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随着低功耗蓝牙BLE蓝牙技术的不断更新，使蓝牙技术在物联网无线连接中的地位不断上升，赛普拉斯半导体公司的单模PSoC 4 BLE可编程片上系统和PRoC BLE可编程片上射频系统解决方案获得了全功能Bluetooth 4.2认证。该认证将为物联网（IoT）带来三个关键好处，包括：
· 数据长度扩展——最大数据传输速率可达800Kbps，与Bluetooth 4.1相比速度提高了2.5倍。
· LE隐私——隐私保护得到升级，允许用户指定受信的传输源，防止被追踪。
· LE安全连接——增强了用户建立连接时的安全性，避免遭到窃听攻击。
Cypress是唯一拥有全面BLE芯片、模组、软件、评估套件和参考设计的专业供应商，能够帮助客户迅速实现各种应用开发。赛普拉斯EZ-BLE模块家族个个“身手不凡”。下面要介绍的户外运动环境监测应用方案就是基于赛普拉斯EZ-BLE PRoC模组设计开发的。
1.功能概述
设计方案中采用的Cypress EZ-BLE PRoC模组、能量收集芯片、Sharp 的I2C接口传感器都具有高集成特性，大大减小了PCB尺寸，利用Cypress Creator集成开发环境进行设计开发时，灵活的配置和丰富的底层API保证了方便快捷的设计实现，减少了产品的开发周期。图1给出了检测环境温湿度、自然光照强度和紫外光强度、环境气压的BLE解决方案。通过开发手机App可以方便地在手机上显示检测到的数据，并利用手机强大的运算能力计算出海拔高度、温湿度、光照强度、紫外强度的实时数据，并且可以分享给朋友圈。
CYBLE-022001-00
图1 BLE环境检测
在无线传感网络应用中，除了通讯以外功耗是重要的技术参数，因此方案中三路传感器模块的供电采用了EZ-BLE模组的输出引脚提供，Creator3.3开发环境中输出引脚的配置如图2所示。这样设计的好处在于：检测期间只有一路传感器处于工作状态，通过BLE相关引脚输出低电平关断其他两路，实现轮流检测温度/湿度、光照强度/紫外光强度和气压。结束一轮检测后，关断所有传感器，再由EZ-BLE模块将检测数据发布出去，所有事件处理完成后，系统进入深度睡眠模式，BLE以32.768Khz时钟频率工作，仅用于维持连接。检测周期可根据需要设置，由BLE模组中的看门狗定时器来维护。此外，应用方案还提供STOP模式用于非连接状态以降低系统功耗，在此模式下，电流消耗可以降低到60nA。需要检测时通过系统板上的RESET按键启动系统工作。
图2 用于传感器供电的输出引脚配置
电源处理采用电池和太阳能板双重供电选择，以便应用到不同场景。能量收集IC采用Cypress系列产品中的S6AE101A，该系列能量收集IC采用单芯片设计、体积小、功耗低，适用于无线传感网络，如智能家居、商业楼宇、基础设施、工厂及农业等需要物理、环境监测的场景。这样的设计方案既保证了有效利用太阳能以节约能源的目的，又保证了没有太阳光照情况下的系统供电。
2.材料清单
2.1手机端
屏幕分辨率：>=768*1280像素；
系统要求： android
4.2及以上，支持BLE4.0
2.2蓝牙模组
型号：Cypress CYBLE-022001-00
图3 Cypress CYBLE-022001-00模组
特性：
· 尺寸小：10mm*10mm*1.8mm
· 全认证：符合蓝牙4.1认证；符合全球主要国家和地区的无线电管制标准
· 业界领先的CapSense电容触控
· Cortex M0内核，128KB flash, 16KB SRAM，内部集成了多功能串口模块，包括I2C、I2S、SPI和UART
· 集成24MHz和32.768KHz晶振，内部集成12-bit 1MSPS ADC，4个16位多功能定时计数器，支持PWM，LCD驱动
· 集成2.4GHz板载天线及匹配网络
· 支持SMT，符合回流焊曲线
· -40℃至+85℃工业温度范围
· 工作电压：1.9至5.5V宽电压
2.3温度/湿度测量：
采用夏普温度/湿度测量IC，QM1H0P0073，I2C通讯。
2.4可见光/紫外光测量：
采用夏普可见光/紫外光测量IC，GA1AUV100WP，I2C通讯，可以工作在低功耗模式、可见光测量模式和紫外光测量模式。
2.5气压测量：
采用夏普气压测量IC，QM1H0P0075，I2C通讯。
2.6供电单元：
电池、太阳能板、能量收集芯片S6AE101A。供电原理如图4所示。
图4 系统供电
图4中有两路电源输入，即太阳能板和电池，能量收集IC通过监控两路供电电源的状态自动选择两路供电电源的其中之一作为系统供电输入。
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