藍牙是一種無處不在的通信協(xié)議，在消費電子，醫(yī)療保健，工業(yè)自動化和資產跟蹤中有無數的應用?，F(xiàn)在，通過添加低功耗藍牙（BLE）網格作為網絡層，甚至可以同時控制和監(jiān)視數百個（甚至數千個）設備。但是，這些新功能為開發(fā)人員增加了復雜性。

藍牙的眾多優(yōu)勢已使其無處不在。藍牙標準由藍牙特別興趣小組（SIG）維護和改進，該小組在撰寫本文時在150個國家/地區(qū)擁有約33,000個成員。原始標準指定了點對點（1：1）連接，后來又添加了多點（一對多或1：m）和網格（許多對多或m：m）。經典藍牙支持基本速率（BR）和增強數據速率（EDR）的1：1和1：m通信。低功耗藍牙（BLE）是唯一支持m：m網狀網絡的模式。

BLE Mesh網絡的出現(xiàn)進一步擴大了藍牙潛在應用的規(guī)模和范圍。BLE Mesh支持超過30,000個網絡節(jié)點，可以處理跨越大型建筑物，醫(yī)療保健企業(yè)和校園的應用程序。

1.藍牙在整個終端市場中繼續(xù)廣泛使用，隨著時間的推移，低功耗模式將扮演越來越重要的角色。

BLE網格概述

BLE Mesh網絡中的每個設備都必須滿足規(guī)范中確定的基本要求。本節(jié)概述了使用藍牙SIG所采用的術語的那些要求。 網狀網絡拓撲 網狀網絡拓撲具有兩個重要優(yōu)勢：幾乎無限的可擴展性和高彈性，這兩者都促使該協(xié)議在產品設計工程師中廣受歡迎。這些優(yōu)勢源于多對多通信，這些通信形成了整個網絡中從源到目的地的多條路徑。

2. BLE Mesh幾乎無限的可擴展性和高彈性使其適用于各種新的和苛刻的用例。

m：m連接可確保成功進行通信，即使多個節(jié)點發(fā)生故障或暫時或永久退出服務也是如此。換種說法：BLE Mesh網絡可以擴展到很遠而沒有任何單點故障。

網格節(jié)點類型

可擴展拓撲使BLE Mesh網絡理論上最多支持32,767個節(jié)點，這個數目對實際應用沒有實際限制。該標準定義了四種類型的節(jié)點，并且可以將任何單個節(jié)點配置為支持多種類型：

中繼節(jié)點重新傳輸或中繼接收到的消息，以在整個網狀網絡中傳播它們。僅當消息的生存時間（TTL）值大于零時，才會中繼消息。除低功耗節(jié)點外，所有BLE Mesh設備均應支持此功能。

低功耗節(jié)點（LPN）主要用于電池供電的低占空比傳感器。為了最大程度地降低功耗，通常會為LPN分配一個伴隨的“朋友節(jié)點”，以充當消息的中介。

朋友節(jié)點代表其分配的LPN接收消息，并將消息存儲在隊列中以備以后傳遞。每個LPN都會定期“喚醒”并輪詢其Friend Node以接收可能在其隊列中的任何新消息。

代理節(jié)點在BLE Mesh網絡中的面向連接的通用屬性（GATT）承載和廣告承載之間中繼消息。此功能使支持BLE（但不支持BLE Mesh堆棧）的設備能夠與網狀網絡通信，而無需專用網關或其他特殊規(guī)定。

網格節(jié)點元素

每個節(jié)點都必須具有定義其基本功能的主要標識元素。它們還可以可選地具有一個或多個輔助元素以定義其他功能。例如，開關（主要元件）也可能具有占用傳感器作為次要元件?；蛘撸加脗鞲衅鳎ㄖ饕兀┮部赡芫哂姓彰骷墑e傳感器作為次要元素。

網狀網絡地址

BLE Mesh網絡中有四種類型的地址，所有這些地址都是在安全設置過程中分配的。請注意，地址已分配給元素，這意味著具有多個元素的節(jié)點將具有多個地址。

單播地址唯一地標識每個單獨的元素，以實現(xiàn)點對點通信。

組地址代表啟用多播通信的多個元素。藍牙SIG定義了四個固定組地址：全代理，全友，全中繼和全節(jié)點。

虛擬地址創(chuàng)建元素或節(jié)點的虛擬組，以啟用其他動態(tài)多播通信功能。

未分配的地址標識尚未配置其單播，組和/或虛擬地址的元素。

網格節(jié)點模型

BLE Mesh節(jié)點采用三種不同類型的模型之一：客戶端，服務器或控制。這些模型由節(jié)點的一個或多個基本功能決定，因為可以在單個節(jié)點中實現(xiàn)多個模型。

服務器模型包含并公開元素的狀態(tài)；例如，照明器打開或關閉或處于某個中間亮度水平。

客戶端模型通過發(fā)送和接收消息與服務器模型進行交互。例如，當使用開關關閉或調暗燈具時。

控制模型在單個節(jié)點中結合了客戶端和服務器模型，并且通常包括控制邏輯（即規(guī)則和行為）。例如，具有環(huán)境光傳感器的室外照明器可以被配置為在黃昏時打開并且在黎明時關閉并且可以打開和關閉室內入口照明器。

ST17H66藍牙BLE5.2芯片

ST17H66藍牙BLE5.2芯片是倫茨科技最新推出的16腳藍牙BLE芯片， 具有256KB Flash +（96KB ROM）+64KB SRAM，藍牙協(xié)議棧固化，不再占用Flash空間。64KB的SRAM，分區(qū)使用，可以在待機時保存更多用戶數據，可以設置大容量緩沖區(qū)，支持更加復雜的功能。符合SIG規(guī)范的自組網應用。包括多節(jié)點的控制，以及2主4從的同時工作。

最大的優(yōu)勢是功耗降低。上一代產品藍牙接收峰值電流>13mA; MCU的功耗~0.5mA/MHz；低功耗模式下平均電流>40uA。新產品的藍牙接收峰值電流8.6mA，MCU的功耗<90uA/MHz。低功耗模式下平均電流可降低到20uA~30uA。BLE5的廣播數據包更加靈活，最多可包含200Byte數據，BLE4只有32Byte。傳輸速率更快，BLE5可以達到20~30KB/s；BLE4一般在4~5KB/s。

應用場景：

• 對功耗控制要求比較嚴格的應用，比如高檔的防丟器，電子標簽等。

• 對數據傳輸有一定要求的客戶，比如用于云臺自拍的透傳模塊，希望藍牙OTA更加可靠的客戶。

• 方便靈活的電子標簽應用。如商品標簽，資產防盜，生物追蹤。

倫茨科技擁有自主研發(fā)無線射頻和低功耗藍牙BLE5.2芯片并具有全球知識產權，針對AIoT物聯(lián)網領域和個人消費者，提供藍牙主控全集成芯片的「軟硬件共性」解決方案及核心器件，配套全方位APP軟件平臺定制開發(fā)。所設計的藍牙芯片方案應用于智能穿戴設備、藍牙室內導航、智能家居、醫(yī)療健康、運動建身、數據傳輸、遠程控制、個人外設及AIoT物聯(lián)網等場景。

最新推出搭載高性能低功耗32位處理器的藍牙芯片ST17H66（SOP16），支持Bluetooth?LE、SIG MESH多功能的Bluetooth 5.2。

關鍵參數：

• 256KB系統(tǒng)閃存

• 64KB SRAM，睡眠模式下所有數據恒常保持

• 2.4 GHz收發(fā)器

• Bluetooth Low Energy

• Bluetooth Mesh

• -20dBm至+10dBm發(fā)射功率

• 接收電流：8mA

• 發(fā)射電流：8.6mA

• 0.3uA@sleep(IO wake up only)

• AoA/AoD 方位測定

• AES-128硬件加密

• PDM/I2C/SPI/UART/PWM/DMA