得益于物聯網 (IoT)，我們的世界比以往任何時候都更加互聯。隨著對物聯網設備更大程度集成的需求的增長，出現了對高效可靠的通信標準的需求。Bluetooth?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興需求的功能。通過藍牙?5.0 和低功耗藍牙代表了無線技術的進步，隨著物聯網的不斷擴展，無法支持網狀拓撲成為一個重大限制。為克服這一障礙，藍牙技術聯盟 (SIG) 推出了藍牙網狀網絡設備屬性 1.0 規范，支持提供基于藍牙的可互操作多對多通信。在這里，我們將探索網狀網絡如何支持 IoT 設備的集成以及幫助工程師加速需要網狀網絡功能的設計的解決方案。

Bluetooth?低功耗網狀網絡

藍牙?低能耗網狀網絡實施多對多 (m:m) 拓撲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任何集中式路由或路由表。Bluetooth Low Energy mesh 規范還提供內置多層加密的安全性，因此網絡中的節點可以中繼流量而無需了解任何消息的內容。節點可以簡單地傳遞它們，而網絡上的潛在竊聽者只能看到加密的數據包，這在保持設計簡單性的同時對網絡安全有顯著好處。適當放置的低功耗藍牙網狀網絡可以跨越比傳統 P2P 藍牙通信更大的距離，因為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執行消息傳遞。這使各種物聯網應用成為可能，包括聯網照明和遠程傳感器監控，而這些應用以前超出了藍牙技術的范圍。網格規范允許多達 32,767 個節點，使其非常適合部署在需要連接大量單獨設備的各種智能建筑和物聯網應用中。

友元節點和低功耗節點

低功耗藍牙網狀網絡最令人興奮的功能之一是網絡中的某些節點能夠以顯著降低的功率級別（稱為低功耗節點 (LPN)）運行，并延長標準低功耗藍牙設備的電池壽命.低功耗節點通過僅間歇性地從深度睡眠中喚醒來發送和接收數據來優化功耗。為了使其在藍牙低功耗網狀網絡中工作，低功耗節點必須位于朋友節點附近，因為沒有它就無法運行。Friend 節點存儲發往 Low Power Node 的消息，直到該節點醒來與網絡的其余部分進行通信，此時，LPN 向 Friend 節點詢問任何未決通信并根據需要響應網絡活動，然后再返回到沉睡。

安森美半導體 RSL10 網狀平臺

雖然設計一款新的基于藍牙網狀網絡的產品可能是一項復雜的任務，但有一些工具可以提供幫助。ON Semiconductor 的 RSL10 網狀網絡平臺是一種多功能、易于配置的解決方案，用于開發基于RSL10藍牙 5 無線電的網狀網絡應用。該平臺包括兩個基于 RSL10 的 Mesh 節點和一個 Strata 網關，它可以連接到Strata Developer Studio?并充當網絡配置器，以便可以安全地添加和刪除節點（圖1).Strata Gateway 支持與 Strata Developer Studio 的無縫和安全連接。這種云連接軟件可以提供額外的網狀網絡和無線固件 (FOTA) 更新。將虛擬工作區用于常見的網狀網絡示例，包括智能辦公室和智能家居，開發人員可以訪問傳感器數據和觸發器設置，例如信號強度、環境光、電池、溫度和 Strata 網絡中每個節點的節點連接基本觀點。高級視圖允許用戶查看多個代碼示例。

圖 1：RSL10 網狀平臺套件包含兩個 RSL10 網狀節點和一個 Strata 網關。（來源：安森美半導體）

借助 RSL10 網狀平臺，工程師可以使用低功耗藍牙技術輕松實現超低功耗網狀網絡，并快速實現全面部署。這種多方面的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，具有開發和部署網狀網絡所需的所有基本要素。除了RSL10 系統級封裝 (RSL10 SIP)，Mesh 節點還具有多個環境傳感器，用于監測溫度、環境光和磁場檢測。這些節點還包括一個 2.3kHz 音調指示器、一個用于振動蜂鳴器的連接器以及調光和警報功能（圖 2）。

圖 2：ON Semiconductor RSL10 網狀節點包含開發和部署網狀網絡所需的功能。（來源：安森美半導體）

憑借其一流的超低功耗，RSL10 平臺非常適合展示低功耗藍牙網狀網絡的低功耗節點功能。ON Semiconductor 的低功耗藍牙網狀網絡路線圖通過在現有 RSL10-SENSE-GEVK 和 RSL10-COIN-GEVB 評估板上啟用低功耗藍牙網狀網絡低功耗節點功能并將 Friend 和低功耗節點行為集成到 Mesh Platform Strata 用戶界面中來強調這一點。

RSL10 SIP

RSL10 SIP 支持高級無線功能，同時優化系統尺寸和電池壽命。它專為使用低至 1.2V 電池的應用而設計，支持 1.1 至 3.3V 的電壓供應范圍，無需外部組件。高度集成的無線電 SoC 采用雙核架構和 2.4GHz 收發器，可靈活支持低功耗藍牙和 2.4GHz 自定義協議。RSL10是業界功耗最低的BLE片上系統；在深度睡眠模式下僅消耗 62.5nW，在接收模式下僅消耗 7mW 的接收功率。RSL10 還擁有令人印象深刻的 EEMBC?ULPMark?分數（1090 ULPMark CP @ 3V；1260 @ 2.1V）。

結論

藍牙網狀網絡為許多新物聯網產品的開發開辟了機會。網格規范允許多達 32,767 個節點，使其非常適合部署在需要連接大量單獨設備的各種智能建筑和物聯網應用中。使用 ON Semiconductor RSL10 Mesh 平臺，工程師可以加速網狀網絡開發，從而可以更快地部署節點，從而在范圍、彈性和功率預算方面推動性能極限。

審核編輯：湯梓紅