亿佰特nRF52810 BLE50 低功耗 蓝牙转串口模块E104BT5010A使用手册.docx
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亿佰特nRF52810BLE50低功耗蓝牙转串口模块E104BT5010A使用手册
第一章概述
一.1简介
E104-BT5010A是一款基于蓝牙协议5.0版本的串口转BLE蓝牙主从一体模块,体积小、功耗低,工作在2.4GHz频段。
E104-BT5010A模块是基于NORDIC的nRF52810芯片研发,该模块使用通用的AT指令设置参数,操作简单快捷。
模块仅支持蓝牙主机、从机和观察者模式,模块在功能上支持低功耗广播、数据透传、空中配置。
模块可广泛应用于智能穿戴、家庭自动化、家庭安防、个人保健、智能家电、配饰与遥控器、汽车、照明、工业互联网、智能数据采集、智能控制等领域。
最大支持波特率921600bps的数据传输。
一.2特点功能
●支持蓝牙BLE5.0协议;
●支持蓝牙包长可调;
●支持配置、透传两种工作模式;
●支持开机自动广播,自动连接;
●支持IBeacon和普通广播切换;
●支持串口唤醒;
●支持MAC绑定连接;
●支持串口透明和格式传输;
●支持多种串口模式、波特率;
●支持自定义16位UUID和128位UUID;
●自带PCB板载天线,无需外接天线;
●支持蓝牙参数空中配置功能;
●最大通讯最远距离55m(@4dBm、2Mbps);
●支持超低功耗睡眠,同步广播;
●支持MAC地址绑定,最大绑定数据为8个设备;
●支持两种连接模式:
手动连接,自动连接;
●支持发射功率动态修改。
最大发射为4dBm;
●支持嗅探功能;
●MTU最大247bytes;
●支持2M,1M空速。
一.3应用场景
●无线抄表无线传感
●智能家居
●工业遥控、遥测
●智能楼宇、智能建筑
●自动化数据采集
●健康传感器
●智能穿戴设备
●智能机器人
●无线传感
●电子标签
●智能控制
第二章规格参数
二.1极限参数
主要参数
性能
备注
最小值
最大值
电源电压(V)
0
3.6
超过3.6V永久烧毁模块
阻塞功率(dBm)
-
10
近距离使用烧毁概率较小
工作温度(℃)
-40
+85
工业级
图表二1极限参数表
二.2工作参数
主要参数
性能
备注
最小值
典型值
最大值
工作电压(V)
1.7
3.3
3.6
≥3.3V可保证输出功率
通信电平(V)
3.3
使用5VTTL有风险烧毁
工作温度(℃)
-40
-
+85
工业级设计
工作频段(MHz)
2402
-
2480
支持ISM频段
休眠电流(μA)
-
8
-
-
最大发射功率(dBm)
-
3.8
4
-
接收灵敏度(dBm)
-
-96
-
Bluetooth®lowenergymode
任意I/O
VIL/VIH
GND/0.7*VCC
-
0.3*VCC/VCC
-
VOL/VOH
GND/VCC-0.4
-
GND+0.4/VCC
-
休眠广播电流(默认)
-
173
-
单位:
uA。
默认广播间隙为1s默认0dBm
唤醒广播电流(默认)
-
8.70
-
单位:
mA。
默认广播间隙为1s默认0dBm
唤醒无广播电流(默认)
-
8.68
-
单位:
mA。
默认连接间隙500ms默认0dBm
唤醒连接电流(默认)
-
8.78
-
单位:
mA。
默认0dBm
图表二2工作参数表-1
主要参数
描述
备注
参考距离
55m
晴朗空旷环境,高度2.0米;@4dBm;空速:
2Mbps
蓝牙协议
BLE5.0
-
通信接口
UART串口
-
封装方式
贴片式
-
接口方式
1.27mm
-
外形尺寸
11.5*16mm
-
天线接口
陶瓷天线
等效阻抗约50Ω
产品重量
0.8±0.1g
-
图表二3工作参数表-2
第三章机械尺寸与引脚定义
图表三1引脚定义表
引脚序号
引脚定义
引脚方向
引脚功能
说明
1
GND
输入
电源地
-
2
P0.25
-
NC
-
3
P0.26
-
NC
-
4
MOD
输入
模式选择
低电平:
配置模式;
高电平:
透传模式。
5
WKP
输入
唤醒引脚
唤醒:
下降沿;
睡眠:
上升沿。
6
DISC
输入
断开连接引脚
内部上拉。
下降沿有效
7
LINK
输出
连接状态
蓝牙连接:
低电平
蓝牙无连接:
高电平
8
DATA
输出
数据指示
数据指示引脚
9
GND
-
电源地
-
10
P0.02
-
NC
-
11
P0.03
-
NC
-
12
P0.04
-
NC
-
13
P0.05
-
NC
-
14
P0.06
-
NC
-
15
P0.07
-
NC
-
16
GND
-
电源地
电源地
17
VCC
-
电源正
电源正
18
RXD
输入
UARTRX引脚
-
19
TXD
输出
UARTTX引脚
-
20
RTS
输出
流控
内部上拉
21
CTS
输入
流控
内部上拉
22
P0.21/RST
-
电源复位
低电平有效
23
SWDCLK
-
-
-
24
SWDIO
-
-
-
第四章功能说明
四.1角色说明
1.模块支持三种角色:
主机、从机、观察者。
2.主机支持连接本公司其他型号蓝牙产品。
模块作为主机时仅支持连接一个从机。
仅支持数据透传。
支持手动,自动连接。
3.该模块从机可与本公司其他型号蓝牙产品连接,且仅支持一个连接。
从机仅支持透传。
4.观察者仅用于打印模块周围ble设备广播信息,不可连接。
四.2主机
1.AT+ROLE=1选择主机角色;
2.指令AT+SCAN=1开启主机扫描功能;
3.指令AT+AUTOCONN配置上电后,是否自动连接;
4.当设置为手动连接后,指令AT+CONN配置连接指定设备;
5.主机连接状态改变时打印状态信息。
参见6.3状态打印。
4.2.1主机连接策略
4.2.1.1条件过滤
设备可配置按绑定MAC地址和服务UUID过滤。
UUID过滤依据AT+UUIDSVR所配置内容过滤,该过滤过条件不可关闭。
如果未开启MAC地址过滤,MAC匹配,服务UUID匹配后自动连接从机。
用户如需要MAC地址过滤,需要通过AT+BOND=1开启过MAC地址过滤,且通过AT+BONDMAC向主机添加MAC地址。
主机扫描到从机后,如果与绑定列表MAC地址,服务UUID相同时,主机自动连接到该从机设备。
若主机配置为手动连接,将忽略MAC地址绑定过滤,但svruuid必须一致。
4.2.1.2自动连接
如果配置为自动连接,满足条件过滤后自动连接从机。
如果配置为手动连接,开启扫描后。
主机将扫描后服务UUID匹配的设备通过UART输出(数据格式如图表4主机输出扫描结果数据格式)。
用户使用AT+CONN连接到指定从机设备。
RSSI(信号质量)
MAC
1byte
6byte
图表五1主机输出扫描结果数据格式
四.3从机
1.AT+ROLE=0选择从机模式
2.AT+ADV=1配置普通广播模式
3.广播开关配置为开启,上电完成自动进入广播状态,否则停止广播设备不可发现。
4.收到主机连接请求后,建立蓝牙连接停止蓝牙广播,进入数据透传模式。
5.广播数据配置参见5.5广播所述。
4.3.1观察者
1.指令AT+ROLE=2选择观察则模式(重启生效)
2.接收到广播后,将广播包全部内容通过串口打印输出。
3.观察者设备不能连接任何设备。
格式如下:
LEN
MAC
RSSI
Advdata
1字节
6字节
1字节
不超过31字节
图表五2观察者数据输出格式
注:
LEN为MAC,RSSI,广播数据长度总和。
4.扫描窗口与扫描间隙与扫描参数保持一致。
5.期间AT指令有效。
四.4电源模式
模块支持两种电源模式:
低功耗模式,唤醒模式。
4.4.1低功耗模式
所谓低功耗模式是指模块进入到该模式后BLE功能仍继续运行,关闭模块除唤醒引脚之外的外设。
如需要更低功耗,可通过AT指令关闭广播、扫描,断开所有连接,设置更长的广播间隙,扫描间隙,连接间隙的方式达到。
进入低功耗:
1.AT指令“AT+SLEEP”立刻进入低功耗模式;
2.AT指令“AT+DISCSLEEP=1”设置断开连接后进入低功耗;
3.AT指令“AT+ONSLEEP=1”上电立即进入低功耗;
4.通过引脚WKP上升沿,且高电平保持200ms及以上后立即进入低功耗;
模块进入低功耗模式后,通过串口输出“STA:
sleep”(LOGMSG未关闭输出)。
注:
在低功耗模下,连接未断开时,如ble接收到空中数据,或连接状态发生改变量时,模块临时唤醒并输出相应数据,数据输出完成后立即进入睡眠。
此时的进入低功耗,或唤醒不会输出状态数据。
4.4.2唤醒模式
所谓唤醒模式是指模块在该模式下模块所需外设处于正常在作状态。
模块唤醒后输出状态“STA:
wakeup”。
唤醒方式:
1.通过WKP引脚下降沿,且低电平保持200ms以上后立即唤醒;
2.串口RX引脚唤醒。
串口rx下降沿,且低电平保持50us及以上立即唤醒。
四.5MAC地址绑定
模块支持MAC地址绑定。
若开启MAC地址绑定功能。
设备仅连接己添加MAC地址设备。
四.6广播
4.6.1普通广播信息
广播信息包括advertising和scanrespone,advertising为主动发送的广播报,scanrespone为接收到主机扫描请求后回复的广播报。
4.6.1.1Advertising
固定字段
Len
厂商字段
Manufadata
020106
N
0xFF
可配置,最大26字节
例如:
020106
图表五4广播数据格式
用户仅能配置Manufadata字段数据。
4.6.1.2Scanresponse
Len
固定
UUID
Len
固定
Devicename
0x03
0x03
FFF0
N
0x09
可配置,最大22字节
例如:
0303FFF0
图表五5扫描响应数据格式表
注:
该数据无需用户配置。
4.6.2iBeacon广播信息
1.指令分别配置UUID、Major、Minor
2.指令AT+ADV=2配置工作在iBeacon广播模式,立即广播
3.iBeacon广播模式下不支持蓝牙连接
4.6.2.1Advertising
iBeaconPrefix
UUID
Major
Minor
Tx-Power
9B
16B
2B
2B
1B
例如:
0201061AFF4C000215FDAFDA50693A4E24FB1AFCFC6EB076478252775848F00
图表五6ibeacon数据格式表
四.7配置
模块支持两种配置方式:
串口配置,空中配置。
这两种配置方式基本一致,空中配置前必须通过AT+AUTH=123456的验证密码,验证通过后模块才允许使用空中配置。
空中配置认证周期为本次连接,若设备断开后重新连接需要重新认证。
模块在未建立连接前,处于配置模式。
Mod引脚无效。
连接成功后根据mod引脚电平确定模块当前为配置模式,还是数据传输模式。
当mod为高电平是为数据传输模式,为低电平时为配置模式。
Mod引脚当检测有效改变时,锁存当前状态。
每次状态改变保持时间为200ms以上有效。
Mod引脚对空中配置不影响。
在配置模式下,主机向“MASTCHANNEL”通过发送数据,从机通过“SLAVECHANNEL”返回“CONFIGBUSY”。
四.8数据指示
模块通过串口输出数据时,模块置DATA引脚为低电平,表示正在发送数据。
AT指令响应不改变DATA引脚状态。
模块可通过AT+DATALY=1打开数据输出延迟。
数据输出延迟打开后,模块先拉DATA引脚,10ms后输出数据。
图表五7数据输出延迟图
图表五8数据输出无延迟图
四.9UUID说明
服务UUID
FFF0(可配置)
特征值
UUID
属性
描述
SLAVECHANNEL
FFF1(可配置)
read/notify
从机发送数,主机接收数据通道。
MASTCHANNEL
FFF2(可配置)
read/write
主机发送数据,从机接收数据通道
CONFIGCHANNEL
FFF3(不可配置)
read/write/notify
空中配置通道
四.10状态或事件打印
指令AT+LOGMSG配置开启状态信息串口打印功能。
状态信息包括:
连接、断开、唤醒、睡眠。
格式如下:
状态
打印信息
连接成功
\r\nSTA:
connect\r\n
连接断开
\r\nSTA:
disconnect\r\n
系统唤醒
\r\nSTA:
wakeup\r\n
睡眠模式
\r\nSTA:
sleep\r\n
图表五9状态打印表
第五章AT指令
注意:
在发送操作指令前,首先保证模块处于唤醒模式,否则将无法接收配置指令。
五.1指令说明
●所有AT指令无需加回车(\r)、换行(\n)
●AT指令的返回结果以\r\n结束(返回HEX除外)
●指令错误应答格式+ERR=[NUM]。
(NUM为ACSII)
五.2错误代码
NUM
说明
错误原因
解决方法
0
当前正在解析AT
两条AT指令间隔时间太小
在两条AT指令适当增加延时
1
指令不存在
AT指令字符有误
检查AT指定字符串
2
参数长度错误
1、AT指令总长错误;
2、数据长度过不满足范围
检查参数
3
无效参数
1、参数超过取值范围
对照指令查看参数取值
4
空中醒置认证失败
密码错误
1、使用正确的配置密码;
2、通过UART重设密码
5
当前设备角色,不支持该指令
在当前角色下禁止使用该指令
6
未知错误
7
保存参数错误
8
AT指令存在,但不支持该操作
对照指令。
确定操作
9
未连接
模块未建立连接
10
MAC地址己存在
增加的绑定MAC地址己存在
11
MAC列表己满
MAC地址绑定超过模块支持最大数据
删除无效MAC,再次增加。
12
MAC地址不存在
删除的MAC地扯不存在
13
连接失败
14
超过当前连接最大数量
当前主机己连接满
1、断开己连接设备;
2、修改连接数量最大值;
15
设备不存在
图表六1错误代码表
五.3状态打印
状态
打印信息
连接成功
从机
\r\nSTA:
connect\r\n
主机
\r\nSTA:
connect,1, 连接断开 从机 \r\nSTA: disconnect\r\n 主机 \r\nSTA: disconnect,1\r\n 系统唤醒 \r\nSTA: wakeup\r\n 睡眠模式 \r\nSTA: sleep\r\n 图表六2状态打印表 五.4指令表 5.4.1AT测试指令 指令 应答 AT +OK 说明: 无 5.4.2AT+RESET复位指令 指令 应答 AT+RESET +OK 说明: 立即生效 5.4.3AT+RESTORE恢复出厂指令 指令 应答 AT+RESTORE OK 说明: 重置完后,自动重启; 恢复出厂设置过程中,禁止任何形式复位,禁止操作未完成之前断电; 5.4.4AT+BAUD串口波特率 指令 应答 查询 AT+BAUD? +OK=[para] 设置 AT+BAUD=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(ASCII) 波特率(bps) 0 1200 1 2400 2 4800 3 9600 4 14400 5 19200 6 28800 7 38400 8 57600 9 76800 10 115200(默认) 11 230400 12 250000 13 460800 14 921600 说明 重启生效 示例 AT+BAUD=10.设置波特率为115200 HEX: 41,54,2B,42,41,55,44,3D,31,30 5.4.5AT+PARI串口检验位 指令 应答 查询 AT+PARI? +OK=[para] 设置 AT+PARI=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(ASCII) 描述 0 无检验(默认) 1 偶校验 说明 重启生效,掉电保存 示例 AT+PARI=0 5.4.6AT+ROLE蓝牙角色 指令 应答 查询 AT+ROLE? +OK=[para] 设置 AT+ROLE=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 Para(ASCII) 描述 0 从机(默认) 1 主机 2 观察者 说明 重启生效,掉电保存 5.4.7AT+DEVMANUF修改厂商名称 指令 应答 查询 AT+DEVMANUF? +OK=[para] 设置 AT+DEVMANUF=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(字符串): 厂商名称 出厂默认: CDEBYTE; 说明 1、重启生效,掉电保存 2、字符串最大长度32bytes 5.4.8AT+DEVSERIAL修改设备串号 指令 应答 查询 AT+DEVSERIAL? +OK=[para] 设置 AT+DEVSERIAL=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(字符串): 设备串号 出厂默认: 123456; 说明 1、重启生效,掉电保存 2、字符串最大长度32bytes 5.4.9AT+DEVMODEL修改产品型号 指令 应答 查询 AT+DEVMODEL? +OK=[para] 设置 AT+DEVMODEL=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(字符串): 设备型号 出厂默认: E104-BT50; 说明 1、重启生效,掉电保存 2、字符串最大长度32bytes 5.4.10AT+DEVHWER修改硬件版本 指令 应答 查询 AT+DEVHWVER? +OK=[para] 设置 AT+DEVHWVER=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(字符串): 设备硬件版本 出厂默认: V1.0; 说明 1、重启生效,掉电保存 2、字符串最大长度32bytes 5.4.11AT+DEVSWVER修改软件版本 指令 应答 查询 AT+DEVSWVER? +OK=[para] 设置 AT+DEVSWVER=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(字符串): 设备软件版本 出厂默认: V1.0; 说明 1、重启生效,掉电保存 2、字符串最大长度32bytes 5.4.12AT+DEVID修改设备ID 指令 应答 查询 AT+DEVID? +OK=[para] 设置 AT+DEVID=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(HEX): 设备ID; 出厂默认: 说明 1、重启生效,掉电保存; 2、最大长度8bytes 5.4.13AT+ADV广播使能 指令 应答 查询 AT+ADV? +OK=[para] 设置 AT+ADV=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(ASCII) 描述 0 关闭广播 1 普通广播(默认) 2 iBeacon广播 说明 1、立即生效(若未开启广播,或己连接则下次生效),掉电保存; 2、仅从机支持广播。 5.4.14AT+ADVDAT广播数据 指令 应答 查询 AT+ADVDAT? +OK=[para] 设置 AT+ADVDAT=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 设置 (不保存) AT+ADVDAT1=[para] 参数 para(HEX): 1、支持ASCII、HEX 2、长度不大于26字节 说明 1、立即生效(若未开启广播,或己连接则下次生效)。 掉电不保存; 2、仅从机支持广播,其他角色仍可以配置; 示例 指令: 41542b4144564441543d31323334353637383930; 广播数据为: 31323334353637383930 5.4.15AT+ADVINTV广播间隙 指令 应答 查询 AT+ADVINTV? +OK=[para] 设置 AT+ADVINTV=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(ASCII): 32~16384 默认: 1600(1S) 说明 1、立即生效(若未开启广播,或己连接则下次生效),掉电保存 2、仅从机支持广播,其他角色仍可配置; 示例 AT+ADVINTV=1600 设置广播间隙: 1600*0.625=1S 5.4.16AT+IBCNUUIDiBeaconUUID指令 指令 应答 查询 AT+IBCNUUID? +OK=[para1] 设置 AT+IBCNUUID=[para] +OK: 成功 +ERR=[NUM]: 错误 参数 para(HEX): 16位UUID 说明 1、立即生效(若未开启广播,或己连接则下次生效),掉电保存; 2、仅从机支持广播,其他角色仍可配置; 示例 设置iBeaconUUID为“FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825”AT+IBCNUUID=
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