牙防丟器參考方案，實現(xiàn)物品和手機的雙向查找功能，防丟器設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。

圖 1 藍牙防丟器架構(gòu)

原理分析：

1. 以建立連接為基礎(chǔ)，雙方以無線通信的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。手機APP向防丟器發(fā)送報警指令，防丟器接收到指令后讓對應(yīng)引腳以特定頻率輸出，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出蜂鳴，LED根據(jù)相同頻率閃爍；反之，通過防丟器的按鍵發(fā)送指令給手機，手機做出相應(yīng)的振動或響鈴提示。更多按鍵功能可自行定義設(shè)計。

2. 初次連接通過手機與防丟器配對的方式，后續(xù)連接不再輸入密碼（刪除配對除外）。因為是基于連接這個基礎(chǔ)，考慮到出門而部分防丟器設(shè)備不需要隨身攜帶、手機藍牙關(guān)閉等情況，會出現(xiàn)斷開連接的問題，為了避免手動重新連接的情況，可以基于固件增加自動重連功能。當在有效廣播范圍內(nèi)，觸發(fā)手機向已配對設(shè)備自動發(fā)起連接，簡化流程，實現(xiàn)無手動操作完成重連。

3. 采取小體積的紐扣電池對防丟器進行供電，功耗控制方面是一個重點。保持在連接狀態(tài)下，可以盡量調(diào)大連接間隔，讓設(shè)備在連接事件之間有較長的休眠，從而降低功耗；在斷開連接的狀態(tài)，可以通過增大廣播間隔的方式，也能進一步控制功耗。具體的參數(shù)要根據(jù)實際應(yīng)用，以及對于連接效果、響應(yīng)的速度等需求進行調(diào)整，從而達到滿足體驗、節(jié)省功耗、延長續(xù)航等目的。

4. 手機端可以自主開發(fā)APP，自定義UI功能界面、調(diào)用驅(qū)動手機外設(shè)，結(jié)合BLE協(xié)議說明的APP接口，完成指令下發(fā)和接收的功能。

5. 防丟器硬件部分，根據(jù)需求可采取模組或者是芯片，按以上的參考設(shè)計，僅僅用到3個GPIO，1個輸入腳接按鍵，2個輸出腳分別接蜂鳴器和LED。

上述案例，更多的是應(yīng)用于類似室內(nèi)范圍內(nèi)，根據(jù)特定需求實現(xiàn)雙向快速精準互查互找。對于室外的特殊人群防走失應(yīng)用，可以采取的方式：通過有效連接距離（即通過RSSI信號衰減或者斷開連接，可調(diào)）并結(jié)合算法進行判斷，從而實現(xiàn)預(yù)警提示功能。

發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

目前市面上已有大量的藍牙防丟器產(chǎn)品，功能單一且比較類似。隨著無線技術(shù)的發(fā)展、成熟，防丟器正向著精確位置定位、加入云服務(wù)器、加入地圖服務(wù)、加入語音服務(wù)等方向繼續(xù)發(fā)展，蘋果、華為、小米也根據(jù)各自生態(tài)相繼推出一系列防丟器產(chǎn)品。鑒于低成本、低功耗、小體積、技術(shù)成熟等優(yōu)勢，基于藍牙的防丟器產(chǎn)品還是有較廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)于信馳達

深圳市信馳達科技有限公司（RF-Star）是一家專注于射頻通信方案的高科技公司，2010年即獲得美國TI德州儀器公司的認證，是其低功耗無線通信芯片的授權(quán)開發(fā)商。該公司提供物聯(lián)網(wǎng)無線模塊和完整應(yīng)用方案，包括BLE、Wi-Fi、Wi-SUN、LoRa、ZigBee、Thread等。欲了解更多信息，請訪問公司網(wǎng)站www.jxyzhs.com或關(guān)注微信公眾號“信馳達科技”，購買樣品請在淘寶APP上搜索“信馳達科技”進入官方店鋪購買。