物聯網 (IoT) 的出現讓世界比以往任何時候都更加互聯互通。然而隨著市場上對高集成物聯網設備需求的不斷提升，勢必需要制定出高效可靠的通信標準。藍牙5.0規范為引入大量低功耗藍牙網絡功能鋪平了道路，尤其是那些專注于物聯網應用新需求的功能。盡管藍牙5.0和低功耗藍牙代表了無線技術的進步，但隨著物聯網應用的不斷增加，無法支持mesh拓撲成為了一個重要的限制。為了克服這一障礙，藍牙特別興趣小組 (SIG) 推出了藍牙mesh設備屬性1.0規范，從而能夠提供基于藍牙的可互操作多對多通信。本文將探討mesh如何支持集成物聯網設備，并提供了相關解決方案來幫助工程師快速設計出需要mesh功能的應用。

低功耗藍牙mesh

低功耗藍牙mesh采用多對多 (m:m) 拓撲結構，并使用托管泛洪來發送數據。因此，它們不需要像以太網那樣的集中式路由或路由表。低功耗藍牙mesh規范還提供了內置的多層加密安全性，因此網絡節點無需知道消息內容即可中繼流量，網絡上的潛在竊聽者也只能看到加密數據包，這不僅簡化了設計，還大大提高了網絡安全性。由于節點可以通過將數據包中繼到傳輸節點范圍之外的目標節點來傳遞消息，因此與傳統 P2P 藍牙通信相比，妥善部署的低功耗藍牙mesh覆蓋范圍更廣，讓以前無法用藍牙技術實現的互聯照明和遙感監控等各種物聯網應用成為可能。mesh規范支持多達32767個節點，因此非常適合部署在需要連接大量獨立設備的智能樓宇和IoT應用中。

友鄰節點和低功耗節點

低功耗藍牙mesh最大的特點之一網絡中的某些節點能夠在極低的功耗下運行，與標準BLE設備相比，電池壽命有所延長。這些節點被稱為低功耗節點 (LPN)，它們只需間歇性地從深度睡眠中喚醒來發送和接收數據，進而優化功耗。為了在低功耗藍牙mesh中運行，低功耗節點必須放置在友鄰節點附近，因為它需要依靠友鄰節點才能運行。友鄰節點用于存儲發送給低功耗節點的消息，在該節點被喚醒以與網絡中的其他設備進行通信時，它將請求友鄰節點發送需要處理的消息，并根據需要響應網絡活動，最后再返回深度睡眠狀態。

ON Semiconductor RSL10 Mesh平臺

要設計一種基于藍牙mesh的新產品可能是一項復雜的任務，還需要借助于一些工具。安森美半導體的RSL10 Mesh平臺是一個多功能、易于配置的解決方案，可用于開發基于RSL10 藍牙5無線電的mesh應用。該平臺包括兩個基于RSL10的Mesh節點和一個Strata網關，可以連接到Strata Developer Studio?充當配網設備，以便安全地添加和刪除節點。Strata網關支持無縫安全連接到Strata Developer Studio，這個云連接軟件可實現其他mesh配置和空中固件升級 (FOTA)。在包括智能辦公室和智能家居在內的常見mesh示例中使用虛擬工作區，可以讓開發人員在Strata基本視圖中訪問傳感器數據并觸發設置，例如網絡中每個節點的信號強度、環境光、電池、溫度和節點連接。此外，您還可以在高級視圖中查看多個代碼示例。

借助于RSL10 Mesh平臺，工程師可以輕松實現采用藍牙低能耗技術的超低功耗mesh，并迅速走向全面部署。此多功能解決方案針對智能家居、樓宇自動化、工業物聯網、遠程環境監控以及資產跟蹤和監控應用進行了優化，具備開發和部署mesh所需的所有基本要素。除了RSL10系統級封裝 (RSL10 SIP) 之外，Mesh節點還具有多個用于監測溫度、環境光和磁場的環境傳感器，以及一個2.3 kHz的調音指示器和一個用于振動蜂鳴器的連接器，并支持調光和報警功能（如圖2所示）。

圖2：安森美半導體的RSL10 Mesh節點具有開發和部署mesh所需的所有功能（圖源：安森美半導體）

RSL10平臺功耗超低，非常適合展示低功耗藍牙mesh的低功耗節點功能。從安森美半導體的低功耗藍牙mesh產品藍圖來看，將在現有RSL10-SENSE-GEVK和RSL10-COIN-GEVB評估板上增加低功耗藍牙mesh的低功耗節點，并將低功耗節點和友鄰節點集成到mesh平臺Strata用戶界面進一步突顯這一特性。

RSL10 SIP

RSL10具有超低功耗以及先進的無線功能，并優化了系統尺寸和電池壽命。RSL10專為使用低至1.2V電池的應用而設計，支持1.1至3.3V的電壓范圍，且無需外部元件。高度集成的無線SoC采用雙核架構和2.4 GHz收發器，能夠靈活支持低能耗藍牙和2.4 GHz定制協議。RSL10是功耗極低的BLE片上系統；在深度睡眠模式下的功耗只有62.5 nW，接收模式下僅7mW。RSL10還擁有超高的EEMBC?ULPMark?評分（1090 ULPMark CP @3 V；1260@2.1 V）。

結論

藍牙mesh為開發新的物聯網產品提供了機遇。mesh規范支持多達32767個節點，非常適合部署在需要連接大量獨立設備的各種智能樓宇和IoT應用中。使用安森美半導體的RSL10 Mesh平臺，工程師可以快速地將超低功耗藍牙mesh集成到產品中，在范圍、靈活性和功率預算方面實現性能極限突破。

審核編輯：郭婷