Ячеистые сети являются ключевым требованием к маломощным беспроводным технологиям для умного дома и интеллектуальных промышленных приложений, поскольку они преодолевают ограничения радиуса действия, упрощают масштабируемость и повышают надежность. Однако до недавнего времени разработчики, которым удавалось использовать технологию Bluetooth с низким энергопотреблением, были разочарованы отсутствием поддержки ячеистой сети.
Отсутствие этой поддержки Bluetooth Low Power вынудило дизайнеров выбрать другие технологии, такие как Zigbee и Thread, для приложений умного дома, где Bluetooth с низким энергопотреблением мог бы идеально подходить и широко поддерживаться.
Bluetooth SIG теперь устраняет эту уязвимость, представляя дополнительную спецификацию Bluetooth Grid Network 1.0. Спецификация не требует дополнительного оборудования и работает на всех микросхемах Bluetooth с низким энергопотреблением (версии 4.0, 4.1, 4.2 и 5). Несколько поставщиков поддержали Bluetooth Mesh Networking 1.0, реализовав спецификацию в своей прошивке и приняв deИнструменты для разработки.
новой спецификацией, проектировщики должны ознакомиться с тем, чем реализация ячеистой сети Bluetooth SIG отличается от альтернативных технологий. Например, существует компромисс между простотой, энергопотреблением и гибкостью, поскольку эти различия влияют на выбор конструкции и процессов.
В этой статье используется спецификация и объясняется архитектура ячеистой сети Bluetooth для разработчиков. Объясняются эксплуатационные характеристики ячеистых сетей Bluetooth и то, как архитектура поддерживает такие приложения, как умный дом и умное освещение. Наконец, представлены некоторые подходящие инструменты проектирования ячеистых сетей Bluetooth и вспомогательные аппаратные и программные решения.
Преимущества ячеистых сетей
Low Power изначально был разработан, чтобы дополнить «традиционный» Bluetooth, распространив беспроводную технологию на периферийные устройстваs со скромной емкостью аккумулятора. Примеры периферийных устройств включают датчики движения (например, диапазоны сердечного ритма) и игрушки с беспроводным управлением. Каждое периферийное устройство взаимодействует с центральным устройством мониторинга (например, смартфоном) по независимому каналу, формируя таким образом топологию звездообразной сети.
Быстрое распространение маломощного Bluetooth в других областях, включая приложения для умного дома, такие как управление освещением, отчасти связано с его совместимостью со смартфонами. В этих типах приложений недостатки звездных сетей быстро становятся очевидными.
Например, маломощное решение Bluetooth может обрабатывать только ограниченное количество одновременных подключений (обычно восемь). Осветительными приборами, превышающими это количество лампочек, нельзя управлять с помощью одной команды, что приводит к задержкам. Во-вторых, в больших помещениях удаленно расположенные лампочки могут находиться вне досягаемости центрального контроллера.
В ячеистых сетях сообщения маршрутизируются с одной точкиt в сети в любую другую точку, прыгая в двусторонний канал, соединяющий несколько узлов, без принятия центрального устройства, которое взаимодействует с отдельными периферийными устройствами. Таким образом, ячеистая сеть предлагает очевидные преимущества, поскольку она позволяет одновременно управлять десятками подключенных устройств, преодолевает ограничения диапазона и создает избыточность.
