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藍牙網狀網絡
開發人員之旅

什么是藍牙網狀網絡?

藍牙網狀網絡非常適合數百或數千臺設備需要相互通信的控制、監視和自動化系統。藍牙網狀網絡旨在滿足商業和工業環境的嚴格要求,易于部署、性能和安全性至關重要。聯網照明控制是迅速采用藍牙網狀網絡技術的一個用例。

特點 描述 Silicon Labs 的支持
友鄰關系 低功耗節點使用友鄰關系來限制它們需要偵聽的時間長度。 支持
定向轉發 定向轉發旨在通過僅選擇一部分節點來中繼從源到目的地的消息,有助于提高多跳網絡的性能。 不支持
網狀網絡特性 節點的能力由該節點支持的特性和功能決定 支持所有特性(中繼、代理、低功耗節點、友鄰)
承載層 此規范定義兩個可以傳輸網狀網絡消息的網狀網絡承載層:
? 廣告承載層?
? GATT 承載層
支持所有承載層
型號 模型用于定義節點支持的某些功能

支持的模型:

  • 基礎
  • 通用
  • 傳感器
  • 時間和場景
  • 照明(Light xyL 除外)
專有特性 專有特性不屬于藍牙網狀網絡標準

支持:

通過擴展廣告進行傳輸的藍牙網狀網絡
通過編碼物理層進行通信的藍牙網狀網絡

聯網照明控制

Bluetooth? 聯網照明控制 (NLC) 系統是由獨立可尋址且傳感器豐富的光源和控制裝置組成的智能網絡,系統的每個組件都能發送和接收數據。

基本亮度控制器 NLC 藍牙協議規定了 NLC 產品在藍牙網狀網絡系統中充當光源控制器的要求,對光源控制器的用例和實現模式進行標準化,以幫助提高互操作性和性能。

基本亮度控制器 NLC 協議的常見用例是光源對人體感應傳感器和/或環境光傳感器發布的信息作出反應,以及對覆蓋事件(例如,手動調暗/調亮燈光或開/關燈)作出反應。實現基本亮度控制器 NLC 協議的設備與實現以下 NLC 協議的設備交互:人體感應傳感器 NLC 協議、環境光傳感器 NLC 協議、調光控制 NLC 協議、基本場景選擇器 NLC 協議,每個協議都作為 BT Mesh SDK 中現成的示例應用予以提供。

藍牙網狀網絡 1.1 有什么新功能?

藍牙網狀網絡 1.1 是 Bluetooth SIG 的網狀網絡標準最新版本,引入了大量新特性,來應對大型商用網絡的需求和挑戰,其中包括以下特性:標準化 OTA 更新、遠程調配、基于證書的調配和定向轉發。Silicon Labs 是開發和實施藍牙網狀網絡標準的主要貢獻者之一。

特點 描述 Silicon Labs 支持
設備固件升級 允許設備上運行的固件在整個網絡中更新 ?
遠程調配 支持不在調配器直接無線范圍內的節點通過網狀網絡進行調配和重新調配。 ?
基于證書的調配 允許在調配期間將數字證書用作設備身份驗證的基礎,并安全地驗證設備 UUID 與特定公鑰值的關聯。 ?
定向轉發 提供額外的多跳消息傳遞方法,在某些情況下,該方法比藍牙網狀網絡受控泛洪更有效。 ?
子網橋接 使不同子網中的設備之間的通信成為可能 ?
私人信標 確保網絡外的設備看不到信標消息中的靜態信息,從而提高安全性 ?
小幅改進 1.1 規范增加了許多較小的其他藍牙網狀網絡特性 大多數

與 Silicon Labs 一道踏上藍牙網狀網絡開發之旅

Silicon Labs 可以加速藍牙網狀網絡設備的開發,首先概括流程中的每一步,然后幫助您完成項目的每個階段。我們在此簡化您的開發過程,幫助您更快、更高效地將設備推向市場。我們已經概括了藍牙網狀網絡開發人員之旅的以下三個關鍵階段,以及成功完成每個階段需要滿足的條件。

入門指南
開發
部署產品
  1. 1. 購買套件:示例和硬件
  2. 2. Simplicity Connect 移動應用程序
  3. 3. 創建用戶帳戶
  4. 4. 設置開發環境
  5. 5. 探索演示內容
  1. 1. 創建示例應用
  2. 2. 開發和調試
  3. 3. 測試和迭代
  1. 1. 對產品進行合格鑒定
  2. 2. 制造產品

1. 購買套件:硬件和示例

Silicon Labs 提供多個藍牙網狀網絡開發套件,從超低成本、小封裝原型平臺,到面向穩健網絡的緊湊、功能豐富的開發平臺套件,種類齊全。根據您可以探索的演示,在下面選擇最適合您需求的套件。

?
套件 BGM220 Explorer Kit EFR32xG24 Explorer 套件 EFR32xG24 開發套件 EFR32xG24 Pro Kit
OPN (BGM220-EK4314A) (xG24-EK2703A) (xG24-DK2601B) (xG24-PK6010A)
描述 BGM220 資源管理器套件是超低成本的小封裝開發與評估平臺,適用于 BGM220P 藍牙模塊。 EFR32xG24 Explorer 套件是一個基于 EFR32MG24 片上系統的小封裝開發和評估平臺。 EFR32xG24 開發套件是一款緊湊、功能豐富的開發平臺。它能夠快速開發無線物聯網產品,并完成原型設計。 EFR32xG24 +20 dBm Pro 套件支持基于 EFR32xG24 的無線物聯網設備開發,并支持 2.4 GHz 無線協議(包括 BLE、藍牙網狀網絡、Zigbee、Thread 和 Matter)的開發。
價格 $11.99 USD $39 USD $79 USD $179 USD
閃存/RAM 512 kB / 32 kB 1536 kB / 256 kB 1536 kB / 256 kB 1536 kB / 256 kB
LCD ? ? ? ?
藍牙網狀網絡節點功能 由于 RAM 低而受限 完整 完整 完整
調配角色 ? ? ? ?
支持的網狀網絡特性 LPN、代理 LPN、友鄰、代理、中繼 LPN、友鄰、代理、中繼 LPN、友鄰、代理、中繼
NLC 支持 受限(不包括基本亮度控制器) 完整 完整 完整

通過演示內容快速啟動和運行

利用我們的 NLC 解決方案加速您的藍牙網狀網絡開發之旅,現在無需下載 Simplicity Studio,即可從這里刷寫到您的無線電板上。您需要至少 2 個開發套件或無線電板來試用 NLC 解決方案的 NLC 調光控制和 NLC 基本亮度控制器演示。使用您的移動電話作為調配器,快速設置網狀網絡。

藍牙網狀網絡 - 聯網照明控制 Web 演示

此解決方案可以通過 Web 進行刷寫,無需下載 Simplicity Studio。該演示需要 NLC 調光控制的 2 套件/無線電板和基本亮度控制器示例。

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2. 藍牙網狀網絡移動應用程序

創建一個網狀網絡,快速調配和配置嵌入了藍牙網狀網絡的演示。立即在您的智能手機上下載 Bluetooth Mesh 應用程序并加速發現。

要查看藍牙網狀網絡與手機的互操作性報告,請閱讀以下應用說明。

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3. 創建用戶帳戶

在等待開發套件期間,我們建議設置您的用戶帳戶。

Silicon Labs 帳戶:

Silicon Labs 帳戶:此帳戶將為您提供訪問我們的開發人員社區、入門指南、私有 GitHub 存儲庫和 Simplicity Studio 開發環境的權限。您可在此處創建帳戶或驗證對帳戶的訪問權限。

Silicon Labs + Matter

加入藍牙技術聯盟 (Bluetooth SIG)

要使用藍牙規范并認證您的藍牙產品,您需要成為藍牙技術聯盟 (SIG) 的成員。訪問 SIG 并決定您適合哪種會員級別。

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4. 設置開發環境

雖然我們知道您在選擇開發環境時有很多選項,但我們相信 Simplicity Studio 才是適用于開發藍牙網狀網絡設備的正確之選。原因如下:

  • Simplicity Studio 包含編程器和調試器功能,因此您不必擔心手動設置。
  • 認識您購買的電路板,并確定您可以使用的示例應用。

需要幫助設置環境嗎?我們的入門指南將讓您立即啟動和運行。

下載 Simplicity Studio v5 的完整在線安裝程序版本:

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5. 探索演示內容

一些更流行的藍牙網狀網絡演示,可從 github 或 Simplicity Studio 中的 SiSDK 獲取?

NCP 為空

NCP Target C 應用程序,使 NCP 主機控制器能夠通過 UART 訪問藍牙網狀網絡協議棧。它通過 BGAPI 提供對主機層的訪問,而不是通過 HCI 訪問鏈路層。如果要使用 NCP Commander / pyBGAPI 對您的解決方案進行原型設計,請將此演示用作目標設備。

SoC 為空

演示 Bluetooth Mesh C 應用程序所需的最低要求。應用程序在引導后啟動 Unprovisioned Device Beaconing(未調配設備信標發送),然后等待調配。

傳統照明

SoC 燈光 CTL

即開即用的軟件演示,其中 WSTK 的 LED 可以開啟和關閉,并且可以設置其照明亮度、色溫和 delta UV。

SoC 燈光 HSL

即開即用的軟件演示,其中主板的 LED 可以開啟和關閉,并且可以設置其照明亮度、色調和飽和度。該示例還嘗試以友鄰節點的形式建立友鄰關系。

SoC 開關 CTL

即開即用的軟件演示,其中設備使用 Light CTL 客戶端模型充當開關。按鈕按下或 CLI 命令可以控制遠程設備上 LED 的亮度和色溫。

?

NLC

NLC 基本亮度控制器

即開即用的軟件演示,其中設備充當聯網照明控制 (NLC) 系統中的基本亮度控制器。?該設備偵聽來自其他 NLC 設備的消息,具體包括人體感應傳感器、環境光傳感器、調光控制和基本場景選擇器節點。

NLC 基本場景選擇器

即開即用的軟件演示,其中設備充當聯網照明控制 (NLC) 系統中的基本場景選擇器。按鈕按下可通過場景召回請求來控制網絡中的基本亮度控制器。

NLC 調光控制

即開即用的軟件演示,其中設備充當聯網照明控制 (NLC) 系統中的調光控制。按鈕按下可通過 Generic Level Delta(通用變化量)或 Generic On/Off(通用開/關)消息來控制網絡中的基本亮度控制器。

NLC 環境光傳感器

即開即用的軟件演示,其中設備充當聯網照明控制 (NLC) 系統中的環境光傳感器。該設備測量環境光并將這些測量結果發送到網絡。?然后,正確配置的 NLC 基本亮度控制器可以對接收的數據進行操作。

NLC 人體感應傳感器

即開即用的軟件演示,其中設備充當聯網照明控制 (NLC) 系統中的人體感應傳感器。按鈕按下可模擬人員計數變更,從而控制正確配置的 NLC 基本亮度控制器。

傳統傳感器

SoC 傳感器客戶端

本示例演示藍牙網狀網絡傳感器客戶端模型。它從遠程設備收集并顯示傳感器測量數據。

SoC 傳感器溫度計

本示例演示藍牙網狀網絡傳感器服務器模型和傳感器設置服務器模型。它測量溫度并將測量數據發送到遠程設備。

DFU

SoC DFU 分發器

演示基于藍牙網狀網絡規范的固件分發器角色。分發器負責向目標節點傳送新的固件鏡像,并監視固件更新的進度。

基于證書的調配

SoC 為空,提供基于證書的調配支持

演示允許基于證書的調配 (CBP) 的 Bluetooth Mesh C 應用程序所需的最低要求。應用程序在引導后啟動 Unprovisioned Device Beaconing(未調配設備信標發送),等待調配到一個網狀網絡。

SoC CSR 生成器

證書生成固件示例。軟件正在生成設備 EC 密鑰對、設備證書的簽名請求和其他相關數據。中央機構可以讀出生成的數據。

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1. 創建示例應用

根據項目的復雜性和您的專業知識,可以采用各種方式完成藍牙網狀網絡應用程序開發。

初學者

  • 在 Simplicity Studio 中,選擇最接近您的最終項目用例的 Bluetooth Mesh 示例
  • 通過在組件瀏覽器中添加、刪除和配置(無代碼)組件來修改示例
  • 使用移動應用程序或 NCP Commander 工具的藍牙網狀網絡 GUI 作為調配器和原型設計

中級學習者

  • 在 Simplicity Studio 中,根據您所需的架構選擇 SoC 空示例
  • 向您的項目添加和配置新組件(無代碼或低代碼),實現這些組件的回調
  • 如果沒有現成的組件可用于您的用例,請使用網狀網絡配置工具將所需的藍牙網狀網絡模型投放到您項目的組成數據 (DCD),然后通過定義藍牙網狀網絡事件的事件處理程序來實現該模型
  • 使用 NCP Commander 工具的藍牙網狀網絡 GUI 作為調配器和原型設計

物聯網專家

  • 在 Simplcity Studio 中,根據您所需的架構選擇 SoC 空示例或 NCP 空示例
  • 向您的項目添加和配置新組件(無代碼或低代碼),實現這些組件的回調
  • 如果沒有現成的組件可用于您的用例,請使用網狀網絡配置工具將所需的藍牙網狀網絡模型投放到您項目的組成數據 (DCD),然后通過定義藍牙網狀網絡事件的事件處理程序來實現該模型
  • 使用 NCP Commander 工具的藍牙網狀網絡 GUI 作為調配器和原型設計
  • 項目生成后,使用您最喜歡的命令行工具或 IDE 進行開發,根據需要繼續開發。

在開發階段為您提供幫助的重要資源

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3. 測試和迭代

在此步驟中,請務必首先測試您的產品,然后再將其提交給測試實驗室,以確保產品通過測試。這些資源將幫助確保您的產品通過合規性測試:

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1. 對產品進行鑒定(認證)

藍牙認證流程可提升全球產品互操作性,增強 Bluetooth? 品牌和生態系統的優勢,使所有藍牙 SIG 成員受益。資格認證可幫助成員公司確保其藍牙產品符合藍牙專利和版權許可協議與藍牙商標許可協議(統稱為“藍牙許可協議”),以及各種藍牙規范。

*需要登錄

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2. 制造產品

需要為終端產品執行藍牙 DAC 注入。通過定制零件制造服務 (CPMS),Silicon Labs 可幫助簡化藍牙認證中的 DAC 注入流程,使您的私鑰在從工廠到終端用戶家庭的整個過程中保持私密。

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入門指南
1. 購買套件:示例和硬件
2. Simplicity Connect 移動應用程序
3. 創建用戶帳戶
4. 設置開發環境
5. 探索演示內容
開發
1. 創建示例應用
2. 開發和調試
3. 測試和迭代
部署產品
1. 對產品進行合格鑒定
2. 制造產品
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