【導讀】話雖如此，這些功能也讓藍牙 Mesh 的實現(xiàn)變得有點復雜。如果讓系統(tǒng)設(shè)計師來處理所有這些復雜性，那么推出一款產(chǎn)品將需要數(shù)百人年的努力。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)應用非常廣泛。這意味著每個應用程序需要一組略有不同的外圍設(shè)備和 CPU 處理能力。例如，如果您正在設(shè)計智能家居產(chǎn)品，有些是電池供電的，有些是墻上供電的，有些是模擬密集型的，有些則需要強大的處理能力和大量數(shù)字外圍設(shè)備。
Bluetooth Mesh 提供的所有強大功能使其成為安全的低功耗網(wǎng)絡(luò)，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 的實現(xiàn)變得有點復雜。如果讓系統(tǒng)設(shè)計師來處理所有這些復雜性，那么推出一款產(chǎn)品將需要數(shù)百人年的努力。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)應用非常廣泛。這意味著每個應用程序需要一組略有不同的外圍設(shè)備和 CPU 處理能力。例如，如果您正在設(shè)計智能家居產(chǎn)品，有些是電池供電的，有些是墻上供電的，有些是模擬密集型的，有些則需要強大的處理能力和大量數(shù)字外圍設(shè)備。
固件開發(fā)通常是任何系統(tǒng)開發(fā)項目的投資。即使系統(tǒng)不同，如果使用的硅系列保持不變，一些固件工作也可以跨設(shè)計重復使用。因此，在盡職調(diào)查后為您的個產(chǎn)品選擇一個設(shè)備/平臺非常重要，這樣您就可以限度地重用 IP 并利用現(xiàn)有固件。在本文中，我們將討論在為您的下一個藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應用選擇設(shè)備時必須考慮的一些要點。
在高層次上，任何藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應用程序的開發(fā)和部署都需要三個關(guān)鍵部分。這些作品是：
? 硬件
? 軟件/固件
? 移動應用
硬件
在為您的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品選擇平臺時，步也是重要的一步是調(diào)查設(shè)備功能。選擇設(shè)備時考慮長遠很重要。讓我們舉個例子來理解為什么。圖 1 顯示了一個智能家居系統(tǒng)的示例。
圖 1：使用藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)示例。（：賽普拉斯）
正如您在這里看到的，這個網(wǎng)絡(luò)中有各種設(shè)備，包括燈泡、風扇、恒溫器和百葉窗控制器。實際的智能家居可能會使用更多種類的藍牙 Mesh 產(chǎn)品，例如開關(guān)、調(diào)光器、占用傳感器、灑水器控制器等。如果您正在設(shè)計智能家居產(chǎn)品，您可能需要設(shè)計適合所有這些應用的產(chǎn)品。因此，即使您正在開發(fā)智能開關(guān)應用程序，對其他產(chǎn)品的范圍也很重要。
這些應用中的每一個都有不同的設(shè)計要求。其他領(lǐng)域也是如此，例如樓宇自動化。理想情況下，您的設(shè)計可以基于滿足大多數(shù)應用程序要求的平臺。此外，您應該能夠根據(jù)應用程序升級或降級選項，而無需完全重新設(shè)計固件。
讓我們看看在為您的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應用程序開發(fā)選擇設(shè)備之前應該考慮的一些芯片特性/規(guī)格。
發(fā)射功率和接收靈敏度——任何無線設(shè)備的重要規(guī)格之一是其發(fā)射功率和接收靈敏度。傳輸功率和接收靈敏度定義了設(shè)備的鏈路預算以及設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點通信的距離。盡管藍牙 Mesh 旨在擴展網(wǎng)絡(luò)范圍，但傳輸功率和接收靈敏度限制了網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點之間的距離。
正如我們之前提到的，并非每個產(chǎn)品都是相同的，并且要求因應用程序而異。具有更高的發(fā)射功率也會消耗更多的電流。您可能需要限制電池供電應用的傳輸功率，以降低功耗并延長電池壽命。溫度和濕度傳感器、智能開關(guān)等應用通常由電池供電。在這些情況下使用較低的發(fā)射功率可能是有利的。另一方面，墻上供電的應用程序可以支持更高的傳輸功率以擴展網(wǎng)絡(luò)范圍。因此，對于墻上供電的應用，選擇能夠支持高達 10 dBm 傳輸功率的設(shè)備非常重要。
支持 Mesh 的設(shè)備應該能夠為電池供電的應用程序支持較低的傳輸功率，并為墻上供電的應用程序支持較高的傳輸功率。選擇一個設(shè)備系列是個好主意，它可以在相似的占地面積和相似的資源中提供不同的發(fā)射功率選項。這允許您僅更改 BOM 而無需對布局進行任何更改，從而簡化新產(chǎn)品的設(shè)計并加快上市時間。
使用集成功率放大器 (IPA) 通常支持更高的發(fā)射功率。然而，IPA 需要額外付費。為降低 BOM 成本，開發(fā)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(shè)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(fā)射功率的CYW20819和另一個支持高達 10 dBm 發(fā)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——必須對每種應用的功耗進行仔細的調(diào)查，無論是墻上供電還是電池供電。為了使產(chǎn)品環(huán)保，監(jiān)管機構(gòu)一直在施加壓力，要求即使使用壁式供電設(shè)備也要降低功耗。如果您的產(chǎn)品不符合規(guī)定的功耗要求，您可能無法銷售該產(chǎn)品。
在查看設(shè)備的功耗時，必須檢查各種因素。首先是發(fā)射和接收期間的無線電功耗。大多數(shù)藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)節(jié)點持續(xù)掃描數(shù)據(jù)包。因此，這些設(shè)備幾乎 100% 的時間都處于接收模式，這使得接收器功耗成為在為 Mesh 應用選擇設(shè)備時要考慮的重要參數(shù)之一。
考慮到充當中繼的 Mesh 設(shè)備必須轉(zhuǎn)發(fā)接收到的消息，傳輸功耗是另一個重要規(guī)范。必須在設(shè)備支持的傳輸功率下檢查傳輸功耗。與在較高發(fā)射功率下使用時相比，某些設(shè)備在較低發(fā)射功率下往往表現(xiàn)更好。
供應商在其設(shè)備中支持不同的低功耗模式。了解您的應用需要什么非常重要，這樣您就可以根據(jù)設(shè)備可能處于活動模式和其他低功耗模式的時間準確估算平均功耗。
處理能力——選擇具有良好處理能力的設(shè)備通常是個好主意。LED 燈泡等一些應用可能需要根據(jù)用戶請求快速處理和修改 LED 狀態(tài)（開/關(guān)或顏色）。由于設(shè)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(wù)。因此，設(shè)備可以進入休眠更長時間，從而降低平均總功耗。
內(nèi)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(nèi)存占用的產(chǎn)品系列非常重要。Mesh 實現(xiàn)應該允許應用程序代碼在具有不同內(nèi)存占用的設(shè)備之間移植，而無需任何額外的努力。這使您可以為需要較少內(nèi)存的應用程序選擇成本較低的設(shè)備。此外，一些設(shè)備有 ROM 來存儲藍牙堆棧和外圍驅(qū)動程序。這釋放了 Flash 供應用程序使用。這意味著具有內(nèi)部 ROM 和閃存的設(shè)備通常更適合藍牙 Mesh 產(chǎn)品。
外設(shè)——正如我們之前提到的，不同的應用可能需要不同的外設(shè)。例如，智能燈泡可能需要三個或四個脈寬調(diào)制器 (PWM) 用于 RGB/RGBW LED 控制，一個模數(shù)轉(zhuǎn)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) 傳感器控制器接口。另一方面，恒溫器需要一個 ADC 和一個電源管理模塊來支持低功耗模式。在為您的產(chǎn)品選擇平臺時，它有助于列出所有應用程序的潛在外圍設(shè)備需求，并確定適合它們的設(shè)備。
擴展溫度和工業(yè)溫度支持——鑒于 LED 和 AC-DC 子系統(tǒng)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(yè)級和擴展溫度級產(chǎn)品的器件系列非常重要。
軟件
軟件是一個非常重要的部分，必須進行調(diào)查。對于軟件，我們不僅指 IDE 和工具鏈，還指底層軟件開發(fā)工具包 (SDK)。IDE 必須易于使用，例如常用的基于 Eclipse 的 IDE。
SDK 需要特別注意。Bluetooth Mesh 有多種模型和節(jié)點類型。特定模型和節(jié)點類型的使用取決于應用程序。對于符合藍牙 Mesh 資格的產(chǎn)品，底層模型和節(jié)點類型也必須符合資格。一些供應商并未對所有藍牙 Mesh 型號和節(jié)點類型進行。如果應用程序需要一個不合格的模型，則開發(fā)人員有責任完成整個資格過程。這需要開發(fā)人員徹底了解藍牙 Mesh 規(guī)范，并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復雜性并提供完全符合藍牙 Mesh 標準的解決方案。因此，在為您的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應用程序選擇設(shè)備之前，
確定支持所有網(wǎng)格模型和節(jié)點類型的設(shè)備后，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(shù)啟動開發(fā)。
移動應用
物聯(lián)網(wǎng)的理念是連接事物，以便用戶可以輕松訪問它們。幾乎所有物聯(lián)網(wǎng)應用程序都需要移動應用程序，基于藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應用程序也是如此。無論是燈泡控制還是從天氣監(jiān)測站讀取溫度，用戶都希望使用手機訪問和控制設(shè)備。為此，芯片供應商必須為其藍牙 Mesh 產(chǎn)品提供 iOS 和 Android 移動應用程序。
理想情況下，為這些應用程序提供源代碼，以便您可以進行自定義以適應您的品牌和產(chǎn)品特定的修改。如果芯片供應商不提供這些應用程序，您將需要從頭開始開發(fā)這些應用程序。每個應用程序的應用程序開發(fā)成本可能超過 20 萬美元，這還不包括對產(chǎn)品上市時間的影響。
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