هندسة سماعات وسماعات Bluetooth منخفضة الطاقة للألعاب

إن بنية Bluetooth Low Energy بسيطة جدًا بطبيعتها. وهي مقسمة إلى ثلاثة أجزاء أساسية: وحدة التحكم والمضيف والتطبيق. عادةً ما تكون وحدة التحكم عبارة عن جهاز مادي يرسل إشارات الراديو ويستقبلها ويفهم كيفية ترجمة هذه الإشارات إلى حزم بيانات تحمل المعلومات. عادةً ما يكون المضيف عبارة عن حزمة برامج تدير كيفية اتصال جهازين أو أكثر واستخدام الراديو لتوفير العديد من الخدمات المختلفة في وقت واحد. يستخدم التطبيق مكدس البرامج ، وبدوره ، وحدة التحكم لتنفيذ مثيل المستخدم. www.bjbjaudio.com

يوجد داخل وحدة التحكم كلا من الطبقات المادية وطبقات الارتباط ، بالإضافة إلى وضع الاختبار المباشر والنصف السفلي من طبقة واجهة تحكم المضيف (HCI). يحتوي على ثلاثة بروتوكولات في المضيف: التحكم في الارتباط المنطقي وبروتوكول التكيف (L2CAP) وبروتوكول السمة (بروتوكول السمة) وبروتوكول إدارة الأمن (SecurityManagerProtocol) ، بالإضافة إلى مواصفات الوصول العام (GAP) والوضع. www.bjbjaudio.com

مراقب
ينظر الكثيرون إلى وحدة التحكم على أنها إحدى الخصائص التي تميز شريحة أو راديو Bluetooth. لكن. استدعاء جهاز التحكم بالراديو هو تبسيط مفرط. تتكون وحدة تحكم Bluetooth من أجهزة تردد الراديو الرقمية والتناظرية والأجهزة المسؤولة عن إرسال واستقبال حزم البيانات. وحدة التحكم متصلة بالعالم الخارجي من خلال هوائي ، ومتصلة بالمضيف من خلال واجهة تحكم مضيف (HCI). www.bjbjaudio.com

الطبقة المادية
الطبقة المادية هي الجزء الذي يقوم بالعمل الشاق للإرسال والاستقبال باستخدام أجهزة راديو 24 جيجاهرتز. بالنسبة للكثيرين ، يبدو أن هذه الطبقة يكتنفها الغموض. لكن في الأساس ، لا يوجد سحر في الطبقة المادية ، فقط إرسال واستقبال بسيط للإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكن لموجات الراديو عادةً نقل المعلومات عن طريق تغيير السعة أو التردد أو الطور ضمن نطاق تردد معين. في Bluetooth Low Energy ، يتم استخدام تعديل يسمى Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) لتغيير تردد موجات الراديو لإرسال معلومات 0 أو 1. يشير جزء مفتاح تحويل التردد إلى تشفير 1s و 0 عن طريق زيادة أو تقليل تردد الإشارة بشكل طفيف. إذا تحول التردد فجأة من طرف إلى آخر في لحظة التغيير ، فستظهر نبضة من الطاقة على نطاق تردد أوسع. لذلك يتم استخدام مرشح لمنع الطاقة من الانتشار إلى ترددات أعلى أو أقل. المرشحات المستخدمة في Bluetooth Low Energy ليست صارمة مثل تلك المستخدمة في Classic Bluetooth ، مما يعني أن إشارة الراديو منخفضة الطاقة منتشرة بشكل أكبر قليلاً من إشارة راديو Bluetooth الكلاسيكية. تتمثل فائدة التوسيع الصحيح للإشارة الراديوية في أن الراديو سوف يطيع قيود انتشار الطيف ، بينما تخضع أجهزة راديو Bluetooth التقليدية لقفزات التردد. تستخدم أجهزة الراديو ذات الطيف المنتشر ترددات أقل للإرسال مقارنة بأجهزة الراديو التي تعمل بقفزات التردد. بدون شكل موجة مرشح أكثر مرونة. لن تتمكن Bluetooth Low Energy من البث على ثلاث قنوات فقط ، ولكن سيتعين عليها استخدام المزيد من القنوات ، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة في النظام. يسمى التوسيع المتواضع للإشارة الراديوية بمؤشر التعديل. يمثل مؤشر التعديل العرض بين الترددات العلوية والسفلية حول التردد المركزي للقناة. عند إرسال إشارة راديوية ، يمثل التخالف الموجب الذي يتجاوز 185 كيلو هرتز من التردد المركزي بتًا بقيمة 1 ؛ يمثل الإزاحة السالبة التي تتجاوز 185 كيلو هرتز وحدة بت بقيمة 0. من أجل تمكين الطبقة المادية من العمل ، خاصة في حالة وجود عدد كبير من الإرسالات الراديوية المتزامنة في نفس المنطقة ، يتم تقسيم النطاق الترددي 24 جيجاهرتز إلى 40 قنوات RF ، يبلغ عرض كل منها 2 ميجا هرتز. تنقل الطبقة المادية 1 بت من بيانات التطبيق لكل ميكروثانية. على سبيل المثال ، قد يستغرق الأمر 80us لإرسال سلسلة من 80 بت "منخفضة الطاقة" مشفرة بتنسيق UTF-8 ، وبالطبع ، لا يتم اعتبار الحمل الزائد لرأس البيانات هنا. www.bjbjaudio.com