蓝牙模组Air5101s规格介绍

一、产品概述

Air5101S 是一款超小型低功耗蓝牙透传模组，尺寸为 6×15.3×2.25mm，基于 BLE 5.2 技术打造，采用工业级设计，搭配简洁 AT 指令集。可与现有 4G 模组（如 Air780 系列）搭配，通过"外挂"方式实现功能升级，为物联网场景提供短距离无线数据传输解决方案。

1.1 核心参数：

型号说明

参数项	规格值
封装	LCC
尺寸	6 × 15.3 × 2.25 mm
天线接线方式	集成板载天线
IO 电平	3.3V
通信方式	UART 串口通信
默认串口波特率	9600 bps
供电范围	3.3V ~ 5.5V
工作温度	-40°C ~ +85°C（工业级）
功耗	支持三种功耗模式

蓝牙技术规格：

参数项	规格值	备注说明
蓝牙版本	BLE 5.2	—
通信距离	10 ~ 20 米	参考距离，覆盖大多数室内及短距离户外场景
数据传输率	1 Mbps	物理层理论值，短包格式传输
发射功率	-40 dBm ~ +6 dBm	可调，用户可根据需求在功耗与距离间权衡
接收灵敏度	< -96 dBm	保证复杂环境下的信号捕获能力

工作模式：

模式名称	说明	特性
AT 指令模式	通过串口发送 AT 指令配置模块参数	默认波特率 9600 bps，支持 115200 等其他波特率
透传模式	建立连接后数据透明传输	无需协议封装，即连即用
快速切换	支持两种工作模式热切换	默认为透传模式，发送AT+UA进入 AT 指令模式

1.2 功耗模式

常规模式 0、低功耗模式 1 和低功耗模式 3，开发者可根据应用场景灵活调配。

其中低功耗模式 1 和低功耗模式 3 的功耗相同，只是唤醒后的行为不同：

• 常规模式 0： 蓝牙正常工作；
• 低功耗模式 1： 可被发现和连接；唤醒后，会在 80ms 后再次进入低功耗模式 1。
• 低功耗模式 3： 可被发现和连接；唤醒后，自动退出低功耗模式 3，进入常规模式 0。

因此低功耗模式 1 和低功耗模式 3，在下方功耗表中统称为低功耗模式。

从 Air5101S 功耗数据表可知：

发射功率 6dBm，连接状态下工作间隔为 1000ms 时，低功耗模式平均电流为 70uA；广播状态下工作间隔为 10000ms 时，低功耗模式平均电流仅为 32uA。

uA 级的功耗表现，意味着采用纽扣电池供电的设备，也可稳定运行数月甚至数年之久。

二、核心功能

2.1 BLE 近场通信

Air5101S 提供稳定可靠的 BLE 近场通信能力，支持以下特性：

• 双工作模式 ：支持 AT 指令模式和透传模式，可根据应用场景灵活切换
• 丰富的配置选项 ：可配置设备名称、广播参数、连接参数等
• 低功耗设计 ：支持三种功耗模式（常规模式、低功耗模式 1、低功耗模式 3）
• 数据透传 ：建立连接后数据透明传输，无需协议封装
• 事件通知 ：实时通知连接状态、数据接收等事件

通过 exril_5101 扩展库，4G 模组可以控制 Air5101S，实现蓝牙数据的收发和管理。

API

核心接口：

exril_5101.on(cbfunc) – 注册事件回调

exril_5101.mode(mode, timeout) – 切换工作模式

exril_5101.set(config, timeout) – 配置参数

exril_5101.get(key, timeout) – 获取设备信息

exril_5101.send(data, wakeup_option, timeout) – 向已连接的蓝牙主设备发送数据

exril_5101.disconnect(timeout) – 断开连接

exril_5101.status(timeout) – 查询连接状态

exril_5101.wakeup(source, level, width, timeout) – 配置唤醒主控功能

系统控制接口：

exril_5101.restart(timeout) – 软重启模块

exril_5101.restore(timeout) – 恢复出厂设置

exril_5101.save(timeout) – 保存配置到 Flash

功耗管理接口：

exril_5101.power(mode, wakeup_option, timeout) – 设置功耗模式

看门狗接口：

exril_5101.wdt.init(timeout, level, width, sync_timeout) – 初始化看门狗

exril_5101.wdt.feed(sync_timeout) – 喂狗操作

exril_5101.wdt.close(sync_timeout) – 关闭看门狗

exril_5101.wdt.status(sync_timeout) – 查询看门狗状态

开发流程 ：

1. 加载 exril_5101 扩展库
2. 初始化 Air5101，配置设备参数
3. 注册事件回调，处理蓝牙事件
4. 根据应用需求，实现相应功能

2.2 互为看门狗

Air5101S 内置看门狗功能，可与 4G 模组实现"互为看门狗"的可靠机制：

Air5101S 守护主控： Air5101S 作为独立的硬件看门狗。当主控运行异常、未能在设定时间内“喂狗”时，Air5101S 模组能通过 SWITCH 引脚自动输出指定电平，强制重启主控。

主控守护 Air5101S： 主控也可作为 Air5101S 的看门狗，当 Air5101S 工作异常时，主控可拉低 Air5101S 的 RESET 脚，复位 Air5101S。

Air5101S 开发板引脚说明

• VBAT ：电源输入引脚，连接外部电源（3.3V--5.5V）；
• SWITCH ：当主控不按时喂 Air5101S 时，拉高该信号，通过三极管反向后，拉低主控 RESET 复位；
• RST_OUT ：与 SWITCH 通过三极管反向连接（连接主控 RESET 引脚，用于复位主控）；
• RESET ：当主控发 AT 指令给 Air5101S 得不到响应时，通过拉低此管脚可复位 Air5101S；
• RST_IN ：与 RESET 经三极管反向连接（连接主控 GPIO 引脚，用于复位 Air5101S）；
• WAKEUP ：当主控进入低功耗模式，Air5101S 与手机或其他蓝牙设备保持连接；当蓝牙连接断开或收到数据时，可通过此管脚唤醒主控以恢复主控的处理数据功能；
• RXD ：与主控的 TXD 引脚连接；
• TXD ：与主控的 RXD 引脚连接。

2.3 通过 Air5101S 的蓝牙为 4G 升级固件

Air5101S 支持通过蓝牙为 4G 模组升级固件，提供两种工具方式：

方式一：Python 工具升级

原理 ：使用专用的 Python 脚本工具，通过蓝牙连接 Air5101S，将固件数据传输到 4G 模组进行升级。

优势 ：

• 操作简单，通过命令行即可完成
• 支持自动化脚本操作
• 适合开发人员和批量升级场景

实现流程 ：

进入到 ble_fota 目录下运行 cmd 命令进入命令行程序，然后等待设备运行并初始化蓝牙后运行下面命令：

python ble_fota_tool.py -f ble_fota.bin

方式二：Web 界面升级

原理 ：通过 Web 浏览器访问专用的升级页面，通过蓝牙连接 Air5101S，实现可视化的固件升级操作。

优势 ：

• 界面友好，操作直观
• 持进度显示和操作引导

实现流程 ：

代码文件夹中有个 html 文件，放到 Chrome 或者 Edge 浏览器打开：

然后等待升级完成即可。

技术实现 ：两种方式均基于 Air5101S 的透传功能，通过 exril_5101 扩展库来实现数据传输，确保固件数据的可靠传输和升级过程的稳定性。

三、应用场景

Air5101S 适用于各类物联网设备和无线通信应用，包括但不限于：

• 智能设备控制 ：通过手机蓝牙控制设备
• 数据透传 ：实现设备与手机之间的数据传输
• 远程固件升级 ：通过蓝牙为 4G 设备升级固件
• 系统稳定性保障 ：利用看门狗功能确保系统稳定运行
• 低功耗应用 ：适用于电池供电的便携设备

四、总结

1. 低成本升级 ：通过「外挂」方式为现有 4G 设备添加蓝牙功能，无需重新设计硬件，降低开发成本与周期
2. 高可靠性 ：内置看门狗功能，与 4G 模组实现 互为守护 ，提升系统稳定性
3. 灵活升级 ：支持通过蓝牙为 4G 模组升级固件，提供 两种升级方式，便于远程维护
4. 低功耗设计 ：多种功耗模式可选，灵活适配不同应用场景的能耗需求
5. 易于集成 ：提供 完整的扩展库和 API ，大幅简化开发流程
6. 稳定通信 ：基于 BLE 5.2 技术，提供稳定可靠的蓝牙通信体验

审核编辑 黄宇