前言

2023年Zephyr开发者大会（ZDS）于6月27日至30日在捷克布拉格隆重举行。与以往两次不同，本次ZDS由Zephyr项目规划和管理，并作为首届嵌入式开源峰会（EOSS）的一部分进行。在这个令人期待已久的盛会中，全球Zephyr开发者们共同探讨了Zephyr实时操作系统（RTOS）的最新技术与发展趋势。作为一款开源、灵活和可扩展的嵌入式实时操作系统，Zephyr项目在2014年由英特尔发起，2016年作为Linux基金会项目正式面向公众启动，得到了全球范围内的广泛关注和采用。

ZDS 2023共70余个技术报告，涵盖了使用指导与展示、新功能与技术、架构修改与操作系统、多核异构与虚拟化、模拟器、测试、工业流程与代码管理、安全性、应用案例、工具与调试等丰富多样的内容。湖大嵌入式实验室的小伙伴们将对本次大会的所有技术报告进行逐一收集、整理与分享，尽最大努力为Zephyr开发者提供ZDS 2023技术报告的开发经验、实践成果以及解决方案的参考。

今天分享第28篇技术报告，由文俊杰整理，题目为：

“区分不同的蓝牙低功耗产品——利用和探索Zephyr蓝牙控制器实现”

蓝牙技术

• 蓝牙无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携式和/或固定电子设备的电缆

• 频率跳频扩频（FHSS）

• 2.4 GHz的ISM频段

• 解决方案领域

• 数十亿产品出货量

设备通信和定位

设备通信

• 点对点通信
  

• 广播通信

• 网状通信

设备定位

• 存在（Presence）

• 邻近（Proximity）

• 方向（Direction）

• 距离（Distance）

• 符合Bluetooth v5.3标准

• 高度可配置

• 可在Zephyr支持的所有架构上移植

• 支持多种组合

• 支持蓝牙主机功能

• 支持蓝牙Mesh功能

• Beacons（一个免费的，一体化的平台）

• Eddystone（一个开放的蓝牙低功耗信标协议）

• 临近标签（Proximity tags）

• 心率监测器、健康体温计

• 人体界面设备（HIDs）、键盘、鼠标

• 运动手表

• 自行车设备

• 活动追踪器

探索Zephyr蓝牙低功耗控制器

• Zephyr蓝牙低功耗控制器的新特性有哪些？

• LE Long Range（蓝牙低功耗长距离）

• LE广播扩展
  

• 到达角（AoA）和离开角（AoD）

• LE同步通道

• 离开角（Angle of Departure）模式

• 一个由RF开关和天线阵列组成的设备可以通过在传输过程中切换天线，发送支持方向定位的数据包，从而使其离开角（AoD）可检测

• 资产管理

• 室内导航

• 临近营销

• 兴趣点信息

• 人员追踪

• 个人物品查找

• 建筑和汽车门禁控制

广播同步

• Bluetooth v5.2引入的特性

• 两个或更多设备能够以单向和无连接的方式进行通信

• 使用扩展广播事件、周期广播事件以及BIG（Broadcaster Isochronous Group）和BIS（Broadcaster Isochronous Stream）事件

• 支持明文或加密传输

BIG事件

• 在位置上相距较远的大量设备之间进行同步数据传输或播放

• 个人音频共享，多个耳塞设备同时听取相同的媒体

• 助听器调谐到剧院、会议厅、讲堂和机场的音频源

连接同步

• 数据对称传输

• 数据不对称传输

• 点对点传输

• 中央和外围设备角色

CIG事件

• 音频应用案例

• 在公共场所进行广播音频

• 时间同步的传感器生态系统

架构 - ISO传输数据包流程

架构 - ISO接收数据包流程

功耗分析

功耗分析工具包II（PPK2）是一款独立的设备，可以在所有Nordic DK（开发套件）以及外部硬件上测量并可选地提供从亚微安（sub-uA）到1A的电流。

ISO广播（iso_broadcast）功耗分析

ISO接收（iso_receive）样本功耗分析

ISO接收（iso_receive）BIG事件功耗分析

外围设备ISO（peripheral_iso）功耗分析

外围设备ISO（peripheral_iso）CIG事件功耗分析

中央设备ISO（central_iso）功耗分析

中央设备ISO（central_iso）CIG事件功耗分析

总结

• Zephyr项目具有完全开源的Bluetooth v5.3兼容主机和控制器

• 可在Zephyr RTOS支持的多种架构上移植

• 社区贡献丰富，开发者之间的互动非常活跃，包括兴趣小组、会议、邮件列表和discord频道

• 实现更改在持续集成中通过物理层仿真进行测试

• Zephyr项目成员进行频繁的符合性测试

• 最棒的部分是大量接近产品使用案例的示例代码