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[原创] Broadcom WICED Sense Kit使用评测

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纯净的硅(初级)

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发表于 2014-12-10 14:43:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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1 使用体验        5
1.1. 上手使用        5
1.2. 使用智能手机与WICED Sense通讯        5
1.3. 使用BLE Scanner测试WICED Sense Kit        6
1.4. 使用BLE设备监听器测试WICED Sense Kit        7
1.5. 使用体验评价        7
2 软硬件资源        8
2.1. WICED Sense Kit的传感器        8
2.2. BLE芯片硬件资源        9
2.2.1 MCU和存储        10
2.2.2 数字外设        10
2.2.3 模拟外设        11
2.2.4 串行通讯外设        11
2.2.5 无线射频基带        12
2.3. 软件开发资源        12
2.3.1 WICED Smart SDK        12
2.3.2 WICED Smart IDE        13
3 WICED Smart SDK/IDE开发初体验        14
3.1. 可视化GATT数据库创建        14
4 结论        15


插图索引

11   WICED Sense Kit包含的部件        5
12   WICED Sense KitApp界面        6
13   BLE Scanner测试WICED Sense Kit        6
14   BLE设备监听器测试WICED Sense KitGATT数据表格        7
21   WICED Sense Kit的传感器        9
21   WICED Sense Kit的传感器数据格式        9
22   BCM20737芯片架构图        10
23   WICED Smart SDK目录结构        13
31   WICED Smart Designer构建GATT数据库        14
32   WICED Smart Designer生成的GATT数据库初始化代码        15



表格索引

错误!未找到目录项。



1 使用体验
WICED Sense KitBoradcom(博通)公司采用其最新的Bluetooth Smart(又称为Bluetooth Low Energy,简称BLE)技术的新一代创意性开发套件,基于WICED Smart模块(BCM20737S),并在套件中集成了多种传感器,可以作为通用的传感器标签(Sensor Tag)使用,也可以作为开发平台,让开发人员可以在其基础上开发更多的创意性功能。
1.1. 上手使用
WICED Sense Kit包含如下部件:
l WICED Sense
l USB A-MicroB数据线
l 快速启动指南(Quick Start Guide)
图片1.png
图 11  WICED Sense Kit包含的部件
1.2. 使用智能手机与WICED Sense通讯
按照《Quick Start Guide》,下载app安装后,进入App界面,点击扫描按钮,可以扫描到WICED Sense Kit
WICED Sense Kit的App运行界面.png
图 12  WICED Sense KitApp界面
AppWICED Sense Kit中获取传感器数据,并进行相应的显示。可以看到有陀螺仪,电子罗盘、加速度(采用水平尺界面显示)、温度、压力和湿度数据。同时可以查看设备的版本信息等。
1.3. 使用BLE Scanner测试WICED Sense Kit
为了进一步探究WICED Sense Kit,手机安装BLE Scanner进行测试,如下图:
BLE Scanner测试WICED Sense Kit.png
图 13  BLE Scanner测试WICED Sense Kit
从左边可以看出WICED Sense KitService,点击每一个Service,可以列举出该Service下具有的Characteristic,点击每一个Characteristic,可以ReadWriteNotification等操作,右边是Device NameBattery Level的值。
1.4. 使用BLE设备监听器测试WICED Sense Kit
为了从BLE技术层面深入挖掘WICED Sense Kit的内部,采用T公司的BLE设备监听器软件及其对应的BLE USB-Dongle。截取的BLE GATT数据如下:
图片3.png
图 14  BLE设备监听器测试WICED Sense KitGATT数据表格
(注:以上图片及其图注为笔者自行理解或推测,未确切证实)
可见具备了常用的设备名称与外观、生产厂商与版本、电池电量等标准服务,也提供了传感器数据、固件升级的服务。
1.5. 使用体验评价
        WICED Sense Kit集成的众多传感器、利用BLE无线跟手机通讯、App精美的显示,的确让用户(主要是开发者)感受到WICED Smart芯片技术的强大。开发者可以在此基础上,实现各种不同的创意。
        不知是否因为其他操作上的原因,在使用过程中,WICED Sense Kit 有时会出现休眠和App 断开连接的情况。在借助BLE Scanner 或者BLE 设备监听器做测试时,也出现了连接断开和Characteristic 读取验证错误等情况。作为开发者的参考设计和技术产品开发的第一个试用体验,如果能够解决这一问题,相信用户体验会得到极大提升,也会点燃用户的使用热情和积极性。
        同时,作为面向主要用户是开发者的开发平台,Kit只有一个设备,BLE点对点通讯的另一端,必须是智能手机来进行测试,让用户(主要是开发者)感到一定的不方便,何况要开发BLE,要对很多BLE协议内部参数进行配置,比如connection interval/slave latency,智能手机等都不提供这些底层功能的。建议在Kit里面加入一个USB-Dongle,并提供对应的软件,以便进一步详细的测试WICED SmartBLE开发(比如LL连接参数设定、Pair/BondHCI命令发送等)。
2 软硬件资源
WICED Sense Kit采用的是BCM20737S模块,也就是集成了BLE芯片(BCM20737)、晶振、阻抗匹配网络馈线、天线的一个模块。这样硬件设计大大简化,特别是无线射频系统中最难的天线及其阻抗匹配网络部分,完全不用硬件工程师伤神费脑去做测试。同时WICED Sense Kit集成了众多传感器。开发者可直接使用该Kit进行开发评估。
Broadcom公司的物联网系列芯片统称为WICED Wireless Internet Connectivity for Embedded Devices),其BLE物联网芯片则成为WICED Smart,取WICEDBluetooth Smart的合成。
WICED Smart芯片提供了较多的硬件资源,同时博通提供SDK给注册开发真论坛用户下载。可以较快速的完成软硬件开发。
2.1. WICED Sense Kit的传感器
WICED Sense Kit采用的是5个意法半导体(STMicroelectronics)公司的传感器,在《Quick Start Guide》中给出了说明和文档连接,包括如下:
ST Microelectronics Devices used in the WICED Smart Kit
l Gyroscope (L3GD20) ...FM89/SC1288/PF252443
l Accelerometer (LIS3DSH) ...FM89/FM89/SC444/PF252716
l eCompass (LSM303D) ...FM89/SC1449/PF253884
l Pressure sensor (LPS25H) ...FM89/SC1316/PF255230
l Humidity Temperature sensor (HTS221) ...FM89/SC1718/PF260067
这些传感器都采用I2C接口,接到BCM20737SI2C总线上。
图片4.png
图 21  WICED Sense Kit的传感器
WICED Sense Kit出厂的固件将Sensor数据采用Notification的形式发送到手机。通过前文中的“BLE设备监听器测试WICED Sense KitGATT数据表格”中的“传感器数据”CharacteristicNotification发送。数据格式如下:
图片5.png
图 21  WICED Sense Kit的传感器数据格式
2.2. BLE芯片硬件资源
BCM20737芯片架构如下图:
图片6.png
图 22  BCM20737芯片架构图
从上图中可以看到,该芯片由一个ARM Cortex-M3作为内核,内部集成了众多的数字、模拟、串行通讯、电源等外设,以及最重要的BLE无线射频基带。简要功能介绍如下:
2.2.1 MCU和存储
ARM Cortex-M3内核,主频最高可达24MHz,集成JTAGICE-RT调试接口。并集成了ROM320KB60KBRAM
其中ROM包括了启动代码(Boot ROM)、,其中Boot ROM在启动时,可以根据外部EEPROM或者外部Flash配置成不同的HID应用。同时ROM也包括了BLE协议栈的底层。
外部EEPROM通过芯片的BSC接口(与I2C兼容,只是不支持多个I2C主机功能),外部Flash通过芯片的SPI接口。这两种外部存储提供用户应用配置信息、应用代码、配对等信息。
2.2.2 数字外设
1GPIO
提供14GPIO接口,具备可编程的上拉和下拉电阻,并且11GPI驱动能力为2mAP26P27P28这三个GPIO驱动能力高达16mA
2PWM
提供4PWM通道,每一个通道有初始值寄存器、触发值寄存器和PWM计数寄存器。同时4PWM公用一个配置寄存器来配置PWM的时钟、相位等。
3)红外发送与红外接收/学习
BCM20737具备硬件支持红外发送与红外接收/学习功能。可发送或接收调制前的原始信号或调制后的载波信号。同时可以对接收到的红外信号(10kHz~500kHz,注:常用的红外遥控信号为38kHz)进行检测学习。同时固件甚至可以解码红外信号。
2.2.3 模拟外设
1ADC
具备9个输入通道的16bit-ADC(实际有效位为10),最大转换率为187kHz
2Clock
具备24MHz的晶振接口,提供给RFCPU、通讯接口等的时钟。
具备3kHz的晶振接口,提供RTC、低功耗休眠的时钟。但是需要外部10MΩ的反馈电阻。
具备内部集成的低功耗RC振荡器时钟,用于片内集成外设,每个外设可单独开启或关闭各自的时钟。
3)电源
具备内部集成的LDO,将外部1.425~3.63V的电源输入转成内部的1.2V电压,可提供最大30mA的负载,需要外部1.2V引脚连接对地的解耦电容。同时支持直接从1.2V引脚电源输入。
内部集成电源管理功能,可动态开启、关闭RF电源。具备多种低功耗模式。
具备上电复位POR
2.2.4 串行通讯外设
SoC除了芯片本身提供众多功能之外,最重要的就是通过通讯接口与外部的芯片、传感器等进行通讯,因此BCM20737提供了众多的串行通讯接口
1BSC接口
1BSC接口为博通自行开发的兼容I2C标准(不支持多主机功能)的接口。可通过BSC读取外部EEPROMI2C传感器等通讯。支持100kHz400kHz800kHz1000kHz等不同的通讯速率。
2SPI接口
BCM20737提供2SPI接口,一个只能作为master,而另一个可配置为master或者slave,每个接口支持最高12MHz的通讯频率。并具备16字节的接收缓存和16字节的发送缓存。
3UART接口
1UART接口,支持9600-1,5kbps等常见的各种波特率。并可以使用UART HCI命令来选择波特率。
2.2.5 无线射频基带
BCM20737的无线射频基带,支持BLE规范要求的时序要求。具备调频生成器、E0加密、LL、自适应调频等功能。同时通过一个直接测试(Direct TestUART接口,可以直接控制基带。
2.3. 软件开发资源2.3.1 WICED Smart SDK
WICED SDKBroadcom开发者论坛(需企业或学校邮箱注册,公共大众邮箱不行)下载,包括BLE协议栈、芯片内部驱动、应用范例Demo、开发文档、编译器等都在SDK里面。以下为SDK的目录结构。
图片7.png
图 23  WICED Smart SDK目录结构
2.3.2 WICED Smart IDE
WICED Smart IDE为基于Eclipse的集成开发环境。具备工程项目管理、代码编辑、编译、调试等功能。同时提供WICED Smart Designer等插件,帮助开发WICED Smart App




3 WICED Smart SDK/IDE开发初体验3.1. 可视化GATT数据库创建
使用WICED Smart IDEWICED Smart Designer,开发者可以采用图形化界面设置BLEGATT数据库,如下图,可自定义插入ServiceCharacteristic、以及设置CharacteristicPermissionDescriptionConfiguration等信息。非常直观方便快捷。简化了开发者的工作量。
图片8.png
图 31  WICED Smart Designer构建GATT数据库
最终点击Generate Code后,生成了对应的GATT数据库初始化代码。如下图,可见可视化配置的GATT数据库中的各个ServiceCharacteristic都自动生成对应的代码,放在gatt_database数组里面。

图片9.png
图 32  WICED Smart Designer生成的GATT数据库初始化代码
4 结论
通过对WICED Sense Kit的使用、体验,开发资料的收集、阅读,开发环境的安装、试用。结合平常开发的一些理解和经验,笔者总结WICED Smart系列产品如下特点:
1BLE规范全支持,提供多种GATT-Profile的支持以及API,可与市面上的BLE智能手机通讯。提供手机监测、控制等H2MHuman To Machine人对机)应用,比如移动健康监测、运动数据管理、手机遥控、防丢提醒等BLE针对的大众市场。
2BLE低功耗,可单电池运行更长时间。特别是支持1.2V低电压输入,可采用单节AAA电池或纽扣电池,有效提高产品竞争力。
3)单芯片提供了MCURF、多种数字、模拟、通讯、电源管理接口,并且在ROM中提供协议,开发BLEBOM成本低。特别是借助BCM2073xS的模块,硬件设计的RF部分都已经不需要考虑,大大降低了BLE开发难度。
目前BLE芯片市场竞争者较多,比较流行的有T公司、N公司、C公司(已被Q公司收购)、S公司等,以及更多的BLE市场竞争者。对比上述竞争者产品,求同存异对比之后,BroadcomWICED Smart系列产品所独特的片内资源、SDKIDE、电源特性等,也具备自己独特的竞争优势。


版本历史(Revision History

版本号
发布时间
内容
A0
2014-12-10
初次编写。




Broadcom WICED Sense Kit使用评测.pdf (981.26 KB, 下载次数: 66)

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发表于 2014-12-10 15:38:49 | 显示全部楼层
如果送给你个 Broadcom WICED Sense Kit 你会用它来做什么?跟帖写上你的想法,下周五之前我们将抽出一名幸运网友,赠送Broadcom WICED Sense Kit 一个

点评

有这等好事?那我抛砖引玉了,哇咔咔 要真有,想到一个奇葩物:文档翻页工具 前方广告警示: 平板、智能手机等终端设备阅读各种文档 即使有了懒人支架,还要用手去划拨翻页?还要用多个手指去调整页面大小?还要  详情 回复 发表于 2014-12-10 16:09


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2014-12-10 14:46:16 | 显示全部楼层
word复制格式变化。 可下载附件观看,欢迎交流讨论


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版主

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发表于 2014-12-10 14:58:41 | 显示全部楼层
资料很全了。


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纯净的硅(初级)

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发表于 2014-12-10 15:15:14 | 显示全部楼层
不错的资料,感谢分享

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这可是是楼主自己写的原创哦  详情 回复 发表于 2014-12-10 15:37


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管理员

Rank: 13Rank: 13Rank: 13Rank: 13

发表于 2014-12-10 15:37:25 | 显示全部楼层
slotg 发表于 2014-12-10 15:15
不错的资料,感谢分享
这可是是楼主自己写的原创哦


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纯净的硅(高级)

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-12-10 15:52:53 | 显示全部楼层
有点意思
原来是M3内核
博通也是无线芯片解决方案的传统厂商了
测试中出现的哪些问题会不会是demo过于强调低功耗造成的
So what......


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3308

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纯净的硅(高级)

Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-12-10 16:09:06 | 显示全部楼层
eric_wang 发表于 2014-12-10 15:38
如果送给你个 Broadcom WICED Sense Kit 你会用它来做什么?跟帖写上你的想法,下周五之前我们将抽出一名幸运网友,赠送Broadcom WICED Sense Kit 一个
有这等好事?那我抛砖引玉了,哇咔咔
要真有,想到一个奇葩物:文档翻页工具
前方广告警示:
平板、智能手机等终端设备阅读各种文档
即使有了懒人支架,还要用手去划拨翻页?还要用多个手指去调整页面大小?还要苦逼地调整阅读方向?
看到经典的图,还得歪着脖子去欣赏?还得竖着手机去观摩?
Broadcom WICED一次性帮您全部解决
Broadcom WICED在手
挥舞前后翻页、转向调整阅读角度和方向、快速添加书签......
冬天手缩在被子里面也能看小说、上网、看片鸟......
还在犹豫什么,请登录www.eeworld.com.cn注册申购吧

So what......


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纯净的硅(初级)

Rank: 4

发表于 2014-12-10 16:36:28 | 显示全部楼层
看到这个东西我第一个想到的是TI的Sensor Tag,资料已下载,晚点再详细看看


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纯净的硅(中级)

Rank: 5Rank: 5

测评达人

发表于 2014-12-10 22:17:53 | 显示全部楼层
写的好高大上啊,景仰一下


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一粒金砂(高级)

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发表于 2014-12-11 17:16:54 | 显示全部楼层
很想拿过来评测一下。我一直使用博通的芯片,这个东西不错。能够申请到好好利用起来,进行评估测试。
尽力而为!


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纯净的硅(初级)

Rank: 4

发表于 2014-12-15 20:16:18 | 显示全部楼层
楼主真的是很用心,提供这么详尽的评测,Broadcom 公司应该给你大大的奖励一下。

看到这个 WICED Sense 开发套件第一个想到的就是 TI 的 SensorTag,以板上的传感器来比较,WICED Sense 带有5个微机电系统(MEMS),分别为:

ST 温度、湿度感测器 HTS221
ST 电子罗盘 LSM303D
ST 螺陀仪 L3GD20
ST 加速度感测器 LIS3DSH
ST 气压感测器 LPS25H

wicedbt-review-10-500x200X.jpg

而 TI SensorTag 上是带了6种 MEMS,分别为:

红外温度感测器 TMP006
湿度感测器 SHT21
压力感测器 T5400
加速计 KTXJ9
螺陀仪 IMU-3000
磁力计 MAG3110

sensor1.png


WICED Sense 是使用 Cortex-M3 内核的 BCM20737S 芯片,而 TI SensorTag 是使用 8051 内核的 CC2541 芯片。

官网售价的话 WICED Sense 是 USD 19.99元,而 TI SensorTag 是 USD 25元。


上次 TI 半价活动时买了一个 TI SensorTag,假如能够得到 WICED Sense 的话,那就准备将2者的功能做进一步的比较了。


点评

似乎论坛会有活动送这个kit  详情 回复 发表于 2014-12-17 07:51


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纯净的硅(初级)

Rank: 4

 楼主| 发表于 2014-12-17 07:51:54 | 显示全部楼层
似乎论坛会有活动送这个kit
slotg 发表于 2014-12-15 20:16
楼主真的是很用心,提供这么详尽的评测,Broadcom 公司应该给你大大的奖励一下。

看到这个 WICED Sense 开发套件第一个想到的就是 TI 的 SensorTag,以板上的传感器来比较,WICED Sense 带有5个微机电系统(MEMS),分别为:

ST 温度、湿度感测器 HTS221
ST 电子罗盘 LSM303D
ST 螺陀仪 L3GD20
ST 加速度感测器 LIS3DSH
ST 气压感测器 LPS25H



而 TI SensorTag 上是带了6种 MEMS,分别为:

红外温度感测器 TMP006
湿度感测器 SHT21
压力感测器 T5400
加速计 KTXJ9
螺陀仪 IMU-3000
磁力计 MAG3110




WICED Sense 是使用 Cortex-M3 内核的 BCM20737S 芯片,而 TI SensorTag 是使用 8051 内核的 CC2541 芯片。

官网售价的话 WICED Sense 是 USD 19.99元,而 TI SensorTag 是 USD 25元。


上次 TI 半价活动时买了一个 TI SensorTag,假如能够得到 WICED Sense 的话,那就准备将2者的功能做进一步的比较了。



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五彩晶圆(中级)

Rank: 8Rank: 8

荣誉会员勋章

发表于 2014-12-23 12:00:27 | 显示全部楼层
不错
淘宝:https://viiot.taobao.com/Q群243090717
多年专业物联网行业经验,个人承接各类物联网外包项目


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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-9-20 19:26:51 | 显示全部楼层
你好,我也在使用这套产品,但是我在官网上不能观看他的教程,不能观看视频和下载资料,所以我现在还不会自己使用SMART SDK,能不能把你收集到的资料发给我一份,谢谢。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-9-20 19:33:48 | 显示全部楼层
我看到的SDC里面的文件都是介绍WICED smart tag 的,请问介绍WICED sense kit的文章在哪里找?


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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-9-20 22:26:40 | 显示全部楼层
这个评测很好


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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-9-22 16:51:25 | 显示全部楼层
你好,我想问一下WIECD sense kit是否可以和单片机配套使用,将数据传输给单片机再做出相应的动作?

点评

可以。  详情 回复 发表于 2015-9-24 08:18


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2015-9-24 08:18:12 | 显示全部楼层
成日色 发表于 2015-9-22 16:51
你好,我想问一下WIECD sense kit是否可以和单片机配套使用,将数据传输给单片机再做出相应的动作?

可以。

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那我是否任何一个带蓝牙的MCU就可以和它通信还是得是专门的?  详情 回复 发表于 2015-10-1 17:58


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一粒金砂(中级)

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发表于 2015-10-1 17:58:36 | 显示全部楼层

那我是否任何一个带蓝牙的MCU就可以和它通信还是得是专门的?

点评

类似串口透传的功能就是了。 任何MCU都可以,不一定非要带蓝牙.  详情 回复 发表于 2015-10-8 10:18


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