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作者：安森美半導體 藍牙低功耗技術(shù)是用于物聯(lián)網(wǎng)的一種流行的短距離無(wú)線(xiàn)協(xié)議，最顯著(zhù)的優(yōu)勢是能效高，正越來(lái)越多地被用于物聯(lián)網(wǎng)各細分領(lǐng)域。而藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )使以前無(wú)法用傳統藍牙技術(shù)實(shí)現的各種應用成為可能，其價(jià)值在于消除范圍限制，現已在工業(yè)、農業(yè)、企業(yè)和物流領(lǐng)域以及新興的智慧城市等多個(gè)不同環(huán)境得到認可。但運作限制和實(shí)施便利性仍是主要挑戰。安森美半導體的RSL10 Mesh平臺具有開(kāi)發(fā)和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )所需的所有基本要素，賦能家庭/樓宇自動(dòng)化、智能零售、自動(dòng)化工廠(chǎng)、智能農業(yè)、智能醫療保健等多個(gè)領(lǐng)域藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )應用，并幫助迅速走向全面部署，推進(jìn)在范圍、靈活性和功率預算的性能極限。 藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢 1. 擴展通信范圍 不同于傳統的點(diǎn)對點(diǎn)藍牙聯(lián)接，藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )是多對多拓撲，并采用托管泛洪來(lái)發(fā)送數據。因為適當部署的藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)可以通過(guò)將數據包中繼到傳輸節點(diǎn)范圍之外的目標節點(diǎn)來(lái)執行消息傳遞，因此可覆蓋比傳統的點(diǎn)對點(diǎn)藍牙通信更遠的距離。 2. 靈活性 藍牙低功耗采用多對多拓撲，各信息可由不同的路徑到達目標節點(diǎn)，所以不受單點(diǎn)故障的影響。 3. 安全可靠 藍牙低功耗網(wǎng)格規范內置了多層加密的安全性，因此網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)可以中繼流量，而不了解任何消息的內容。節點(diǎn)可以簡(jiǎn)單地傳遞信息，而網(wǎng)絡(luò )上潛在的竊聽(tīng)者只能看到加密的數據包，這對網(wǎng)絡(luò )安全性有顯著(zhù)好處，同時(shí)又保留了設計的簡(jiǎn)單性。 靈活、易配置的開(kāi)發(fā)套件：RSL10 Mesh平臺 RSL10 Mesh平臺基于安森美半導體的超低功耗RSL10系統級封裝 (RSL10 SIP)，含兩個(gè)RSL10 Mesh節點(diǎn)，輔以各種智能傳感器和指示器，以及一個(gè)Strata網(wǎng)關(guān)用于聯(lián)接到Strata Developer Studio™。 
圖：RSL10 Mesh平臺套件含兩個(gè)RSL10 Mesh節點(diǎn)（左）和一個(gè)Strata網(wǎng)關(guān)（右） RSL10 SIP具有領(lǐng)先行業(yè)的超低功耗，以最大化電池使用壽命。RSL10 Mesh平臺配以多種環(huán)境傳感器，包括溫度傳感器 (N34TS108)、環(huán)境光傳感器 (LV0104CS) 和磁性傳感器，使用LED驅動(dòng)器 (NCP5623B) 調光和調色，還具有額外的振動(dòng)反饋按鈕，及鋰電池充電器 (FAN54120)，擁有基于斬波穩定放大器 (NCS333) 的Wheatstone電橋作磁場(chǎng)檢測，和基于霍爾傳感器的調光和報警功能，及一顆2.3 kHz的報警器。
圖：Mesh節點(diǎn)框圖（綠框為安森美半導體提供的產(chǎn)品） Strata網(wǎng)關(guān)支持無(wú)縫且安全的聯(lián)接到Strata Developer Studio™。Strata Developer Studio™是云聯(lián)接的平臺，可自動(dòng)識別并下載設計和評估相關(guān)的所有文檔及配套資料，包括智能感測、網(wǎng)格中繼、網(wǎng)格消息傳遞、網(wǎng)格代理服務(wù)，并支持空中固件升級 (FOTA)。在Strata Developer Studio™中，設計人員可以監視遙測，例如節點(diǎn)電壓、溫度和控制LED照明，同時(shí)可以發(fā)送和接收藍牙低功耗網(wǎng)格指令。虛擬工作區用于常見(jiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )示例，包括安防攝像機、門(mén)鈴、調光、機器臂、太陽(yáng)能面板、暖通空調 (HVAC) 等虛擬辦公室環(huán)境節點(diǎn)和門(mén)、窗、照明等虛擬智能家居環(huán)境節點(diǎn)、傳感器圖標等。 此外，RSL10 Mesh平臺還配有基于Eclipse的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境并支持FreeRTOS™的RSL10軟件開(kāi)發(fā)套件、符合藍牙特別興趣小組 (Bluetooth SIG) 網(wǎng)格規范的RSL10 Mesh軟件包、用于預配、配置和控制低功耗藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的移動(dòng)應用程序（RSL10 Mesh Mobile App，可從Google Play或Apple App商店下載），供設計人員開(kāi)發(fā)和拓展更多的功能。 RSL10 Mesh平臺報警和調光功能演示 我們使用Strata賦能的RSL10 Mesh平臺套件STR-RSL10-MESH-KIT-GEVK進(jìn)行演示，包括兩個(gè)RSL10 Mesh節點(diǎn)、一個(gè)Strata網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)、3根USB電纜、1個(gè)稀土磁環(huán)。每個(gè)Mesh節點(diǎn)有一個(gè)4管腳接頭連接器用于選擇是否使用電池。默認設定是使用跳線(xiàn)來(lái)連接中間兩個(gè)管腳，使Mesh板直接連接供電網(wǎng)絡(luò )，Mesh板上的USB口或Strata擴展板USB口會(huì )將提供5 V電源。若設計人員希望使用充電電池，可使用兩根跳線(xiàn)連接上下各兩個(gè)管腳，從而在電池供電的同時(shí)，USB口也可為電池充電。推薦的電池型號請參考RSL10 Mesh平臺指南中的列表。 Mesh節點(diǎn)上的報警功能是簡(jiǎn)單的基于霍爾效應的開(kāi)關(guān)，設計人員需要在Strata套件中打開(kāi)設定。當設計人員將這塊板放進(jìn)磁場(chǎng)范圍中，磁性傳感器將感測到磁場(chǎng)，所以不會(huì )觸發(fā)警報。當充電板被移開(kāi)磁場(chǎng)范圍，一個(gè)網(wǎng)絡(luò )廣播將會(huì )被發(fā)往其它節點(diǎn)來(lái)開(kāi)啟報警，所有LED燈將會(huì )以紅燈的形式閃爍約15秒，只有將板子重新放回磁場(chǎng)后，報警才會(huì )解除，所有LED燈停止閃爍，恢復初始設置。
圖：當充電板被移開(kāi)磁場(chǎng)范圍，觸發(fā)報警，所有LED燈以紅燈的形式閃爍約15秒 包含在RSL10 Mesh平臺套件中的磁環(huán)是上下磁極的環(huán)形磁鐵，而磁性傳感器能輕松地檢測到磁場(chǎng)變化，設計人員可將帶有磁性傳感器的Mesh板放置在磁鐵上方來(lái)使用調光功能。在150度范圍內旋轉板，來(lái)調節LED燈的亮度。用戶(hù)的調光角度和每塊板的LED驅動(dòng)芯片NCP5623B決定了LED燈的亮度。而網(wǎng)絡(luò )中的所有節點(diǎn)板都會(huì )共享這個(gè)數據來(lái)調整每一個(gè)LED燈的亮度。 總結 藍牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )比點(diǎn)對點(diǎn)聯(lián)接擴展了通信范圍，不受單點(diǎn)故障影響，內置多層加密的安全性，可實(shí)現傳統藍牙聯(lián)接無(wú)法實(shí)現的多種應用。安森美半導體的RSL10 Mesh平臺含開(kāi)發(fā)和部署網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )所需的所有基本要素，幫助工程師加快開(kāi)發(fā)基于超低功耗RSL10 藍牙5無(wú)線(xiàn)電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )應用，包括家庭/樓宇自動(dòng)化、智能零售、自動(dòng)化工廠(chǎng)、智能農業(yè)、智能醫療保健等應用。 |
