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            如何利用藍牙4.1為物聯(lián)網(wǎng)構建低功耗無線鏈路

            作者: 時間:2014-12-08 來源:網(wǎng)絡 收藏

              這些GATT用于處理當前應用的數(shù)據(jù),如血壓、心率、體溫計、接近和找到我(Find Me)功能。IoT應用的新規(guī)范將會采用不同的方式匯集數(shù)據(jù)。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/266430.htm

              服務屬性、特性和描述符將由通用識別符(UUID)集中識別。SIG為標準屬性預留了一些列UUID(其格式為xxxxxxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB),這些通用識別符在規(guī)范中采用16位或32位短格式值表示,而非128位,以保持較小代碼長度并減少復雜性。

              GATT規(guī)范為客戶提供了大量命令,用于發(fā)現(xiàn)與服務器有關的信息。具體包括,發(fā)現(xiàn)所有主要服務的UUID,用已知UUID查找服務,然后發(fā)現(xiàn)輔助服務,以及為已知服務查找全部特性。所有這些均屬于IoT應用規(guī)范。

              指令通過GATT發(fā)出,用于將有關特性的數(shù)據(jù)從服務器傳輸至客戶端(“讀取”),以及從客戶端傳輸至服務器(“寫入”)。讀取某個值時,可通過指定該特性的UUID或者由一個句柄值完成,該值來自信息發(fā)現(xiàn)指令。寫操作始終會通過句柄識別特性,但都可以選擇是否需要服務器做出響應。

              GATT也發(fā)出這種通知和指示,這是IoT鏈路的關鍵部分??蛻舳丝蔀閬碜苑掌鞯奶囟ㄌ匦哉埱笠粋€通知,然后,只要相關的值進入有效狀態(tài),服務器就會將其發(fā)送至客戶端。例如,一臺設備上的溫度傳感器服務器會在每次測量時通知其客戶端。這樣可避免客戶端對服務器進行輪詢,從而省去了常規(guī)無線鏈路。除需要客戶端做出響應,用于確認客戶端收到該信息外,指示和通知類似。

              芯片和模塊制造商正在GATT頂端增加多個層級,讓系統(tǒng)開發(fā)人員利用這些規(guī)范開發(fā)自己的軟件。這樣,在使用4.0和4.1的現(xiàn)有全部芯片和模塊升級系統(tǒng)后,軟件還能與之兼容。

              Laird Wireless等模塊制造商正在消除這種復雜性,它們在使用如BT800等藍牙4.0模塊,并開發(fā)能在這些模塊上支持藍牙4.1的固件。BT800采用由CSR提供、帶有天線和接口的收發(fā)器,輸出功率為8 dBm,在8.5 mm x 13 mm的緊湊基底面內集成了全部功能。該模塊包含了支持BLE應用開發(fā)所需的全部硬件和固件,包括用于連接外設和傳感器的UART、SPI、I2C、ADC和GPIO接口。利用這些接口連接單線、雙線或者多線鏈路會相對簡單。

              

             

              圖2:利用Laird Wireless的BT800智能藍牙雙模式模塊,能很容易在現(xiàn)有設計中添加藍牙4.1連接功能,進而升級至藍牙4.1.

              Laird增加了一種可使模塊獨立運行的事件驅動型編程語言,因此能通過任何接口直接連接傳感器,而不必依賴外部處理器。一個簡單的smartBASIC應用包含了從傳感器數(shù)據(jù)讀取、寫入和處理,到再利用智能藍牙將其傳輸至任何藍牙4.1設備的全部端到端過程。

              同時,CSR也會采用不同的方法來實現(xiàn)IoT組網(wǎng),而且模塊制造商也可以使用這些網(wǎng)絡。盡管藍牙4.1能提供從智能手機到其外設的八到十個獨立鏈路,構建個人局域網(wǎng)或者菊花鏈鏈路,但CSR開發(fā)出了位于藍牙4.0協(xié)議棧頂層的固件,用于控制網(wǎng)狀網(wǎng)絡中數(shù)量多達65,000個的設備。

              這種具有潛在顛覆性的技術把智能手機置于IoT的核心。CSR Mesh網(wǎng)幾乎能讓無限個支持智能藍牙的設備簡單地連接在一起,并由一部手機、一臺平板電腦或者PC直接控制。

              針對智能家庭和IoT應用進行了優(yōu)化的解決方案,將一個配置和控制協(xié)議與CSR認可的智能藍牙設備組合在一起,其中包括CSR101x和CSR8811.用戶利用這一解決方案,無論在什么位置,都能控制自己家中任何一個支持智能藍牙的設備,如照明、供熱和安防系統(tǒng)。在用戶體驗過程中,基于該協(xié)議的解決方案不需要復雜的設置、配對或者使用如路由器等接入設備,這一點至關重要。

              不同于其他家庭自動化連接解決方案,CSR Mesh網(wǎng)能保證在家中的任何地方都能利用移動設備直接控制,因為既沒有網(wǎng)絡覆蓋范圍限制,也不需要集線器。開發(fā)人員不必使用專有解決方案或添加其他任何東西,就能構建無需復雜配置即可輕松工作的產品。

              CSR Mesh網(wǎng)協(xié)議采用智能藍牙中的一種模式向網(wǎng)絡中的其它藍牙設備發(fā)送信息。這些信息可發(fā)送至一個設備或者一組設備。一臺設備也可以屬于多個設備組。具體控制由支持智能藍牙的電器(如燈具開關)或者由現(xiàn)在的大部分手機或平板電腦完成。

              為保證開發(fā)人員讓自己的產品迅速面市,CSR將發(fā)布針對用戶的開發(fā)套件。該套件將提供安卓和iOS應用源代碼以及獲取CSR Mesh網(wǎng)的二進制庫權限。

              軟件不使用藍牙4.1的特性,而是通過擴展藍牙4.0來覆蓋一個網(wǎng)狀拓撲結構。這是一個泛洪網(wǎng)狀網(wǎng),非路由式網(wǎng)狀網(wǎng),因此所有設備可作為網(wǎng)絡中的一員接入,向其它節(jié)點傳送信息。也就是說,這對于用戶設置極為簡單,因為該規(guī)范能自動處理信息傳送任務。信息的原始發(fā)送設備可在網(wǎng)中任何位置,然后該信息被轉發(fā)至覆蓋范圍以外的節(jié)點;為解決飽和和競爭問題,該協(xié)議包含了特性的年齡和轉發(fā)次數(shù)。

              盡管藍牙4.1可同時支持主、從模式,但仍需用戶自己管理這些連接,且這些連接將在控制較小的或者核心的設備網(wǎng)絡時發(fā)揮作用。這項技術中沒有那些限制-連接管理工作已降至很少。

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