nRF51822芯片的外围电路简单，采用单端供电，可以使用片内线性稳压器（LDO），输入电压1.8-3.6V；外接16MHz晶振；并配以相应的射频匹配电路。电路图如图3所示。
图3 nRF51822电路图
3.2 温湿度传感器
温湿度传感器采用SHT11。SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款数字温湿度传感器芯片。主要特点如下：将温度感测、湿度感测、信号变 换、 A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；提供二线数字符串行接口，接口简单，传输可靠性高；测量精度可编程调节；测量精确度高；封装尺寸超小；测量和 通信结束后，自动转入低功耗模式。
处理器模块利用二线串行数字接口和温湿度传感器芯片SHT11进行通信。DATA数据线需要外接上拉 电阻，电源与地之间要加100nF去耦电容。时钟线SCK用于微处理器和SHT11之间通信同步，由于接口包含了完全静态逻辑，所以对SCK最低频率没有 要求；二线串行数字接口不兼容I2C，必须按照传器协议工资。硬件连接如图4所示。
图4 SHT11连接电路图
3.3 电源及外围电路
电源采用纽扣型电池CR2032(＄0.1463)，系统设有1个按键与1个LED指示灯，用于连接测试与显示通信状态。电路如图5所示。系统预留SWD编程调试接口。系统使用板载PCB天线，有效通信距离可达10米。
图5 电源及外围电路
4.软件设计
系统软件设计是根据BLE协议，在BLE协议栈基础上构建传感器节点应用程序。蓝牙4.0的BLE协议栈包含两部分：控制器和主机。协议栈的实现采用分 层方式，控制器部分包括物理层、链路层、主机控制接口层；主机部分包括逻辑链路控制及适配协议层、安全
管理层、属性协议层、通用访问配置层、通用属性配置 层；上层可以调用下层提供的函数来实现需要的功能［3］。BLE协议栈的结构如图6所示。
图6 BLE协议栈
其中物理层主要定义了通信频率、传输速度、调制方式等；链路层定义了广播状态、扫描状态、数据包格式等；主机控制接口层主要定义了供主机访问控制器统一 命令接口；逻辑链路控制及适配协议层主要是为蓝牙低功耗协议栈高层提供面向连接的数据服务，并为高层协议提供协议复用、包的分段和重组、服务质量等功能； 属性协议层用来发现、读取、写入与其连接的对等设备的属性；通用属性配置层是利用属性协议层来定义一些处理例程，服务的格式以及它们的属性；安全管理协 议，用来定义安全管理的相关协议以及LE设备之间的配对、认证和加密行为；通用访问配置层用来定义一些通用的接口，一些针对不同安全级别的处理程序接口和 一些用于用户接口层进行访问的通用格式要求。 4.1 S110 SoftDevice软件包
nRF51822是nRF51系列中的一员，Nordic公司为nRF51系列提供一系列软件支持。通过使用nRF51设备，可以免费使用蓝牙低功耗以及ANT协议栈中的nRF51应用。 nRF51822 的S110 SoftDevice软件包是预编译二进制蓝牙低功耗协议堆栈，集成了低功耗控制器与主机的功能，可独立编程和更新，提供了全功能的API供系统调用。特 点包括：异步和事件驱动SVC的API；运行时保护；GATT、GAP和L2CAP级别API；广播器功能；GATT客户端和服务器；具有少于128kB 的代码和6kB的RAM使用量，为应用程序留有超过128kB的闪存和10kB的RAM；S110SoftDevice和nRF51822加上nRF51 SDK相互配合，包含全面的蓝牙低功耗配置文件、服务以及示例应用集合。在使用过程中，只需下
载nRF51822的S110软件包及nRF51 SDK并安装，即可在软件中调用相关API实现系统功能。
温湿度传感器节点唤醒并进行设备初始化后，响应主机的扫描请求，匹配UUID后建立连接成为从机，接收主机服务和特性，并返回存放了温湿度数据的特性值。之后节点设备断开连接并进入低功耗待机状态。 4.2 温湿度采集
温湿度采集程序包括SHT11的驱动程序，与温湿度采集处理程序。SHT11的通信协议是厂家自定义的，所以在驱动程序设计时，需要用微处理器GPIO模拟通信协议。温湿度采集处理程序流程图如图7所示。
图7 温湿度采集程序
文章详情：基于蓝牙BLE的温湿度传感器节点设计方案
基于蓝牙4.0的智能LED球泡灯方案详解
智能LED球泡灯蓝牙方案可分为四个模块：AC-DC恒压模块、DC-DC恒流模块（其路数由调色效果来决定） 、LED变色模块及蓝牙控制模块。 1智能LED球泡灯蓝牙方案原理
如下图所示，智能LED球泡灯蓝牙方案可分为四个模块：AC-DC恒压模块、DC-DC恒流模块（其路数由调色效果来决定） 、LED变色模块及蓝牙控制模块。以下为各模块功能的详细阐述：
原理框架图
1.1 AC-DC恒压模块
若将AC-DC恒压模块与DC-DC恒流模块结合起来那么便是一个多路恒流输出的LED开关电源，而单从AC-DC恒压模块来看则是一个恒压输出的开关 电源。因为涉及到需要控制改变多路输出的不同状态从而达到调色温调亮度的目的，所以这里不直接采用一体式AC-DC恒流开关电源方案，如若直接采用 AC-DC多路输出芯片进行设计会遇到类似像每路输出产生互相干扰，每路的调光信号产生互相干扰等问题，因此还是采用先由AC-DC恒压，再由DC-DC 实现恒流的模式。此模块主要实现将交流市电转化为直流恒压电平给后路DC-DC模块及蓝牙控制模块供电的功能。 1.2 DC-DC恒流模块
DC-DC恒流模块在AC-DC恒压模块输出的恒压电平的驱动下，通过本身内置的Mos管的开关实现输出恒流的功能。同时DC-DC芯片上带有的模拟调 光脚会根据蓝牙控制模块给出的方波信号对输出恒定电流进行二次调节从而实现智能球泡灯改变亮度，改变色温的个性化功能。DC-DC恒流模块的路数是根据用 户想要的输出变化效果所决定的。若用户只需实现暖色光到冷白光的一个调节，那么只需两路DC-DC模块，若客户需要实现更多更炫彩的调光方案，那就需要至 少四路的DC-DC模块。 1.3输出降压模块
智能蓝牙技术原理及设计方案集锦
