電子發燒友網報道(文/李寧遠)BLE多連接技術在現實生活場景中其實有很多應用，例如在電表中，藍牙支持多主多從的工作模式，能被采集器、自動化終端設備、手持設備主機連接的同時，與多個從機(外置負荷開關、報警裝置、各類傳感器)建立并發數據連接。這只是其中一個用例，在運動器械、冷鏈系統、中央控制系統等等應用中都有很多BLE多連接技術的應用。

BLE多連接網絡與其他多節點網絡對比

BLE多連接與BLE Mesh

可以先對比一下二者的拓撲結構。BLE多連接是星型網絡，中心節點可以同時和主節點以及從節點連接，當然也能夠和別的中心節點連接。BLE Mesh的拓撲結構相對來說更冗雜一些，普通節點、低功耗節點、中繼節點等等。BLE Mesh主要通過廣播和掃描傳輸，對于一些不支持Mseh的設備也能通過代理的方式連接。

(BLE多連接與BLE Mesh拓撲結構，ST)

對于短距離無線通信領域的低功耗，我們這里是不考慮各家芯片公司的實際工藝來做對比，有的做法是通過固定時序來降低功耗，有的做法是通過其他節點幫忙緩存消息來降低功耗。從功耗上看，BLE多連接不管是主節點還是從節點都可以做到很低的功耗，相對來說BLE Mesh主要在低功耗節點才會有相對低一些的功耗，其他節點的功耗表現則比較一般。

多連接在功耗這塊能做得比較低，本質原因是BLE數據傳輸基于固定周期時序的連接事件，Mesh則是傳統的廣播機制，喚醒時間的降低意味著功耗能維持在很好的水平。這種傳輸模式也決定了BLE多連接的傳輸速率可以很快，相對來說Mesh就較低。但是，在對于8個字節以內的響應速度，Mesh還是很快的，這是與BLE多連接不同的地方。不管是8字節以內的響應速率還是100字節以上的響應速率，BLE多連接都取決于連接間隔，對數據包大小相對并不太敏感。

對于單個信息網絡，從協議棧的角度來看并沒有限制連接個數，Mesh能夠較為輕易地組建數千個節點網絡，BLE雖然沒有協議棧上的限制，但是考慮到其他制約因素(諸如速率)，目前市面上最多是有128個節點數。對于節點與節點之間的單級通信距離，如果芯片本身支持long range，可以使用long range提升通信距離。

BLE多連接與ZigBee(2.4G)

ZigBee的拓撲結構分三種，終端節點的功耗同樣屬于比較低一類，對比BLE多連接高一點而已。這里補充一下的是，ZigBee只有在終端節點才能實現功耗較低，這與BLE多連接在中心節點同樣能實現低功耗是不太一樣的。傳輸速率和響應速率二者差不多，差別不是很明顯。相比于BLE多連接，ZigBee的節點數會多很多(但是沒有Mesh那么多)。通信距離上，ZigBee可以通過路由節點轉發實現較遠的通信距離。

對比這三種多節點網絡，數據吞吐量上BLE多連接有很明顯的優勢，而且功耗也是三者中最低的，它不僅在終端節點能實現低功耗，在中心節點上同樣能實現低功耗。BLE多連接相對弱勢的地方在于目前其節點規模較少，互聯互通的生態要差一些。從芯片成本上來看，BLE多連接與Mesh差不多，比ZigBee更容易讓人接受。

BLE多連接的多重訪問與時基

在BLE時基上有幾個主要的BLE時間，廣播間隔單位為0.625ms，連接間隔單位為1.25ms，掃描窗口與間隔為0.625ms。BLE多連接能夠實現的通信是很快的，在3通道廣播31字節的數據中，目前最快能在2.7ms內就完成(BlueNRG系列芯片)。

BLE多連接在信道上有40個物理信道，分為3個廣播通道和37個數據通道。在無線通信的同一個RF覆蓋的物理區域內，共同擁有的資源有時間和頻率。先進的設備可能能同時連接或同步到多個物理通道，但是通常來說，BLE多連接只使用一個信道，實現多重訪問的方案有兩種，TDMA和FDMA。基于TDMA，BLE多連接設備能同時存在于多個piconests中。

BLE多連接到底能連接多少個設備呢，上面說過理論上是128個，但是實際使用時受制于RAM資源、應用速率以及響應速度的需求，大概在50個節點左右(連接間隔在350ms時)。

小結

在BLE多連接應用上，關鍵參數的權衡是必不可少的。首先連接個數是要先考慮的，每增加一個連接就需要更多RAM;另外在廣播參數、連接參數上盡可能選擇同一倍周期;PHY層的選用也需要考慮速率以及通信距離;另外，如果RAM資源不夠，可以考慮選用協處理器的模式進行BLE多連接。

原文標題：BLE多連接技術對比與應用

文章出處：【微信公眾號：電子發燒友網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

審核編輯：湯梓紅