不要错过Nordic和物联网世界的任何最新消息!在此订阅新闻简报 →
  1. Home
  2. 物联网协议

    蓝牙Mesh

Nordic提供各种支持蓝牙mesh的SoC组合,这些SoC具有不同的内存大小和功能,让您能够根据自己产品的要求作出最合适的选择,可满足智能家居/工业自动化及物联网等多种应用场景

蓝牙Mesh

一种基于低功耗蓝牙广播报文来实现的网络技术

特征

  • 经认证的蓝牙mesh v1.0.1协议栈,具备所有必须和可选功能
  • 支持所有蓝牙mesh v1.0.1 models
  • 通过Advertising bearer和GATT bearer进行配网
  • 并发的标准GATT/GAP连接和蓝牙mesh
  • 支持后台式安全空中固件升级

蓝牙Mesh 概述

蓝牙mesh是一种先进的mesh网络技术。它扩展了低功耗蓝牙的功能,使其能够在具有数千个节点的网络中实现强大的并发多播(多对多)通信。这项功能是照明、传感器网络、预测性维护、资产跟踪和定位等新应用的重要更新。

蓝牙mesh是一种受管理的泛洪网格。它是在大型网络中分发信息的一种简单可靠的方法。从源头到目的地的多条路径确保了可靠性,排除了单点故障。蓝牙Mesh技术对网络层和应用层分别进行加密,使网络管理员能够创建多级访问控制机制。

安全性

蓝牙 Mesh 的设计将安全性作为重中之重,并提供工业级的安全保护,可抵御所有已知的攻击。覆盖整个设备网络和各种设备分组的全面安全性是强制性的。附加功能可进一步增强安全性和网络设备隐私保护。此外,完整的 Bluetooth® Mesh 安全架构是开放的,可供公众审查。蓝牙 Mesh 技术对网络层和应用层分别进行加密。

蓝牙Mesh协议 1.1 和新功能

最新发布的蓝牙 Mesh 协议规范 v1.1 和相关规范进一步规范了核心用例、新功能和增强功能,满足了业界的需求。经过最新改进的蓝牙Mesh协议定义了网格设备固件升级(Mesh DFU)、远程配置和二进制大对象(BLOB)传输标准。这些功能旨在降低系统安装和维护的复杂性和成本。蓝牙Mesh协议 v1.1 还增加了一些新功能、增强功能和安全改进功能。

Bluetooth NLC

蓝牙网络照明控制(NLC)是一套蓝牙Mesh配置文件,用于标准化灯具、传感器和控制设备的接口。NLC 是无线照明控制的全栈标准,涵盖无线电层、协议层和设备层的标准化。蓝牙 NLC 实现了无线照明控制的多厂商互操作性和大规模应用。NLC 配置文件定义了以下设备类型的标准: 环境光传感器、基本亮度控制器、基本场景选择器、调光控制、能源监控器和占用传感器。

拓扑结构和作用

蓝牙mesh使用低功耗蓝牙作为其信息的承载或传输方式。蓝牙mesh的信息被封装在低功耗蓝牙广播或GATT数据包中,它们被称为Advertising bearer (广播)或GATT bearer(连接)。普通节点通常使用Advertising bearer,但当智能手机连接到网络时,它通常使用GATT bearer。智能手机会连接到一个节点,然后该节点将信息转发到网络中。

下图显示了蓝牙Mesh中各种角色的概述:

  • N:节点是最基本的角色。它只使用Advertising bearer,并且接收器总是处于开启状态。它不会重传信息。
  • RN:中继节点只使用Advertising bearer,当不重传信息时,接收器总是处于开启状态。它扩展了网络范围,并允许信息在多个中继节点之间跳跃。
  • P:代理节点具有与RN相同的功能,但也可以使用GATT bearer连接到智能手机等设备。它运行蓝牙mesh栈和低功耗蓝牙栈。
  • FN:朋友节点具有与RN相同的功能,但可以与一个或多个LPN建立友谊。它将为与它有友谊的LPN存储信息。
  • LPN:低功率节点使用Advertising bearer,接收器通常处于关闭状态。它会在一定的时间间隔内醒来,并轮询来自其朋友节点的信息。它可以在任何时候醒来向网络发送信息。
  • GATT连接性能表示通过 GATT 连接使用远程、1 Mbps 或 2 Mbps 连接到代理节点的节点。

Bluetooth Mesh

一站式蓝牙mesh解决方案

如果您正在开发蓝牙Mesh产品,评估低功耗蓝牙系统级芯片(SoC)头号供应商的产品将是明智之举,因为蓝牙Mesh是建立在低功耗蓝牙之上的。

我们提供各种支持蓝牙Mesh的SoC组合。这些SoC具有不同的内存大小和功能,让您能够根据自己产品的要求作出最合适的选择。在SoC以外,Nordic还提供了必须的硬件、软件和开发工具助力开发者搭建自己的产品,加快产品上市的速度。我们提供已获得认证的蓝牙mesh协议栈,支持所有必须和可选功能。此外,还有用于照明和传感器网络的各种应用模型和例程,开发者可基于其上进行产品开发。我们还提供了移动应用程序nRF Mesh, iOS和Android版本都有各自的开源代码。这也是一个开发你自己的应用程序很好的起点。它可用于在评估和测试配网、配置和控制各种mesh节点。

对于使用我们的SoC来开发蓝牙Mesh产品的客户,我们为他们提供完善的技术支持。我们会带领您完成整个产品的开发过程。

在下面探索我们的蓝牙网格解决方案!

先进的蓝牙Mesh SoCs

nRF52 系列的七款 SoC 中,有四款支持蓝牙 Mesh。所有四款产品都集成了功能强大而高效的 64 MHz Arm Cortex-M4 CPU。闪存大小从 256 KB 到 1024 KB 不等,RAM 大小从 32 KB 到 256 KB 不等。nRF52 系列既有简单的高性价比选择,也有高度先进的选择,而且都具有超低功耗。nRF52 系列确实是建立产品组合的理想平台。类似的硬件和软件架构实现了出色的软件可移植性,提高了软件的可重用性,缩短了产品上市时间,降低了开发成本。

nRF5340 SoC是我们的蓝牙Mesh旗舰产品。它是nRF53系列的首款SoC,也是全球首款拥有两个arm® Cortex®-M33处理器的无线连接SoC。两个灵活的处理器、最高105 °C的工作温度,以及先进的安全功能,使其成为专业照明、传感器网络和资产跟踪等蓝牙mesh应用的理想选择。nRF5340是一款全功能SoC,包含了nRF52®系列最突出的功能。除了具备蓝牙®5.2,高速SPI、QSPI、USB等优势以外,还结合了更高的性能、内存和集成度,同时实现了静态电流的最小化。它还提供各种安全功能,如可信执行、信任根和安全密钥存储。

nRF52 和 nRF53 系列是基于全闪存的 SoC。闪存为您的产品带来了完全的灵活性和可升级性。它们可以在工厂或现场通过无线设备固件升级(OTA DFU)重新编程。这样就可以随时随地进行产品升级和功能添加。

所有蓝牙Mesh系统芯片都能同时运行蓝牙低功耗和蓝牙网格。无线电时间在协议之间分段和共享。调度是自主的,连接是可维护的。利用蓝牙 LE 协议栈的互操作性,让智能手机等蓝牙 LE 设备桥接到蓝牙 Mesh 网络。然后,智能手机可以配置/调试新节点,并与网状网络互动。

Bluetooth Mesh

蓝牙Mesh SoCs对比

  nRF5340 nRF52840 nRF52833 nRF52832 nRF52820
CPU 128 MHz Arm Cortex-M33 + 64 MHz Arm Cortex-M33 64 MHz Arm Cortex-M4 with FPU 64 MHz Arm Cortex-M4 with FPU 64 MHz Arm Cortex-M4 with FPU 64 MHz Arm Cortex-M4
Flash 1 MB + 256 KB 1 MB 512 KB 512/256 KB 256 KB
RAM 512 KB + 64 KB 256 KB 128 KB 64/32 KB 32 KB
Arm TrustZone Yes Yes      
Arm CryptoCell 312 310      
Root-of-Trust Yes Yes      
Secure key storage Yes        
High-Speed SPI Yes Yes Yes    
TWI/SPI/UART 4xTWI/SPI/UART +TWI/SPI/UART 2xTWI/SPI, SPI, 2xUART 2xTWI/SPI, SPI, 2xUART 2xTWI/SPI, SPI, 2xUART 2xTWI/SPI, UART
QSPI Yes Yes      
USB Yes Yes Yes   Yes
PWM, PDM, I2S Yes Yes Yes Yes  
ADC, Comparator Yes Yes Yes Yes COMP
Operating temperature -40 to 105 °C -40 to 85 °C -40 to 105 °C -40 to 85 °C -40 to 105 °C
Supply voltage range 1.7 to 5.5 V 1.7 to 5.5 V 1.7 to 5.5 V 1.7 to 3.6 V 1.7 to 5.5 V
Packages 7x7 mm aQFN94 (48 GPIOs) 4.4x4.0 mm WLCSP95 (48 GPIOs) 7x7 mm aQFN73 (48 GPIOs) 3.5x3.6 mm WLCSP94 (48 GPIOs) 7x7 mm aQFN73 (42 GPIOs) 5x5 mm QFN40 (18 GPIOs) 3.2x3.2 mm WLCSP (42 GPIOs) 6x6 mm QFN48 (32 GPIOs) 3.0x3.2 mm WLCSP50 (32 GPIOs) 5x5 mm QFN40 (18 GPIOs)

开发案例

了解Nordic系统级芯片及解决方案如何广泛赋能物联网

扫描微信公众号二维码了解更多

联系我们