樂鑫科技打造藍牙 Mesh 解決方案,釋放IoT無限潛能

2021年09月08日17:56:14 家居 1916

藍牙作為物聯網領域的首選技術,孕育了智能家居、智能照明、智慧城市等諸多創新應用場景。根據《2021 藍牙市場最新資訊》顯示,2021 年藍牙智能家居自動化設備出貨量將達到 2.22 億,藍牙住宅智能照明年出貨量將達到 3,900 萬。而且,預計至 2025 年,藍牙智能家居自動化設備的年出貨量將增加 3 倍,在短短 5 年內就將增加到 6.7億。推動這一增長的主要設備包括智能家居自動化控制器、智能照明和智能家電等。

藍牙技術聯盟亞太暨中國市場總監李佳蓉表示:「作為唯一可以提供無單點故障、完全去中心化架構的無線標準,藍牙 mesh 網路非常適用於創建控制、監測及自動化系統,讓成百上千台設備能夠可靠安全地通信。」

藍牙mesh網路,AIoT領軍企業的首選無線技術

如今,基於藍牙 mesh 技術的智能家居、照明控制系統已得到眾多領軍企業的大力支持。樂鑫信息科技(Espressif)多年來深耕 AIoT 領域軟硬體產品的研發與設計,其開發的藍牙 mesh 協議棧 ESP-BLE-MESH 主要應用於智能家居,智能照明,以及智能工業等細分市場。

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樂鑫基於 Zephyr Bluetooth® mesh 開發了開源的藍牙 mesh 協議棧 ESP-BLE-MESH,全面支持藍牙技術聯盟 (Bluetooth SIG) 藍牙 mesh 協議規定的幾乎所有 core features,client models 和 server models,是當前開源協議棧中功能最齊全的藍牙 mesh 協議棧之一。通過該協議棧,用戶可以和全球不同廠商、不同類型的標準藍牙 mesh 設備互相通信,協同工作。樂鑫的工程師基於用戶實際使用場景,對藍牙 mesh 做了很多技術創新。例如,2019 年,樂鑫推出了藍牙 mesh 快速配網技術 (Fast Provisioning Model) ,能夠支持 100 個節點在 50s 內完成全部配網工作。

樂鑫的藍牙 mesh 協議棧主要應用於智能家居,智能照明,以及智能工業等細分市場。用戶可以基於它構建安全穩定的通信網路,實現設備組網互聯、自動化控制、遠程監測等功能。此外,樂鑫還提供集成藍牙和 Wi-Fi 或 IEEE 802.15.4的 SoC(如 ESP32 系列、ESP32-S 系列、ESP32-C 系列和 ESP32-H 系列),因此用戶也能夠基於樂鑫藍牙 mesh 協議棧實現藍牙 mesh 和 Wi-Fi 或 IEEE 802.15.4 相互轉換的網關。

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樂鑫科技創始 CEO 張瑞安表示,樂鑫選擇藍牙mesh網路,主要看中以下三方面優勢:

1) 低功耗藍牙是當前市場上的主流無線通信協議之一,廣泛應用於智能手機、網關和終端設備。它能夠通過自適應跳頻技術在擁擠的 2.4 GHz 頻段中穩定工作。低功耗藍牙具有高安全性和全球標準藍牙設備互聯互通等特點。如果硬體資源允許,市場上現有的低功耗藍牙設備可以通過 OTA(Over-the-Air) 升級支持藍牙 mesh 協議,這是樂鑫藍牙 mesh 協議棧發展的優勢,也是藍牙 mesh 得以推廣和普及的關鍵。

2) 藍牙技術聯盟為藍牙 mesh 制定了詳細的協議規範、應用模型和測試規範,涵蓋了常見的應用場景和設備類型。同時,協議的可擴展性也確保藍牙 mesh 未來可以滿足更多的使用場景。

3) 此外,由於藍牙 mesh 是基於低功耗藍牙定義的上層協議,從晶元研發的角度來看,支持藍牙 mesh 功能並不需要修改晶元內部電路設計。藍牙 mesh 協議拓撲結構也相對簡單,軟體實現藍牙 mesh 無需佔用設備較大內存,有效降低了客戶使用 mesh 網路所需要的成本。

藍牙mesh解決方案,賦能多樣落地應用場景

在智能照明領域,樂鑫藍牙 mesh 協議棧可用於家庭、企業、工業和公共設施等領域智能燈的連接與控制。由於照明設備普遍安裝在牆上並由牆壁接線供電,使用樂鑫藍牙 mesh 協議棧可以降低網路部署和管理難度,是此類場景的理想解決方案。此外,藍牙 mesh 協議自組網、網路自愈和容錯機制等特性,也充分適用於在家庭中部署智能設備。例如,在 Wi-Fi 網路的盲區,可以通過藍牙 mesh 使設備得到有效連接。

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在部署藍牙 mesh 網路的過程中,可以通過網關聯網,進而實現遠程控制設備。樂鑫 SoC 集成了藍牙(經典藍牙+低功耗藍牙)和 Wi-Fi或 IEEE 802.15.4,並支持多種協議共存。客戶可以基於樂鑫藍牙 mesh 協議棧實現這樣的網關設備。例如,樂鑫已幫助客戶將樂鑫藍牙 mesh 協議棧集成到智能音箱中,使其充當網關。基於藍牙和 Wi-Fi 共存機制,客戶僅用一顆樂鑫高度集成的晶元,就能夠控制附近的其他藍牙 mesh 設備。與此同時,設備還能使用經典藍牙播放音樂,並保持穩定的 Wi-Fi 連接。

藍牙 mesh 未來的「無線」潛力

樂鑫科技創始 CEO 張瑞安認為,基於目前的市場數據,未來藍牙 mesh 在智能照明領域的應用場景將會愈加廣闊。例如,將 Bluetooth 5.1 的 AoA/AoD 技術和藍牙 mesh 結合,即可通過照明網路實現室內定位功能。這也為消費者和企業帶來更廣闊的應用思路,如室內定位、資產追蹤和個性化應用場景等。同樣,基於藍牙 mesh 具有的設備互聯,以及通過網關聯網的功能,未來還會不斷湧現更多智能照明應用。

除了室內定位,藍牙 mesh 在 AIoT 領域的應用也將增加。將藍牙 mesh、語音和圖像識別、智能家居感測器與機器學習相結合,將會使設備自主學習並理解人們的生活習慣,為人們帶來更智能化的體驗,進一步提高生活品質。

隨著越來越多智能手機對藍牙 mesh 提供全面支持,未來手機和藍牙 mesh 將會實現更多交互。樂鑫也看好藍牙 mesh 未來可能支持 IP 協議的潛力。基於其可連接 IP 協議的功能,用戶將不僅能通過手機就近控制藍牙 mesh 設備,也能無需網關就實現設備的遠程控制。

將 Bluetooth 5.2 的 LE Audio 與藍牙 mesh 結合,也可能實現很多創新應用,例如在藍牙 mesh 網路實現對語音和音頻應用的支持。要實現這些還需要藍牙 mesh 進一步擴展協議內容,例如支持 LE Audio。

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