當Bluetooth ? 5.0 規(guī)范于 2016 年推出時，它提供了比以前的標準高得多的數(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) 應用程序。僅僅一年后，即 2017 年 7 月 31 日，藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡設備屬性 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)和智能家居應用中，在這些應用中需要連接大量單獨的設備。

用于智能家居應用的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡

對于智能家居和家庭自動化應用，藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡為許多新產(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)絡將負責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)絡在家庭自動化應用中成功采用的另一個屬性是藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡在 BLE 協(xié)議之上工作。這使藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡能夠向后兼容藍牙 4.0，并確保消費者可以將舊設備整合到網(wǎng)狀網(wǎng)絡中。

藍牙網(wǎng)狀星形拓撲

網(wǎng)狀網(wǎng)絡不是通過單個網(wǎng)絡集線器或星形拓撲來限制通信，而是允許通過多個節(jié)點發(fā)送和中繼消息。網(wǎng)狀網(wǎng)絡還可以同時尋址和控制網(wǎng)絡中的多個設備。藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡方法將網(wǎng)絡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)藍牙設備遇到的范圍限制。此外，通過網(wǎng)絡“結構”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的能力。

網(wǎng)格節(jié)點和泛洪技術

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 標準的設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”技術運行，以將消息發(fā)送到網(wǎng)絡中的每個節(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)布和訂閱技術鏈接網(wǎng)狀網(wǎng)絡中的不同節(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“發(fā)布”的開/關命令。

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，著手設計一款基于藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡的新產(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)范相關的問題、軟件堆棧、開發(fā)工具和參考設計。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鍵元素以完成藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡設計的供應商。

賽普拉斯 EZ-BT? 網(wǎng)狀網(wǎng)絡評估套件 ( 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)范認證。該評估平臺非常適合需要低功耗藍牙 (BLE) 網(wǎng)狀網(wǎng)絡功能的設計，例如傳感器節(jié)點、照明和智能家居應用。

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)點類型的設備、參考設計和輔助應用程序的完整列表，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)絡產(chǎn)品的原型設計、開發(fā)和測試。Cypress 完全認證的模塊和 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 幫助應用程序，它們提供預構建的源代碼示例，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)絡所需的硬件、軟件和應用程序。（來源：賽普拉斯）

此外，Mouser 一流的全球分銷和當日發(fā)貨能力意味著 Cypress 產(chǎn)品通常可以在訂購后的第二天就送到工程師的工作臺上。

學到更多

您想了解更多有關使用賽普拉斯硬件和軟件開發(fā)藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡設計的信息嗎？為什么不加入我們的虛擬研討會，該研討會將重點介紹使用賽普拉斯認證的硬件解決方案以及全面的軟件工具、堆棧和幫助源代碼示例，將藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡用于家庭自動化應用。

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