设计蓝牙网设备的要求

蓝牙网提供的所有强大功能使它成为一个安全的低功率网络,也提供了巨大的互操作性。

因此,这些功能也使蓝牙网实现有点复杂。如果让一个系统设计师来处理所有这些复杂的问题,那将需要几百年的时间来推出一个产品。除此之外,生物技术网的应用基础非常广泛。这意味着每个应用程序都需要一个略有不同的外围设备和CPU处理能力集。例如,如果你设计的是智能家居产品,有些是电池驱动的,有些是墙驱动的,有些是模拟密集型的,有些则需要大量的数字外设处理能力。

固件开发通常是任何系统开发项目的最大投资。尽管系统是不同的,但如果使用的硅家族保持不变,一些固件工作可以在设计中重复使用。因此,在尽职调查之后,为您的第一个产品选择一个设备/平台非常重要,这样您就可以最大限度地实现IP重用并利用现有固件。在本文中,我们将讨论在为下一个蓝牙网眼应用程序选择设备时必须考虑的一些问题。

在高层次上,任何蓝牙网格应用程序的开发和部署都需要三个关键部件。这些部分是:

· 硬件

· 软件/固件

· 移动应用

硬件

在为蓝牙网眼产品选择一个平台时,第一步也是最重要的一步是调查设备的性能。在选择设备时考虑长期性是很重要的.让我们举个例子来理解为什么。

正如你在这里看到的,这个网络中有各种各样的设备,包括灯泡、风扇、恒温器和盲控制器。实际的智能家居可以使用更多种类的蓝牙网眼产品,如开关、调光器、占用传感器、洒水控制器等。如果你正在设计智能家居产品,你可能需要设计适合所有这些应用的产品。因此,即使您正在开发一个智能开关应用程序,也必须对其他产品进行范围划分。

这些应用程序都有不同的设计要求。建筑自动化等其他部分也是如此。理想的是,您的设计可以基于一个平台来满足这些应用程序的大部分需求。此外,您应该有能力升级或降级基于应用程序的选项,而不需要完全重新设计固件。

让我们看看在为蓝牙网眼应用开发选择设备之前应该考虑的硅特性/规格。

发射功率和接收灵敏度 -任何无线设备的重要规格之一是其发射功率和接收灵敏度。传输功率和接收灵敏度定义了设备的链接预算和设备与网络中其他节点的通信距离。虽然蓝牙网是为了扩大网络的范围,传输功率和接收灵敏度限制网络中单个节点之间的距离。

正如我们前面提到的,并不是所有的产品都是一样的,需求也因应用程序而异。具有更高的传输功率也消耗更多的电流.您可能需要限制电池供电应用的传输功率,以减少耗电量和延长电池寿命。例如温度和湿度传感器、智能开关等。一般都是电池驱动的。在这种情况下,最好使用较低的传输功率。另一方面,瓦力应用程序可以支持更高的传输功率来扩展网络范围。因此,对于瓦力应用程序来说,选择一个能支持10个dbm传输功率的设备是很重要的。

具有网眼功能的设备应该能够支持电池驱动的应用的低传输功率和瓦力驱动的应用的高传输功率。这是一个好主意,选择一个设备家庭,提供不同的发射功率选择在类似的足迹和类似的资源。这允许您只修改BOM,而不必对布局进行任何修改,从而简化新产品的设计,并加快时间到市场的速度。

一般采用集成功率放大器来支持较高的传输功率。然而,投资促进机构要付出额外的代价。为了降低BOM的成本,开发人员可以切换到一个低成本的设备,在相同的脚打印传输电源电池的应用,如果这样的选择是可行的。例如,为了满足这一要求,柏树提供 CYW20819 最多支持+4dbm传输功率和其他设备 CYW20820 该支持最多10个DBM传输功率在一个具有相同功能集的可兼容的PIN包。

耗电量 -对于每一个应用程序,无论是墙体电源还是电池电源,都必须进行最仔细的电源消耗调查。为了使产品对环境无害,监管机构会不断施加压力,要求降低耗电量,即使是用墙力设备。如果您的产品不符合规定的耗电要求,您可能无法销售产品。

在观察设备的耗电量时,必须检查各种因素。首先是发射和接收过程中的无线电功率消耗。大多数蓝牙网络节点连续扫描数据包。因此,这些设备处于接近100%时间的接收模式,使接收机功率消耗成为在选择用于网格应用的设备时需要考虑的最重要的参数之一。

由于作为继电器的网状设备必须转发接收到的消息,所以传输功率消耗是另一个重要的规范。必须在设备的最大支持传输功率下检查传输功率消耗。有些设备在低传输功率上的表现比在高传输功率下的表现更好。

供应商在其设备中支持不同的低功率模式。了解你的应用程序需要什么是很重要的,这样你就可以根据时间设备精确估计在有源和其他低功率模式下的平均耗电量。

处理能力 -一般来说,选择具有良好处理能力的设备是个好主意。一些像LED灯泡这样的应用程序可能需要根据用户要求快速处理和修改LED状态(打开/关闭或彩色)。当设备在低功率模式下消耗最低功率时,使用更快的CPU可以使任务快速完成。因此,该设备可以在较长的时间内睡眠,从而降低了总体平均耗电量。

记忆力 -根据选定的应用程序,闪存和内存管理系统的尺寸要求各不相同。找到一个提供灵活内存足迹的产品家族是很重要的。网格实现应该允许在内存足迹不同的设备之间移植应用程序代码,而不需要额外的努力。这使您可以为您的应用程序选择一个成本较低的设备,而这些设备需要的内存较少。此外,一些设备有光盘存储蓝牙栈和外围驱动程序。这将释放闪存供应用程序使用。这意味着带有内部光盘和闪存的设备通常更适合蓝牙网眼产品。

外围的 -如前所述,不同的应用程序可能需要不同的外围设备。例如,智能灯泡可能需要三或四个用于RGB/RGBWLED控制的脉冲宽度调制器(PWMS),用于使用热敏电阻测量温度的模拟数字转换器(ADC),以及作为被动红外(PIR)传感器接口的I2C接口。另一方面,一个数据库需要一个ADC和一个电源管理块来支持低功率模式。在为您的产品选择一个平台时,它有助于列出所有应用程序的潜在外围需求,并确定一个最适合它们的设备。

延长温度和工业温度支持 -由于LED和AC-DC子系统之间的高功率耗散,照明等一些应用需要支持延长温度(最高为+105℃)。由于这个原因,选择一个设备系列是很重要的,它提供的产品在工业和延长温度等级。

软件

软件是一个非常重要的东西,必须加以研究。我们所说的软件,不仅指的是一个IDE和工具链,还包括基础软件开发工具包(SDK)。IDE必须易于使用,例如通常使用的基于EXESE的IDES。

国家安全局需要特别关注。蓝牙网有几个模型和节点类型。特定模型和节点类型的使用取决于应用程序。要使产品符合蓝牙网格的标准,基础模型和节点类型也必须符合条件。有些供应商没有所有的蓝牙网模型和节点类型合格。如果应用程序需要一个不合格的模型,那么开发人员就有责任完成整个认证过程。这就要求开发人员彻底了解蓝牙网眼规格,并在认证过程中投入额外的金钱和时间。网格硅供应商的责任是抽象出这种复杂性,并提供一个完全符合蓝牙网格要求的解决方案。因此,在为蓝牙网眼应用程序选择设备之前,请参阅蓝牙sig网站,了解哪些网格模型和节点适合于特定设备。

一旦您确定了一个支持所有网格模型和节点类型的设备,那么找出哪些引用代码示例是一个好主意。代码示例启动一个新技术的开发,您以前没有使用过。

移动应用

要想把东西连接起来,这样用户就可以很容易地访问它们。几乎所有的iot应用程序都需要移动应用程序,基于蓝牙的iot应用程序也是如此。无论是灯泡控制还是从天气监测站读取温度,用户都想通过手机访问和控制设备。为了促进这一点,硅供应商必须为他们的蓝牙网眼产品提供iOS和安卓移动应用程序。

理想的情况是,为这些应用程序提供源代码,这样您就可以进行定制,以适应您的品牌和产品特定的修改。如果硅供应商不提供这些应用程序,您将需要从头开发这些应用程序。每个应用程序的开发成本为20万美元+,不包括对产品上市的影响。