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乐鑫科技打造蓝牙 Mesh 解决方案,释放IoT无限潜能

来源:大半导体产业网    2021-09-09
乐鑫信息科技多年来深耕 AIoT 领域软硬件产品的研发与设计,其开发的蓝牙 mesh 协议栈 ESP-BLE-MESH 主要应用于智能家居,智能照明,以及智能工业等细分市场。

蓝牙作为物联网领域的首选技术,孕育了智能家居、智能照明、智慧城市等诸多创新应用场景。根据《2021 蓝牙市场最新资讯》显示,2021 年蓝牙智能家居自动化设备出货量将达到 2.22 亿,蓝牙住宅智能照明年出货量将达到 3,900 万。而且,预计至 2025 年,蓝牙智能家居自动化设备的年出货量将增加 3 倍,在短短 5 年内就将增加到 6.7亿。推动这一增长的主要设备包括智能家居自动化控制器、智能照明和智能家电等。

蓝牙技术联盟亚太暨中国市场总监李佳蓉表示:作为唯一可以提供无单点故障、完全去中心化架构的无线标准,蓝牙 mesh 网络非常适用于创建控制、监测及自动化系统,让成百上千台设备能够可靠安全地通信。

蓝牙mesh网络,AIoT领军企业的首选无线技术

如今,基于蓝牙 mesh 技术的智能家居、照明控制系统已得到众多领军企业的大力支持。乐鑫信息科技Espressif)多年来深耕 AIoT 领域软硬件产品的研发与设计,其开发的蓝牙 mesh 协议栈 ESP-BLE-MESH 主要应用于智能家居,智能照明,以及智能工业等细分市场。

乐鑫基于 Zephyr Bluetooth® mesh 开发了开源的蓝牙 mesh 协议栈 ESP-BLE-MESH,全面支持蓝牙技术联盟 (Bluetooth SIG) 蓝牙 mesh 协议规定的几乎所有 core featuresclient models server models,是当前开源协议栈中功能最齐全的蓝牙 mesh 协议栈之一。通过该协议栈,用户可以和全球不同厂商、不同类型的标准蓝牙 mesh 设备互相通信,协同工作。乐鑫的工程师基于用户实际使用场景,对蓝牙 mesh 做了很多技术创新。例如,2019 年,乐鑫推出了蓝牙 mesh 快速配网技术 (Fast Provisioning Model) ,能够支持 100 个节点在 50s 内完成全部配网工作。

乐鑫的蓝牙 mesh 协议栈主要应用于智能家居,智能照明,以及智能工业等细分市场。用户可以基于它构建安全稳定的通信网络,实现设备组网互联、自动化控制、远程监测等功能。此外,乐鑫还提供集成蓝牙和 Wi-Fi IEEE 802.15.4 SoC(如 ESP32 系列、ESP32-S 系列、ESP32-C 系列和 ESP32-H 系列),因此用户也能够基于乐鑫蓝牙 mesh 协议栈实现蓝牙 mesh Wi-Fi IEEE 802.15.4 相互转换的网关。

乐鑫科技创始 CEO 张瑞安表示,乐鑫选择蓝牙mesh网络,主要看中以下三方面优势:

1) 低功耗蓝牙是当前市场上的主流无线通信协议之一,广泛应用于智能手机、网关和终端设备。它能够通过自适应跳频技术在拥挤的 2.4 GHz 频段中稳定工作。低功耗蓝牙具有高安全性和全球标准蓝牙设备互联互通等特点。如果硬件资源允许,市场上现有的低功耗蓝牙设备可以通过 OTAOver-the-Air) 升级支持蓝牙 mesh 协议,这是乐鑫蓝牙 mesh 协议栈发展的优势,也是蓝牙 mesh 得以推广和普及的关键。

2) 蓝牙技术联盟为蓝牙 mesh 制定了详细的协议规范、应用模型和测试规范,涵盖了常见的应用场景和设备类型。同时,协议的可扩展性也确保蓝牙 mesh 未来可以满足更多的使用场景。

3) 此外,由于蓝牙 mesh 是基于低功耗蓝牙定义的上层协议,从芯片研发的角度来看,支持蓝牙 mesh 功能并不需要修改芯片内部电路设计。蓝牙 mesh 协议拓扑结构也相对简单,软件实现蓝牙 mesh 无需占用设备较大内存,有效降低了客户使用 mesh 网络所需要的成本。

蓝牙mesh解决方案,赋能多样落地应用场景

在智能照明领域,乐鑫蓝牙 mesh 协议栈可用于家庭、企业、工业和公共设施等领域智能灯的连接与控制。由于照明设备普遍安装在墙上并由墙壁接线供电,使用乐鑫蓝牙 mesh 协议栈可以降低网络部署和管理难度,是此类场景的理想解决方案。此外,蓝牙 mesh 协议自组网、网络自愈和容错机制等特性,也充分适用于在家庭中部署智能设备。例如,在 Wi-Fi 网络的盲区,可以通过蓝牙 mesh 使设备得到有效连接。

在部署蓝牙 mesh 网络的过程中,可以通过网关联网,进而实现远程控制设备。乐鑫 SoC 集成了蓝牙(经典蓝牙+低功耗蓝牙)和 Wi-Fi IEEE 802.15.4,并支持多种协议共存。客户可以基于乐鑫蓝牙 mesh 协议栈实现这样的网关设备。例如,乐鑫已帮助客户将乐鑫蓝牙 mesh 协议栈集成到智能音箱中,使其充当网关。基于蓝牙和 Wi-Fi 共存机制,客户仅用一颗乐鑫高度集成的芯片,就能够控制附近的其他蓝牙 mesh 设备。与此同时,设备还能使用经典蓝牙播放音乐,并保持稳定的 Wi-Fi 连接。

蓝牙 mesh 未来的“无线”潜力

乐鑫科技创始 CEO 张瑞安认为,基于目前的市场数据,未来蓝牙 mesh 在智能照明领域的应用场景将会愈加广阔。例如,将 Bluetooth 5.1 AoA/AoD 技术和蓝牙 mesh 结合,即可通过照明网络实现室内定位功能。这也为消费者和企业带来更广阔的应用思路,如室内定位、资产追踪和个性化应用场景等。同样,基于蓝牙 mesh 具有的设备互联,以及通过网关联网的功能,未来还会不断涌现更多智能照明应用。

除了室内定位,蓝牙 mesh AIoT 领域的应用也将增加。将蓝牙 mesh、语音和图像识别、智能家居传感器与机器学习相结合,将会使设备自主学习并理解人们的生活习惯,为人们带来更智能化的体验,进一步提高生活品质。

随着越来越多智能手机对蓝牙 mesh 提供全面支持,未来手机和蓝牙 mesh 将会实现更多交互。乐鑫也看好蓝牙 mesh 未来可能支持 IP 协议的潜力。基于其可连接 IP 协议的功能,用户将不仅能通过手机就近控制蓝牙 mesh 设备,也能无需网关就实现设备的远程控制。

Bluetooth 5.2 LE Audio 与蓝牙 mesh 结合,也可能实现很多创新应用,例如在蓝牙 mesh 网络实现对语音和音频应用的支持。要实现这些还需要蓝牙 mesh 进一步扩展协议内容,例如支持 LE Audio

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