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低功耗蓝牙唤醒功能:让设备“待机”也能干活

你有没有遇到过这种情况:手机放在包里,智能手环突然震动提醒你有来电,而手机屏幕明明是黑的。其实,这就是低功耗蓝牙(BLE)在背后悄悄工作——它能在主系统休眠时保持通信,必要时“叫醒”设备。

什么是低功耗蓝牙唤醒功能

低功耗蓝牙唤醒功能,指的是设备在深度睡眠或待机状态下,通过 BLE 模块监听特定信号,一旦接收到配对设备的连接请求或广播数据,就能触发硬件中断,唤醒主处理器继续工作。这个过程耗电极低,却能维持基本的连接感知能力。

比如你的无线耳机放在盒子里,表面看完全没电反应,但只要打开手机蓝牙靠近,它就会自动弹出连接提示。这背后就是 BLE 唤醒机制在起作用:耳机主控进入休眠,但蓝牙射频模块仍以微瓦级功耗扫描周围信号。

技术实现原理简析

BLE 唤醒依赖于“广播-扫描”机制。处于低功耗模式的设备会周期性发送广播包,内容包含设备类型、服务信息等。当中心设备(如手机)开启扫描,发现目标广播后发起连接请求,从设备便通过 GPIO 中断通知主控芯片恢复运行。

在嵌入式开发中,常见做法是将 BLE 芯片的 WAKE pin 连接到主控的中断引脚。以下是一个简化逻辑示例:

// 伪代码:BLE 唤醒主控的中断处理
attachInterrupt(BLE_WAKE_PIN, []() {
  if (digitalRead(BLE_WAKE_PIN) == HIGH) {
    powerUpMainProcessor();  // 唤醒主系统
    establishConnection();   // 建立连接
  }
}, RISING);

实际应用场景

智能家居门锁是个典型例子。你拿着手机走近家门,门锁自动识别并准备解锁。整个过程不需要按任何按钮,也不需要掏出手机。门锁平时处于休眠状态,仅 BLE 模块间歇监听,检测到合法设备接近才唤醒验证系统,既省电又便捷。

另一个场景是资产追踪标签。像 AirTag 这类设备大部分时间都在“睡觉”,只有被查找时,iPhone 发送精确查找指令,BLE 接收后立刻唤醒发声模块。这种设计让纽扣电池能撑一年以上。

开发中的注意事项

要实现稳定唤醒,广播间隔不能太长,否则响应延迟明显。通常设置在 100ms 到 500ms 之间平衡功耗与灵敏度。同时,广播数据应精简,避免占用过多空中时间。

还要注意地址隐私问题。频繁使用固定地址广播容易被追踪,建议启用随机地址切换机制,提升安全性。

低功耗蓝牙唤醒不是魔法,而是软硬件协同的精密设计。它让设备看起来更“聪明”,其实只是在恰当的时候,用最少的力气醒来干该干的事。