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蓝牙技术|蓝牙BLE和蓝牙Mesh的关系

2021-09-03

蓝牙BLE和蓝牙Mesh的关系

蓝牙Mesh并非无线通信技术，而是一种网络技术。蓝牙Mesh网络依赖于低功耗蓝牙。低功耗蓝牙技术是蓝牙Mesh使用的无线通信协议栈。

低功耗蓝牙设备可以设置成广播模式，以无连接方式进行工作，其广播的数据，位于广播范围内的任何其他蓝牙主机设备都可接收。这是“一对多”（1：N）的拓扑，其中N可以是一个非常大的数量！如果接收广播的设备本身不进行数据传输，那么广播设备的无线电频谱就仅仅是针对自己而言的，同时对于能够接收和利用其广播的其他设备数量没有明确的限制。蓝牙Beacon就是蓝牙广播功能的一个绝佳案例。

蓝牙Mesh基于蓝牙BLE低功耗广播

蓝牙Mesh采用蓝牙低功耗广播的方式就行信息发送和接受，将信息从网络当中的某一个节点转发至目的节点，在蓝牙Mesh组网中，这种广播模式也称为网络泛洪。

采用网络泛洪的方式，通过可控的泛洪消息传递，不需要创建和管理复杂的路由表、路由发现表等，节省了维护网络运行的存储器空间的开销。同时，网络泛洪消息传播的本质是多路径（Multi path）的，确保了信息可以通过多条路径传递到目的节点，因此网络中任何一个单点的故障也不会对网络传输造成致命性的影响，这使得网络高度可靠。

低功耗节点和Friend节点

在蓝牙Mesh网络中，低功耗节点可以通过减少射频收发机（RF transceiver）开启的占空比来达到低功耗的目的，这些低功耗节点只有在需要进行消息收发的时候才会打开射频收发器，其他时间都处于休眠状态。

在蓝牙Mesh网络中还有一类节点是专门为低功耗节点服务的，其具有Friend特性，也可以称为Friend节点。Friend节点与低功耗节点可以建立Friendship关系。建立此种关系之后，Friend节点可以暂存发往低功耗节点的信息，待低功耗节点退出休眠模式之后，再从Friend节点取回相关信息。在实际应用中，Friend节点可以是灯泡、机顶盒、路由器，这些设备都是通过市电供电的，对于功耗不是很敏感；低功耗节点可以是由电池供电的设备，如传感器等。

ST17H66蓝牙BLE5.2芯片是伦茨科技最新推出的16脚蓝牙BLE芯片，具有256KB Flash +（96KB ROM）+64KB SRAM，蓝牙协议栈固化，不再占用Flash空间。64KB的SRAM，分区使用，可以在待机时保存更多用户数据，可以设置大容量缓冲区，支持更加复杂的功能。符合SIG规范的自组网应用。包括多节点的控制，以及2主4从的同时工作。

ST17H66有10 x GPIO，-103dBm @BLE 125Kbps。单端天线输出，可以无匹配电路。支持天线矩阵切换，支持外挂LNA信号放大。

最大的优势是功耗降低。上一代产品蓝牙接收峰值电流>13mA; MCU的功耗~0.5mA/MHz；低功耗模式下平均电流>40uA。新产品的蓝牙接收峰值电流8.6mA，MCU的功耗<90uA/MHz。低功耗模式下平均电流可降低到20uA~30uA。BLE5的广播数据包更加灵活，最多可包含200Byte数据，BLE4只有32Byte。传输速率更快，BLE5可以达到20~30KB/s；BLE4一般在4~5KB/s。

应用场景：

对功耗控制要求比较严格的应用，比如高档的防丢器，电子标签等。
对数据传输有一定要求的客户，比如用于云台自拍的透传模块，希望蓝牙OTA更加可靠的客户。
方便灵活的电子标签应用。如商品标签，资产防盗，生物追踪。

伦茨科技拥有自主研发无线射频和低功耗蓝牙BLE5.2芯片并具有全球知识产权，针对AIoT物联网领域和个人消费者，提供蓝牙主控全集成芯片的「软硬件共性」解决方案及核心器件，配套全方位APP软件平台定制开发。所设计的蓝牙芯片方案应用于智能穿戴设备、蓝牙室内导航、智能家居、医疗健康、运动建身、数据传输、远程控制、个人外设及AIoT物联网等场景。