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基于国民技术N32WB031的蓝牙语音遥控器解决方案

发表时间：2024-03-28 17:04

N32WB031系列蓝牙芯片是国民技术新一代高性能、超低功耗的蓝牙5.1芯片，具有丰富的外设接口，在工业/能源、金融/消费、医疗、家电及汽车等行业领域用途非常广泛。

本文介绍的蓝牙语音遥控器方案采用N32WB031超低功耗蓝牙芯片作为主控芯片实现红外键码、蓝牙键码和蓝牙语音功能，并可支持ATV遥控、私有语音遥控等遥控器功能。遥控器待机功耗≤5uA，2节AAA电池待机寿命10年以上；按键100次/天，平均功耗＜30uA，2节AAA电池使用寿命3年以上。国民技术可提供完整的ATV遥控器方案参考，方便客户快速开发。

1. 方案功能特性

蓝牙语音遥控器方案架构图

基于N32WB031系列实现的蓝牙语音遥控器方案具有如下功能特性：

硬件红外发射 (IRC)

万能红外学习 (TIM)

低功耗睡眠，任意键唤醒 (KEYSCAN)

MIC差分ADC输入，集成PGA放大，集成MIC Bias供电电路 (ADC)

ADC内部通道直接采集VCC电池电压

语音数据支持16bit 16kbps输出，可软件降速为8kbps 输出

支持六轴传感姿态解析

支持ADPCM，SBC等语音压缩算法

支持Google Voice over BLE spec 1.0 协议

支持OTA空中升级

支持单载波和产测模式

支持组合键功能

蓝牙保持连接1秒握手一次平均功耗 10uA

提供硬件设计参考，产测方案和上位机

2. 方案技术规格

主控芯片型号	N32WB031KCQ6-1
蓝牙协议	BLE 5.1
工作电压	2.0~3.0V（两节AAA干电池）
工作电流 (VDD=3.0V)	按键 < 10mA（含MCU及RF功耗，LDO供电模式）红外 < 25mA（长按键，含MCU及RF功耗，LDO供电模式）语音 < 10mA（含MCU及RF功耗，LDO供电模式）
待机电流	≤5uA（如果包含姿态传感器≤13uA）
红外发射角度和距离	红外直线 > 8m 红外15°> 6m
蓝牙工作距离	蓝牙 > 10m
语音操作距离	>10m (空旷环境)
支持操作系统	ATV 7.4以上版本
无线发射功率	-20 ~ +6dBm
载波频率偏移	< ±20 kHz（载波频率偏移可使用产测工具校准）
广播参数	配对广播间隙：50毫秒，持续时间：60秒回连广播间隙：50毫秒，持续时间：60秒
连接参数	连接间隙：12.5毫秒，Latency：79，连接超时：8秒

3. N32WB031在蓝牙语音遥控器应用中的优势特点

N32WB031系列蓝牙芯片丰富的资源和出色的性能指标可满足蓝牙语音遥控器的各项功能需求，芯片的各项功耗指标显著优于其他方案。

❒ 高性能：

M0内核，主频64MHz，48KB SRAM，Flash容量最大512KB

符合蓝牙BLE 5.1规范

射频接收灵敏度：-96dBm@1Mbps

可编程的发射机功率，最大可达+6dBm

支持2Mbps/1Mbps/Long Range模式，1Mbps模式下空旷环境下通信距离可达100米，数据传输速度可达80KB/s

❒ 低功耗：

SDK已做好配置，可在低功耗、短启动时间和可用的唤醒源之间选择最佳低功耗模式（SLEEP模式、PD模式）

功耗指标如下：

─ Sleep with 48KB RAM：1.4μA

─ Power Down模式：130nA

─ BLE接收电流 (含MCU功耗)：3.8mA@3V

─ BLE发射电流 (含MCU功耗) ：4.2mA @0dBm/3V

─ 104个按键自动扫描时芯片功耗仅2.9uA

❒ 丰富外设：

硬件KEYSCAN，8/10/13个GPIO可配置为44/65/104个按键功能

IRC，支持可配置任意红外遥控协议，支持红外学习

10位1.33Msps ADC,可配置为16位16Ksps

支持模拟MIC输入，PGA放大

支持基本/通用/高级TIMER，RTC，WWDG，IWDG

支持LPUART，USART，SPI，I2C等

4. N32WB031应用方案开发

N32WB031蓝牙芯片用途广泛，除了蓝牙语音遥控器，还可应用于个人储能、BMS，水表、电表、燃气表，以及铁塔、电梯控制等工业与能源应用场景，蓝牙KEY、可穿戴设备、电子烟、电容笔、两轮车报警器、智能门锁、IPCAM、智能灯控、资产标签、电子价签、血压计、按摩仪等金融、消费及健康医疗应用场景，以及洗衣机、干衣机、ETC、无感解锁等家电和汽车周边应用场景。

N32WB031完备的应用开发生态包括开发评估板与开发工具软件等软硬件开发工具，中英文文档资料齐全，包含产品简介、数据手册、用户手册、开发板设计源文件(含原理图/PCB/BOM)、硬件设计指南、 SDK、固件升级使用指南、产品测试报告 (含BQB DID、ROHS报告、手机兼容性报告)。