【導讀】話雖如此，這些功能也讓藍牙 Mesh 的實現變得有點復雜。如果讓系統(tǒng)設計師來處理所有這些復雜性，那么推出一款產品將需要數百人年的努力。除此之外，物聯網應用非常廣泛。這意味著每個應用程序需要一組略有不同的外圍設備和 CPU 處理能力。例如，如果您正在設計智能家居產品，有些是電池供電的，有些是墻上供電的，有些是模擬密集型的，有些則需要強大的處理能力和大量數字外圍設備。
Bluetooth Mesh 提供的所有強大功能使其成為安全的低功耗網絡，同時還提供出色的互操作性。
話雖如此，這些功能也讓藍牙 Mesh 的實現變得有點復雜。如果讓系統(tǒng)設計師來處理所有這些復雜性，那么推出一款產品將需要數百人年的努力。除此之外，物聯網應用非常廣泛。這意味著每個應用程序需要一組略有不同的外圍設備和 CPU 處理能力。例如，如果您正在設計智能家居產品，有些是電池供電的，有些是墻上供電的，有些是模擬密集型的，有些則需要強大的處理能力和大量數字外圍設備。
固件開發(fā)通常是任何系統(tǒng)開發(fā)項目的投資。即使系統(tǒng)不同，如果使用的硅系列保持不變，一些固件工作也可以跨設計重復使用。因此，在盡職調查后為您的個產品選擇一個設備/平臺非常重要，這樣您就可以限度地重用 IP 并利用現有固件。在本文中，我們將討論在為您的下一個藍牙網狀網絡應用選擇設備時必須考慮的一些要點。
在高層次上，任何藍牙網狀網絡應用程序的開發(fā)和部署都需要三個關鍵部分。這些作品是：
? 硬件
? 軟件/固件
? 移動應用
硬件
在為您的藍牙網狀網絡產品選擇平臺時，步也是重要的一步是調查設備功能。選擇設備時考慮長遠很重要。讓我們舉個例子來理解為什么。圖 1 顯示了一個智能家居系統(tǒng)的示例。
圖 1：使用藍牙網狀網絡的智能家居系統(tǒng)示例。（：賽普拉斯）
正如您在這里看到的，這個網絡中有各種設備，包括燈泡、風扇、恒溫器和百葉窗控制器。實際的智能家居可能會使用更多種類的藍牙 Mesh 產品，例如開關、調光器、占用傳感器、灑水器控制器等。如果您正在設計智能家居產品，您可能需要設計適合所有這些應用的產品。因此，即使您正在開發(fā)智能開關應用程序，對其他產品的范圍也很重要。
這些應用中的每一個都有不同的設計要求。其他領域也是如此，例如樓宇自動化。理想情況下，您的設計可以基于滿足大多數應用程序要求的平臺。此外，您應該能夠根據應用程序升級或降級選項，而無需完全重新設計固件。
讓我們看看在為您的藍牙網狀網絡應用程序開發(fā)選擇設備之前應該考慮的一些芯片特性/規(guī)格。
發(fā)射功率和接收靈敏度——任何無線設備的重要規(guī)格之一是其發(fā)射功率和接收靈敏度。傳輸功率和接收靈敏度定義了設備的鏈路預算以及設備與網絡中其他節(jié)點通信的距離。盡管藍牙 Mesh 旨在擴展網絡范圍，但傳輸功率和接收靈敏度限制了網絡中各個節(jié)點之間的距離。
正如我們之前提到的，并非每個產品都是相同的，并且要求因應用程序而異。具有更高的發(fā)射功率也會消耗更多的電流。您可能需要限制電池供電應用的傳輸功率，以降低功耗并延長電池壽命。溫度和濕度傳感器、智能開關等應用通常由電池供電。在這些情況下使用較低的發(fā)射功率可能是有利的。另一方面，墻上供電的應用程序可以支持更高的傳輸功率以擴展網絡范圍。因此，對于墻上供電的應用，選擇能夠支持高達 10 dBm 傳輸功率的設備非常重要。
支持 Mesh 的設備應該能夠為電池供電的應用程序支持較低的傳輸功率，并為墻上供電的應用程序支持較高的傳輸功率。選擇一個設備系列是個好主意，它可以在相似的占地面積和相似的資源中提供不同的發(fā)射功率選項。這允許您僅更改 BOM 而無需對布局進行任何更改，從而簡化新產品的設計并加快上市時間。
使用集成功率放大器 (IPA) 通常支持更高的發(fā)射功率。然而，IPA 需要額外付費。為降低 BOM 成本，開發(fā)人員可以為電池供電應用切換到具有較低傳輸功率的低成本設備（如果有這樣的選項）。例如，為了滿足這一要求，賽普拉斯提供了支持高達 +4 dBm 發(fā)射功率的CYW20819和另一個支持高達 10 dBm 發(fā)射功率的器件CYW20820 ，采用具有相同功能集的引腳兼容封裝。
功耗——必須對每種應用的功耗進行仔細的調查，無論是墻上供電還是電池供電。為了使產品環(huán)保，監(jiān)管機構一直在施加壓力，要求即使使用壁式供電設備也要降低功耗。如果您的產品不符合規(guī)定的功耗要求，您可能無法銷售該產品。
在查看設備的功耗時，必須檢查各種因素。首先是發(fā)射和接收期間的無線電功耗。大多數藍牙網狀網絡節(jié)點持續(xù)掃描數據包。因此，這些設備幾乎 100% 的時間都處于接收模式，這使得接收器功耗成為在為 Mesh 應用選擇設備時要考慮的重要參數之一。
考慮到充當中繼的 Mesh 設備必須轉發(fā)接收到的消息，傳輸功耗是另一個重要規(guī)范。必須在設備支持的傳輸功率下檢查傳輸功耗。與在較高發(fā)射功率下使用時相比，某些設備在較低發(fā)射功率下往往表現更好。
供應商在其設備中支持不同的低功耗模式。了解您的應用需要什么非常重要，這樣您就可以根據設備可能處于活動模式和其他低功耗模式的時間準確估算平均功耗。
處理能力——選擇具有良好處理能力的設備通常是個好主意。LED 燈泡等一些應用可能需要根據用戶請求快速處理和修改 LED 狀態(tài)（開/關或顏色）。由于設備在其低功耗模式下消耗的功率，因此使用更快的 CPU 可以快速完成任務。因此，設備可以進入休眠更長時間，從而降低平均總功耗。
內存– 閃存和 RAM 大小要求因所選應用而異。找到一個提供靈活內存占用的產品系列非常重要。Mesh 實現應該允許應用程序代碼在具有不同內存占用的設備之間移植，而無需任何額外的努力。這使您可以為需要較少內存的應用程序選擇成本較低的設備。此外，一些設備有 ROM 來存儲藍牙堆棧和外圍驅動程序。這釋放了 Flash 供應用程序使用。這意味著具有內部 ROM 和閃存的設備通常更適合藍牙 Mesh 產品。
外設——正如我們之前提到的，不同的應用可能需要不同的外設。例如，智能燈泡可能需要三個或四個脈寬調制器 (PWM) 用于 RGB/RGBW LED 控制，一個模數轉換器 (ADC) 使用熱敏電阻測量溫度，以及一個 I2C 接口用作被動紅外 (PIR) 傳感器控制器接口。另一方面，恒溫器需要一個 ADC 和一個電源管理模塊來支持低功耗模式。在為您的產品選擇平臺時，它有助于列出所有應用程序的潛在外圍設備需求，并確定適合它們的設備。
擴展溫度和工業(yè)溫度支持——鑒于 LED 和 AC-DC 子系統(tǒng)的高功率耗散，某些應用（例如照明）需要支持擴展溫度（高達 +105° C）。因此，選擇一個能夠提供工業(yè)級和擴展溫度級產品的器件系列非常重要。
軟件
軟件是一個非常重要的部分，必須進行調查。對于軟件，我們不僅指 IDE 和工具鏈，還指底層軟件開發(fā)工具包 (SDK)。IDE 必須易于使用，例如常用的基于 Eclipse 的 IDE。
SDK 需要特別注意。Bluetooth Mesh 有多種模型和節(jié)點類型。特定模型和節(jié)點類型的使用取決于應用程序。對于符合藍牙 Mesh 資格的產品，底層模型和節(jié)點類型也必須符合資格。一些供應商并未對所有藍牙 Mesh 型號和節(jié)點類型進行。如果應用程序需要一個不合格的模型，則開發(fā)人員有責任完成整個資格過程。這需要開發(fā)人員徹底了解藍牙 Mesh 規(guī)范，并在資格過程中投入額外的金錢和時間。Mesh 芯片供應商有責任抽象出這種復雜性并提供完全符合藍牙 Mesh 標準的解決方案。因此，在為您的藍牙網狀網絡應用程序選擇設備之前，
確定支持所有網格模型和節(jié)點類型的設備后，找出可用的參考代碼示例。代碼示例使用您以前從未使用過的新技術啟動開發(fā)。
移動應用
物聯網的理念是連接事物，以便用戶可以輕松訪問它們。幾乎所有物聯網應用程序都需要移動應用程序，基于藍牙網狀網絡的物聯網應用程序也是如此。無論是燈泡控制還是從天氣監(jiān)測站讀取溫度，用戶都希望使用手機訪問和控制設備。為此，芯片供應商必須為其藍牙 Mesh 產品提供 iOS 和 Android 移動應用程序。
理想情況下，為這些應用程序提供源代碼，以便您可以進行自定義以適應您的品牌和產品特定的修改。如果芯片供應商不提供這些應用程序，您將需要從頭開始開發(fā)這些應用程序。每個應用程序的應用程序開發(fā)成本可能超過 20 萬美元，這還不包括對產品上市時間的影響。
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