使用藍牙網狀網絡進行設計:設備要求
發布時間:2023-03-09 責任編輯:lina
【導讀】話雖如此,這些功能也讓藍牙 Mesh 的de實shi現xian變bian得de有you點dian複fu雜za。如ru果guo讓rang係xi統tong設she計ji師shi來lai處chu理li所suo有you這zhe些xie複fu雜za性xing,那na麼me推tui出chu一yi款kuan產chan品pin將jiang需xu要yao數shu百bai人ren年nian的de努nu力li。除chu此ci之zhi外wai,物wu聯lian網wang應ying用yong非fei常chang廣guang泛fan。這zhe意yi味wei著zhe每mei個ge應ying用yong程cheng序xu需xu要yao一yi組zu略lve有you不bu同tong的de外wai圍wei設she備bei和he CPU chulinengli。liru,ruguoninzhengzaishejizhinengjiajuchanpin,youxieshidianchigongdiande,youxieshiqiangshanggongdiande,youxieshimonimijixingde,youxiezexuyaoqiangdadechulinenglihedaliangshuziwaiweishebei。
Bluetooth Mesh 提供的所有強大功能使其成為安全的低功耗網絡,同時還提供出色的互操作性。
話雖如此,這些功能也讓藍牙 Mesh 的de實shi現xian變bian得de有you點dian複fu雜za。如ru果guo讓rang係xi統tong設she計ji師shi來lai處chu理li所suo有you這zhe些xie複fu雜za性xing,那na麼me推tui出chu一yi款kuan產chan品pin將jiang需xu要yao數shu百bai人ren年nian的de努nu力li。除chu此ci之zhi外wai,物wu聯lian網wang應ying用yong非fei常chang廣guang泛fan。這zhe意yi味wei著zhe每mei個ge應ying用yong程cheng序xu需xu要yao一yi組zu略lve有you不bu同tong的de外wai圍wei設she備bei和he CPU chulinengli。liru,ruguoninzhengzaishejizhinengjiajuchanpin,youxieshidianchigongdiande,youxieshiqiangshanggongdiande,youxieshimonimijixingde,youxiezexuyaoqiangdadechulinenglihedaliangshuziwaiweishebei。
固(gu)件(jian)開(kai)發(fa)通(tong)常(chang)是(shi)任(ren)何(he)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)項(xiang)目(mu)的(de)投(tou)資(zi)。即(ji)使(shi)係(xi)統(tong)不(bu)同(tong),如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)的(de)矽(gui)係(xi)列(lie)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian),一(yi)些(xie)固(gu)件(jian)工(gong)作(zuo)也(ye)可(ke)以(yi)跨(kua)設(she)計(ji)重(zhong)複(fu)使(shi)用(yong)。因(yin)此(ci),在(zai)盡(jin)職(zhi)調(tiao)查(zha)後(hou)為(wei)您(nin)的(de)個(ge)產(chan)品(pin)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)設(she)備(bei)/平台非常重要,這樣您就可以限度地重用 IP 並利用現有固件。在本文中,我們將討論在為您的下一個藍牙網狀網絡應用選擇設備時必須考慮的一些要點。
在高層次上,任何藍牙網狀網絡應用程序的開發和部署都需要三個關鍵部分。這些作品是:
• 硬件
• 軟件/固件
• 移動應用
硬件
在(zai)為(wei)您(nin)的(de)藍(lan)牙(ya)網(wang)狀(zhuang)網(wang)絡(luo)產(chan)品(pin)選(xuan)擇(ze)平(ping)台(tai)時(shi),步(bu)也(ye)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)步(bu)是(shi)調(tiao)查(zha)設(she)備(bei)功(gong)能(neng)。選(xuan)擇(ze)設(she)備(bei)時(shi)考(kao)慮(lv)長(chang)遠(yuan)很(hen)重(zhong)要(yao)。讓(rang)我(wo)們(men)舉(ju)個(ge)例(li)子(zi)來(lai)理(li)解(jie)為(wei)什(shen)麼(me)。圖(tu) 1 顯示了一個智能家居係統的示例。

圖 1:使用藍牙網狀網絡的智能家居係統示例。(:賽普拉斯)
正如您在這裏看到的,這個網絡中有各種設備,包括燈泡、風扇、恒溫器和百葉窗控製器。實際的智能家居可能會使用更多種類的藍牙 Mesh 產品,例如開關、調光器、占用傳感器、灑(sa)水(shui)器(qi)控(kong)製(zhi)器(qi)等(deng)。如(ru)果(guo)您(nin)正(zheng)在(zai)設(she)計(ji)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)產(chan)品(pin),您(nin)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)適(shi)合(he)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)的(de)產(chan)品(pin)。因(yin)此(ci),即(ji)使(shi)您(nin)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)智(zhi)能(neng)開(kai)關(guan)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu),對(dui)其(qi)他(ta)產(chan)品(pin)的(de)範(fan)圍(wei)也(ye)很(hen)重(zhong)要(yao)。
zhexieyingyongzhongdemeiyigedouyoubutongdeshejiyaoqiu。qitalingyuyeshiruci,lirulouyuzidonghua。lixiangqingkuangxia,nindeshejikeyijiyumanzudaduoshuyingyongchengxuyaoqiudepingtai。ciwai,ninyinggainenggougenjuyingyongchengxushengjihuojiangjixuanxiang,erwuxuwanquanzhongxinshejigujian。
讓我們看看在為您的藍牙網狀網絡應用程序開發選擇設備之前應該考慮的一些芯片特性/規格。
發射功率和接收靈敏度——renhewuxianshebeidezhongyaoguigezhiyishiqifashegonglvhejieshoulingmindu。chuanshugonglvhejieshoulingmindudingyileshebeidelianluyusuanyijishebeiyuwangluozhongqitajiediantongxindejuli。jinguanlanya Mesh 旨在擴展網絡範圍,但傳輸功率和接收靈敏度限製了網絡中各個節點之間的距離。
zhengruwomenzhiqiantidaode,bingfeimeigechanpindoushixiangtongde,bingqieyaoqiuyinyingyongchengxueryi。juyougenggaodefashegonglvyehuixiaohaogengduodedianliu。ninkenengxuyaoxianzhidianchigongdianyingyongdechuanshugonglv,yijiangdigonghaobingyanchangdianchishouming。wenduheshiduchuanganqi、智(zhi)能(neng)開(kai)關(guan)等(deng)應(ying)用(yong)通(tong)常(chang)由(you)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)。在(zai)這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)用(yong)較(jiao)低(di)的(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)可(ke)能(neng)是(shi)有(you)利(li)的(de)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),牆(qiang)上(shang)供(gong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)可(ke)以(yi)支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)的(de)傳(chuan)輸(shu)功(gong)率(lv)以(yi)擴(kuo)展(zhan)網(wang)絡(luo)範(fan)圍(wei)。因(yin)此(ci),對(dui)於(yu)牆(qiang)上(shang)供(gong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong),選(xuan)擇(ze)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)高(gao)達(da) 10 dBm 傳輸功率的設備非常重要。
支持 Mesh 的(de)設(she)備(bei)應(ying)該(gai)能(neng)夠(gou)為(wei)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)支(zhi)持(chi)較(jiao)低(di)的(de)傳(chuan)輸(shu)功(gong)率(lv),並(bing)為(wei)牆(qiang)上(shang)供(gong)電(dian)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)支(zhi)持(chi)較(jiao)高(gao)的(de)傳(chuan)輸(shu)功(gong)率(lv)。選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)設(she)備(bei)係(xi)列(lie)是(shi)個(ge)好(hao)主(zhu)意(yi),它(ta)可(ke)以(yi)在(zai)相(xiang)似(si)的(de)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)和(he)相(xiang)似(si)的(de)資(zi)源(yuan)中(zhong)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)的(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)選(xuan)項(xiang)。這(zhe)允(yun)許(xu)您(nin)僅(jin)更(geng)改(gai) BOM 而無需對布局進行任何更改,從而簡化新產品的設計並加快上市時間。
使用集成功率放大器 (IPA) 通常支持更高的發射功率。然而,IPA 需要額外付費。為降低 BOM 成本,開發人員可以為電池供電應用切換到具有較低傳輸功率的低成本設備(如果有這樣的選項)。例如,為了滿足這一要求,賽普拉斯提供了支持高達 +4 dBm 發射功率的CYW20819和另一個支持高達 10 dBm 發射功率的器件CYW20820 ,采用具有相同功能集的引腳兼容封裝。
功耗——bixuduimeizhongyingyongdegonghaojinxingzaixidetiaozha,wulunshiqiangshanggongdianhaishidianchigongdian。weileshichanpinhuanbao,jianguanjigouyizhizaishijiayali,yaoqiujishishiyongbishigongdianshebeiyeyaojiangdigonghao。ruguonindechanpinbufuheguidingdegonghaoyaoqiu,ninkenengwufaxiaoshougaichanpin。
zaizhakanshebeidegonghaoshi,bixujianzhagezhongyinsu。shouxianshifashehejieshouqijiandewuxiandiangonghao。daduoshulanyawangzhuangwangluojiedianchixusaomiaoshujubao。yinci,zhexieshebeijihu 100% 的時間都處於接收模式,這使得接收器功耗成為在為 Mesh 應用選擇設備時要考慮的重要參數之一。
考慮到充當中繼的 Mesh shebeibixuzhuanfajieshoudaodexiaoxi,chuanshugonghaoshilingyigezhongyaoguifan。bixuzaishebeizhichidechuanshugonglvxiajianzhachuanshugonghao。yuzaijiaogaofashegonglvxiashiyongshixiangbi,mouxieshebeizaijiaodifashegonglvxiawangwangbiaoxiangenghao。
供(gong)應(ying)商(shang)在(zai)其(qi)設(she)備(bei)中(zhong)支(zhi)持(chi)不(bu)同(tong)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)模(mo)式(shi)。了(le)解(jie)您(nin)的(de)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)什(shen)麼(me)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),這(zhe)樣(yang)您(nin)就(jiu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)設(she)備(bei)可(ke)能(neng)處(chu)於(yu)活(huo)動(dong)模(mo)式(shi)和(he)其(qi)他(ta)低(di)功(gong)耗(hao)模(mo)式(shi)的(de)時(shi)間(jian)準(zhun)確(que)估(gu)算(suan)平(ping)均(jun)功(gong)耗(hao)。
處理能力——選擇具有良好處理能力的設備通常是個好主意。LED 燈泡等一些應用可能需要根據用戶請求快速處理和修改 LED 狀態(開/關或顏色)。由於設備在其低功耗模式下消耗的功率,因此使用更快的 CPU 可以快速完成任務。因此,設備可以進入休眠更長時間,從而降低平均總功耗。
內存– 閃存和 RAM 大小要求因所選應用而異。找到一個提供靈活內存占用的產品係列非常重要。Mesh 實shi現xian應ying該gai允yun許xu應ying用yong程cheng序xu代dai碼ma在zai具ju有you不bu同tong內nei存cun占zhan用yong的de設she備bei之zhi間jian移yi植zhi,而er無wu需xu任ren何he額e外wai的de努nu力li。這zhe使shi您nin可ke以yi為wei需xu要yao較jiao少shao內nei存cun的de應ying用yong程cheng序xu選xuan擇ze成cheng本ben較jiao低di的de設she備bei。此ci外wai,一yi些xie設she備bei有you ROM 來存儲藍牙堆棧和外圍驅動程序。這釋放了 Flash 供應用程序使用。這意味著具有內部 ROM 和閃存的設備通常更適合藍牙 Mesh 產品。
外設——正如我們之前提到的,不同的應用可能需要不同的外設。例如,智能燈泡可能需要三個或四個脈寬調製器 (PWM) 用於 RGB/RGBW LED 控製,一個模數轉換器 (ADC) 使用熱敏電阻測量溫度,以及一個 I2C 接口用作被動紅外 (PIR) 傳感器控製器接口。另一方麵,恒溫器需要一個 ADC 和he一yi個ge電dian源yuan管guan理li模mo塊kuai來lai支zhi持chi低di功gong耗hao模mo式shi。在zai為wei您nin的de產chan品pin選xuan擇ze平ping台tai時shi,它ta有you助zhu於yu列lie出chu所suo有you應ying用yong程cheng序xu的de潛qian在zai外wai圍wei設she備bei需xu求qiu,並bing確que定ding適shi合he它ta們men的de設she備bei。
擴展溫度和工業溫度支持——鑒於 LED 和 AC-DC 子係統的高功率耗散,某些應用(例如照明)需要支持擴展溫度(高達 +105° C)。因此,選擇一個能夠提供工業級和擴展溫度級產品的器件係列非常重要。
軟件
軟件是一個非常重要的部分,必須進行調查。對於軟件,我們不僅指 IDE 和工具鏈,還指底層軟件開發工具包 (SDK)。IDE 必須易於使用,例如常用的基於 Eclipse 的 IDE。
SDK 需要特別注意。Bluetooth Mesh 有多種模型和節點類型。特定模型和節點類型的使用取決於應用程序。對於符合藍牙 Mesh 資格的產品,底層模型和節點類型也必須符合資格。一些供應商並未對所有藍牙 Mesh 型號和節點類型進行。如果應用程序需要一個不合格的模型,則開發人員有責任完成整個資格過程。這需要開發人員徹底了解藍牙 Mesh 規範,並在資格過程中投入額外的金錢和時間。Mesh 芯片供應商有責任抽象出這種複雜性並提供完全符合藍牙 Mesh 標準的解決方案。因此,在為您的藍牙網狀網絡應用程序選擇設備之前,
確定支持所有網格模型和節點類型的設備後,找出可用的參考代碼示例。代碼示例使用您以前從未使用過的新技術啟動開發。
移動應用
wulianwangdelinianshilianjieshiwu,yibianyonghukeyiqingsongfangwentamen。jihusuoyouwulianwangyingyongchengxudouxuyaoyidongyingyongchengxu,jiyulanyawangzhuangwangluodewulianwangyingyongchengxuyeshiruci。wulunshidengpaokongzhihaishicongtianqijiancezhanduquwendu,yonghudouxiwangshiyongshoujifangwenhekongzhishebei。weici,xinpiangongyingshangbixuweiqilanya Mesh 產品提供 iOS 和 Android 移動應用程序。
理li想xiang情qing況kuang下xia,為wei這zhe些xie應ying用yong程cheng序xu提ti供gong源yuan代dai碼ma,以yi便bian您nin可ke以yi進jin行xing自zi定ding義yi以yi適shi應ying您nin的de品pin牌pai和he產chan品pin特te定ding的de修xiu改gai。如ru果guo芯xin片pian供gong應ying商shang不bu提ti供gong這zhe些xie應ying用yong程cheng序xu,您nin將jiang需xu要yao從cong頭tou開kai始shi開kai發fa這zhe些xie應ying用yong程cheng序xu。每mei個ge應ying用yong程cheng序xu的de應ying用yong程cheng序xu開kai發fa成cheng本ben可ke能neng超chao過guo 20 萬美元,這還不包括對產品上市時間的影響。
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