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

當(dāng)Bluetooth ? 5.0 規(guī)范于 2016 年推出時，它提供了比以前的標(biāo)準(zhǔn)高得多的數(shù)據(jù)速率，并為引入許多藍牙低功耗 (BLE) 網(wǎng)絡(luò)功能鋪平了道路，特別是那些強調(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，支持提供基于藍牙的多對多通信。網(wǎng)格規(guī)范允許多達 32,767 (2 15 ) 個節(jié)點，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的設(shè)備。

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

對于智能家居和家庭自動化應(yīng)用，藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)為許多新產(chǎn)品開辟了機會。一個很好的例子是現(xiàn)在可以買到的藍牙控制燈泡的興起。消費者可以從家里的幾個燈泡開始，也可以更換家里的所有燈泡，藍牙網(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）。 ). 允許藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在家庭自動化應(yīng)用中成功采用的另一個屬性是藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在 BLE 協(xié)議之上工作。這使藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠向后兼容藍牙 4.0，并確保消費者可以將舊設(shè)備整合到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中。

藍牙網(wǎng)狀星形拓?fù)?/p>

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不是通過單個網(wǎng)絡(luò)集線器或星形拓?fù)鋪硐拗仆ㄐ?，而是允許通過多個節(jié)點發(fā)送和中繼消息。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)還可以同時尋址和控制網(wǎng)絡(luò)中的多個設(shè)備。藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)方法將網(wǎng)絡(luò)的物理范圍擴展到藍牙距離限制之外，通過冗余增加網(wǎng)絡(luò)彈性，并提供顯著擴展部署的能力。網(wǎng)格可以繼續(xù)擴展工作范圍，克服傳統(tǒng)藍牙設(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)意味著沒有單點故障，這賦予了它自我修復(fù)的能力。

網(wǎng)格節(jié)點和泛洪技術(shù)

在藍牙中，mesh 節(jié)點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)點類型的藍牙網(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：這些節(jié)點需要始終保持清醒狀態(tài)，因此會消耗更多電量。中繼節(jié)點的功能是通過網(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：這些節(jié)點通常由電池供電，并且通常在大部分時間處于節(jié)能睡眠模式。

好友節(jié)點：低功耗節(jié)點始終與好友節(jié)點相關(guān)聯(lián)，好友節(jié)點根據(jù)約定的時間表存儲和轉(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)點的一個示例。

代理節(jié)點：這些節(jié)點使不符合 BLE 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備能夠通過使用藍牙通用屬性 (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)運行，以將消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點，直到消息到達其目的地。消息可以針對單個節(jié)點、節(jié)點組或所有節(jié)點。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)驗最豐富的工程師來說，著手設(shè)計一款基于藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的新產(chǎn)品也會讓人望而生畏。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。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)鍵元素以完成藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的供應(yīng)商。

賽普拉斯 EZ-BT? 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)評估套件 ( CYBT-213043-MESH ) 是完整評估平臺的絕佳示例，旨在實現(xiàn)和評估藍牙 SIG 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能（圖 2）。該套件包含四個獨立的評估板，每個評估板包含一個基于 Cypress CYW20819 的 CYBT-213043-02 模塊、一個熱敏電阻、光傳感器和 PIR 運動傳感器。CYW20819 是一款超低功耗、雙模藍牙 5.0 SoC，已通過藍牙 mesh 1.0 規(guī)范認(rèn)證。該評估平臺非常適合需要低功耗藍牙 (BLE) 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)計，例如傳感器節(jié)點、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牙 SIG Mesh 設(shè)計。（來源：賽普拉斯）

賽普拉斯提供了用于實現(xiàn)所有節(jié)點類型的設(shè)備、參考設(shè)計和輔助應(yīng)用程序的完整列表，從而可以盡可能快速且經(jīng)濟高效地加快藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的原型設(shè)計、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)團隊專注于在盡可能短的時間內(nèi)將最終產(chǎn)品推向市場。一個例子是一系列 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，以進一步加快與 Cypress 網(wǎng)格產(chǎn)品系列交互的移動應(yīng)用程序的開發(fā)（圖 3）。

圖 3：Cypress 具有獨特的優(yōu)勢，可以提供支持藍牙網(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_上。

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