Bluetooth? 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和家庭自動(dòng)化

當(dāng)Bluetooth ? 5.0 規(guī)范于 2016 年推出時(shí)，它提供了比以前的標(biāo)準(zhǔn)高得多的數(shù)據(jù)速率，并為引入許多藍(lán)牙低功耗 (BLE) 網(wǎng)絡(luò)功能鋪平了道路，特別是那些強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)新興需求的功能物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用程序。僅僅一年后，即 2017 年 7 月 31 日，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬性 1.0 發(fā)布，支持提供基于藍(lán)牙的多對多通信。網(wǎng)格規(guī)范允許多達(dá) 32,767 (2 15 ) 個(gè)節(jié)點(diǎn)，使其非常適合部署在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)和智能家居應(yīng)用中，在這些應(yīng)用中需要連接大量單獨(dú)的設(shè)備。

用于智能家居應(yīng)用的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

對于智能家居和家庭自動(dòng)化應(yīng)用，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)為許多新產(chǎn)品開辟了機(jī)會(huì)。一個(gè)很好的例子是現(xiàn)在可以買到的藍(lán)牙控制燈泡的興起。消費(fèi)者可以從家里的幾個(gè)燈泡開始，也可以更換家里的所有燈泡，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將負(fù)責(zé)將它們配置到特定的一組或一組燈中（例如走廊、餐廳、廚房、臥室等）。 ). 允許藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在家庭自動(dòng)化應(yīng)用中成功采用的另一個(gè)屬性是藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在 BLE 協(xié)議之上工作。這使藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠向后兼容藍(lán)牙 4.0，并確保消費(fèi)者可以將舊設(shè)備整合到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中。

藍(lán)牙網(wǎng)狀星形拓?fù)?/p>

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不是通過單個(gè)網(wǎng)絡(luò)集線器或星形拓?fù)鋪硐拗仆ㄐ?，而是允許通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送和中繼消息。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)還可以同時(shí)尋址和控制網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)設(shè)備。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)方法將網(wǎng)絡(luò)的物理范圍擴(kuò)展到藍(lán)牙距離限制之外，通過冗余增加網(wǎng)絡(luò)彈性，并提供顯著擴(kuò)展部署的能力。網(wǎng)格可以繼續(xù)擴(kuò)展工作范圍，克服傳統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)備遇到的范圍限制。此外，通過網(wǎng)絡(luò)“結(jié)構(gòu)”中繼的消息的本質(zhì)意味著沒有單點(diǎn)故障，這賦予了它自我修復(fù)的能力。

網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和泛洪技術(shù)

在藍(lán)牙中，mesh 節(jié)點(diǎn)分為四種不同的類型：中繼、低功耗、朋友和代理（圖 1）：

圖 1：包括所有節(jié)點(diǎn)類型的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)示例：中繼、低功耗、朋友和代理。（來源：賽普拉斯）

中繼節(jié)點(diǎn)：這些節(jié)點(diǎn)需要始終保持清醒狀態(tài)，因此會(huì)消耗更多電量。中繼節(jié)點(diǎn)的功能是通過網(wǎng)絡(luò)接收和轉(zhuǎn)發(fā)消息包。在我們的照明示例中，中繼節(jié)點(diǎn)將由市電供電，因此它們不太可能有能源供應(yīng)問題。

低功耗節(jié)點(diǎn)：這些節(jié)點(diǎn)通常由電池供電，并且通常在大部分時(shí)間處于節(jié)能睡眠模式。

好友節(jié)點(diǎn)：低功耗節(jié)點(diǎn)始終與好友節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，好友節(jié)點(diǎn)根據(jù)約定的時(shí)間表存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)消息。用于在黃昏和黎明控制外部燈光的環(huán)境光傳感器是低功耗節(jié)點(diǎn)的一個(gè)示例。

代理節(jié)點(diǎn)：這些節(jié)點(diǎn)使不符合 BLE 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備能夠通過使用藍(lán)牙通用屬性 (GATT) 配置文件接口連接到網(wǎng)格中。

網(wǎng)格使用廣播到所有或“泛洪”技術(shù)運(yùn)行，以將消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到消息到達(dá)其目的地。消息可以針對單個(gè)節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)組或所有節(jié)點(diǎn)。例如，組地址可用于打開餐廳中的所有燈，每盞燈幾乎沒有延遲地接收命令。發(fā)布和訂閱技術(shù)鏈接網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)類型。例如，餐廳中的一組燈“訂閱”由位于房間中的電燈開關(guān)“發(fā)布”的開/關(guān)命令。

賽普拉斯 EZ-BT? 網(wǎng)格評估套件 (CYBT-213043-MESH)

即使對于經(jīng)驗(yàn)最豐富的工程師來說，著手設(shè)計(jì)一款基于藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的新產(chǎn)品也會(huì)讓人望而生畏。Bluetooth 特別興趣小組 (SIG) 通過發(fā)布已通過 Bluetooth Qualification Process 的模塊和片上系統(tǒng) (SoC) 供應(yīng)商列表來提供幫助，但除此之外，工程師將有許多與組件規(guī)范相關(guān)的問題、軟件堆棧、開發(fā)工具和參考設(shè)計(jì)。在這種情況下，賽普拉斯脫穎而出，成為擁有答案并提供所有關(guān)鍵元素以完成藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的供應(yīng)商。

賽普拉斯 EZ-BT? 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)評估套件 ( CYBT-213043-MESH ) 是完整評估平臺(tái)的絕佳示例，旨在實(shí)現(xiàn)和評估藍(lán)牙 SIG 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能（圖 2）。該套件包含四個(gè)獨(dú)立的評估板，每個(gè)評估板包含一個(gè)基于 Cypress CYW20819 的 CYBT-213043-02 模塊、一個(gè)熱敏電阻、光傳感器和 PIR 運(yùn)動(dòng)傳感器。CYW20819 是一款超低功耗、雙模藍(lán)牙 5.0 SoC，已通過藍(lán)牙 mesh 1.0 規(guī)范認(rèn)證。該評估平臺(tái)非常適合需要低功耗藍(lán)牙 (BLE) 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)計(jì)，例如傳感器節(jié)點(diǎn)、照明和智能家居應(yīng)用。

圖 2：Cypress CYBT-213043-MESH 評估套件使您能夠快速評估您的藍(lán)牙 SIG Mesh 設(shè)計(jì)。（來源：賽普拉斯）

賽普拉斯提供了用于實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)類型的設(shè)備、參考設(shè)計(jì)和輔助應(yīng)用程序的完整列表，從而可以盡可能快速且經(jīng)濟(jì)高效地加快藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)、開發(fā)和測試。Cypress 完全認(rèn)證的模塊和 SoC、固件和開發(fā)套件消除了使用網(wǎng)狀堆棧規(guī)范底層協(xié)議的復(fù)雜性，讓開發(fā)團(tuán)隊(duì)專注于在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將最終產(chǎn)品推向市場。一個(gè)例子是一系列 Microsoft Windows、Android 和 Apple iOS 幫助應(yīng)用程序，它們提供預(yù)構(gòu)建的源代碼示例，以進(jìn)一步加快與 Cypress 網(wǎng)格產(chǎn)品系列交互的移動(dòng)應(yīng)用程序的開發(fā)（圖 3）。

圖 3：Cypress 具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以提供支持藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)所需的硬件、軟件和應(yīng)用程序。（來源：賽普拉斯）

此外，Mouser 一流的全球分銷和當(dāng)日發(fā)貨能力意味著 Cypress 產(chǎn)品通?？梢栽谟嗁徍蟮牡诙炀退偷焦こ處煹墓ぷ髋_(tái)上。

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