萬物互聯時代，全屋智能正從概念走向現實，而藍牙低功耗（BLE）技術憑借獨特優勢，已成為構建智慧家庭生態的核心驅動力之一。作為一項成熟且持續創新的無線通信協議，BLE技術不僅以“低功耗”定義行業標準，更憑借Mesh組網能力打破場景疆界，為智能家居設備提供了靈活、可靠、可擴展的解決方案，有力推動了全屋智能的落地應用。

據中商產業研究院整理數據顯示，2023年我國智能家居市場規模為7257億元，預計到2024年將達7848億元，到2025年將達到8526億元，同比增長率約為10%。隨著未來新房建設和老房改造的需求增多，以及物聯網、云計算、人工智能等技術的更新迭代，智能家居市場將呈上升態勢持續發展，市場滲透率亦有望逐步提高，市場潛力巨大。

BLE 技術，推動智能家居發展的 “重要引擎”

BLE技術在繼承傳統藍牙功能的同時，將功耗大幅降低，是專為傳感器、智能門鎖、溫控器等對功耗要求苛刻、數據傳輸量小、需要長期穩定運行的小型終端設備而設計。其可通過優化的協議棧設計、LE Power Control（功率控制）功能與休眠算法等能力，大幅提升這些小型終端設備在電池供電條件下的使用壽命，是各種小型智能家居設備理想的無線連接解決方案。

BLE設備工作在2.4GHz的ISM頻段，該頻段共劃分了40個信道（信道帶寬為2MHz）。其中，3 個Advertising信道（37、38、39）用于設備的發現和連接請求等操作，37 個Data信道用于數據傳輸。

BLE設備可以周期性地通過Advertising信道發送廣播數據包，其他設備則可通過掃描操作監聽廣播數據包以發現可連接的 BLE 設備。例如：當一個BLE設備發現另一個BLE設備并希望建立連接時，它會發送連接請求，如果目標設備接受請求，雙方就會建立起一個點對點的連接。連接建立后，設備之間可以進行數據的雙向傳輸，從而實現各種智能控制功能。

BLE技術采用了快速連接和斷開機制，BLE設備在大部分時間可處于休眠狀態，僅在需要傳輸數據時才被短暫激活，如智能手表與手機連接后，平時可處于低功耗監聽模式，有數據交互時才喚醒工作，大大降低了能耗。

此外，BLE技術還具有成熟的開發工具和軟件協議棧，開發者可利用豐富的開源資源和示例代碼，縮短開發周期，降低開發成本與技術門檻。同時，BLE技術還采用了先進的糾錯和重傳機制，在有干擾的環境中也能保證數據傳輸的準確性，如在信道擁擠的環境中，BLE設備仍能準確傳輸數據。

BLE Mesh技術，推動單品互聯到全屋智能

隨著智能家居市場的持續發展，藍牙設備進行一對一、一對多的數據通信已逐漸難以滿足眾多智能家居設備互聯互通的連接需求，而藍牙低功耗網狀網絡（BLE Mesh）技術支持多對多網絡拓撲（類似網狀結構），多個藍牙設備可以互相發送消息并可作為中繼點將消息轉發到網絡中的其他設備，從而擴展了網絡的覆蓋范圍，讓智能家居設備之間可以自由交流、協同工作，是推動單品互聯到全屋智能的重要技術驅動力之一。

BLE Mesh網絡協議棧 圖源：SIG

BLE Mesh技術是建立在BLE協議基礎上的一種通信協議，旨在為BLE設備創建一個多節點、多跳的網狀網絡，使設備之間能夠進行高效、可靠的通信。其利用了藍牙技術廣泛的市場接受度和低功耗特性，將藍牙的應用場景從傳統的一對一或一對多連接擴展到了大規模的設備網絡。

接入BLE Mesh網絡中的所有設備都可以被稱為節點，而所有節點都能夠在Mesh網絡中發送并接收消息。此外，一些節點（如傳感器）的電池有可能會被耗盡，而其他節點（如照明設備、制造機械和安防攝像機）則會通過主電網來獲取電力，不同節點的處理能力會存在差異，因此不同節點在mesh網絡中可扮演不同的角色，主要表現出上表的四個節點特征（Features）。

BLE mesh網絡拓撲結構簡示圖

如上圖所示，當BLE節點1（手機、平板）需要向低功耗節點1（傳感器）傳輸信息時，會通過GATT Bearer向中繼節點2發送信息，中繼節點則通過ADV Bearer在廣播信道轉發BLE節點1（手機、平板）的信息，而朋友節點1、普通節點3和中繼節點2都在其無線信號覆蓋范圍內并接收到消息，朋友節點1作為低功耗節點1（傳感器）的好友會儲存接收到的信息，而低功耗節點1（傳感器）會在喚醒后查詢朋友節點1的儲存信息來取得BLE節點1（手機、平板）發送給它的消息并做相應的處理。

在萬物互聯的時代發展背景下，各種傳感器、溫控器與濕度計等小型終端已被廣泛嵌入至智能家居系統之中，它們依靠電池供電且需要長時間穩定的運行，還必須周期性地向控制中心匯報監測信息，而BLE Mesh 技術憑借網狀網絡架構、低功耗特性與低成本優勢，完美契合大量低功耗設備的互聯需求，可為智能家居系統的高效運作提供堅實支撐。

值得一提的是，當BLE Mesh技術為全屋智能成功搭建起設備互通的網絡骨架時，如何將各種家居設備完美接入網絡中就成為了行業關注的焦點，而這則需要底層BLE芯片在通信性能、功耗控制與功能集成等維度上通過設計實現。

例如，CMT4531就是一款超低功耗物聯網藍牙無線通信芯片，搭載 32 位 ARM?Cortex?-M0 內核，最高工作主頻64MHz，配備48KB SRAM與256KB FLASH，具有超低功耗、高性能和無線多模的特點，支持無線數據透傳功能、全雙工雙向通訊，最低波特率9600bps。

CMT4531 產品框圖

CMT4531 支持BLE高速數據吞吐，包括BLE 2Mbps PHY協議與長度擴展功能；同時，CMT4531還可完全支持BLE Mesh協議下的Friend、LowPower、Proxy、Relay等多種節點特性，是打造智能家居BLE Mesh網絡的理想選擇之一。

展望未來，隨著技術的不斷進步和創新，BLE 技術在智能家居中的應用前景將更加廣闊。它將不斷拓展新的應用場景，與其他前沿技術深度融合，為智能家居的發展注入源源不斷的動力，引領我們邁向更加智能、美好的未來生活。