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樂鑫科技打造藍牙 Mesh 解決方案,釋放IoT無限潛能

2021-09-08 來源:EEWORLD

藍牙作為物聯網領域的首選技術,孕育了智能家居、智能照明、智慧城市等諸多創新應用場景。根據《2021 藍牙市場最新資訊》顯示,2021 年藍牙智能家居自動化設備出貨量將達到 2.22 億,藍牙住宅智能照明年出貨量將達到 3,900 萬。而且,預計至 2025 年,藍牙智能家居自動化設備的年出貨量將增加 3 倍,在短短 5 年內就將增加到 6.7億。推動這一增長的主要設備包括智能家居自動化控制器、智能照明和智能家電等。


藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉表示:“作為唯一可以提供無單點故障、完全去中心化架構的無線標準,藍牙 mesh 網絡非常適用于創建控制、監測及自動化系統,讓成百上千臺設備能夠可靠安全地通信。”


藍牙mesh網絡,AIoT領軍企業的首選無線技術


如今,基于藍牙 mesh 技術的智能家居、照明控制系統已得到眾多領軍企業的大力支持。樂鑫信息科技(Espressif)多年來深耕 AIoT 領域軟硬件產品的研發與設計,其開發的藍牙 mesh 協議棧 ESP-BLE-MESH 主要應用于智能家居,智能照明,以及智能工業等細分市場。


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樂鑫基于 Zephyr Bluetooth? mesh 開發了開源的藍牙 mesh 協議棧 ESP-BLE-MESH,全面支持藍牙技術聯盟 (Bluetooth SIG) 藍牙 mesh 協議規定的幾乎所有 core features,client models 和 server models,是當前開源協議棧中功能最齊全的藍牙 mesh 協議棧之一。通過該協議棧,用戶可以和全球不同廠商、不同類型的標準藍牙 mesh 設備互相通信,協同工作。樂鑫的工程師基于用戶實際使用場景,對藍牙 mesh 做了很多技術創新。例如,2019 年,樂鑫推出了藍牙 mesh 快速配網技術 (Fast Provisioning Model) ,能夠支持 100 個節點在 50s 內完成全部配網工作。


樂鑫的藍牙 mesh 協議棧主要應用于智能家居,智能照明,以及智能工業等細分市場。用戶可以基于它構建安全穩定的通信網絡,實現設備組網互聯、自動化控制、遠程監測等功能。此外,樂鑫還提供集成藍牙和 Wi-Fi 或 IEEE 802.15.4的 SoC(如 ESP32 系列、ESP32-S 系列、ESP32-C 系列和 ESP32-H 系列),因此用戶也能夠基于樂鑫藍牙 mesh 協議棧實現藍牙 mesh 和 Wi-Fi 或 IEEE 802.15.4 相互轉換的網關。


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樂鑫科技創始 CEO 張瑞安表示,樂鑫選擇藍牙mesh網絡,主要看中以下三方面優勢:


1) 低功耗藍牙是當前市場上的主流無線通信協議之一,廣泛應用于智能手機、網關和終端設備。它能夠通過自適應跳頻技術在擁擠的 2.4 GHz 頻段中穩定工作。低功耗藍牙具有高安全性和全球標準藍牙設備互聯互通等特點。如果硬件資源允許,市場上現有的低功耗藍牙設備可以通過 OTA(Over-the-Air) 升級支持藍牙 mesh 協議,這是樂鑫藍牙 mesh 協議棧發展的優勢,也是藍牙 mesh 得以推廣和普及的關鍵。


2) 藍牙技術聯盟為藍牙 mesh 制定了詳細的協議規范、應用模型和測試規范,涵蓋了常見的應用場景和設備類型。同時,協議的可擴展性也確保藍牙 mesh 未來可以滿足更多的使用場景。


3) 此外,由于藍牙 mesh 是基于低功耗藍牙定義的上層協議,從芯片研發的角度來看,支持藍牙 mesh 功能并不需要修改芯片內部電路設計。藍牙 mesh 協議拓撲結構也相對簡單,軟件實現藍牙 mesh 無需占用設備較大內存,有效降低了客戶使用 mesh 網絡所需要的成本。


藍牙mesh解決方案,賦能多樣落地應用場景


在智能照明領域,樂鑫藍牙 mesh 協議棧可用于家庭、企業、工業和公共設施等領域智能燈的連接與控制。由于照明設備普遍安裝在墻上并由墻壁接線供電,使用樂鑫藍牙 mesh 協議棧可以降低網絡部署和管理難度,是此類場景的理想解決方案。此外,藍牙 mesh 協議自組網、網絡自愈和容錯機制等特性,也充分適用于在家庭中部署智能設備。例如,在 Wi-Fi 網絡的盲區,可以通過藍牙 mesh 使設備得到有效連接。


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在部署藍牙 mesh 網絡的過程中,可以通過網關聯網,進而實現遠程控制設備。樂鑫 SoC 集成了藍牙(經典藍牙+低功耗藍牙)和 Wi-Fi或 IEEE 802.15.4,并支持多種協議共存。客戶可以基于樂鑫藍牙 mesh 協議棧實現這樣的網關設備。例如,樂鑫已幫助客戶將樂鑫藍牙 mesh 協議棧集成到智能音箱中,使其充當網關。基于藍牙和 Wi-Fi 共存機制,客戶僅用一顆樂鑫高度集成的芯片,就能夠控制附近的其他藍牙 mesh 設備。與此同時,設備還能使用經典藍牙播放音樂,并保持穩定的 Wi-Fi 連接。


藍牙 mesh 未來的“無線”潛力


樂鑫科技創始 CEO 張瑞安認為,基于目前的市場數據,未來藍牙 mesh 在智能照明領域的應用場景將會愈加廣闊。例如,將 Bluetooth 5.1 的 AoA/AoD 技術和藍牙 mesh 結合,即可通過照明網絡實現室內定位功能。這也為消費者和企業帶來更廣闊的應用思路,如室內定位、資產追蹤和個性化應用場景等。同樣,基于藍牙 mesh 具有的設備互聯,以及通過網關聯網的功能,未來還會不斷涌現更多智能照明應用。


除了室內定位,藍牙 mesh 在 AIoT 領域的應用也將增加。將藍牙 mesh、語音和圖像識別、智能家居傳感器與機器學習相結合,將會使設備自主學習并理解人們的生活習慣,為人們帶來更智能化的體驗,進一步提高生活品質。


隨著越來越多智能手機對藍牙 mesh 提供全面支持,未來手機和藍牙 mesh 將會實現更多交互。樂鑫也看好藍牙 mesh 未來可能支持 IP 協議的潛力。基于其可連接 IP 協議的功能,用戶將不僅能通過手機就近控制藍牙 mesh 設備,也能無需網關就實現設備的遠程控制。


將 Bluetooth 5.2 的 LE Audio 與藍牙 mesh 結合,也可能實現很多創新應用,例如在藍牙 mesh 網絡實現對語音和音頻應用的支持。要實現這些還需要藍牙 mesh 進一步擴展協議內容,例如支持 LE Audio。


關于藍牙技術


藍牙(Bluetooth?)產品的年出貨量接近40億。藍牙技術作為一項全球通用的無線標準,為我們帶來了簡便、安全的連接。藍牙技術社區自1998年成立以來不斷對藍牙功能進行擴展,推動創新,開創新市場,并重新定義全球通信。如今,藍牙已成為諸多解決方案領域開發者的首選無線技術,包括音頻傳輸、數據傳輸、位置服務和大型設備網絡。


關于藍牙技術聯盟


藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)成立于1998年,為一非營利行業協會,負責發展Bluetooth?藍牙技術。藍牙技術聯盟擁有36,000家成員公司的大力支持,致力于促進成員間協作,創建更強大的全新規格,對技術進行擴展,開發世界級的產品認證計劃推進全球互通性,并通過提高藍牙技術的認知度、理解和采用,進一步推廣其品牌。


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