自第一版藍牙通信標準——藍牙1.0標準於(yu) 1999年發布以來，至今藍牙標準的更新已經持續了二十多年。同樣是在1999年，物聯網一詞正式由麻省理工學院自動識別實驗室的負責人凱文·阿什頓提出。

時至今日，藍牙已經成為(wei) 物聯網領域重要的短距離無線通信技術。同時，在物聯網龐大需求的帶動下，全球藍牙設備出貨量在逐年遞增。根據藍牙技術聯盟發布的《2021年藍牙市場最新資訊》，至2025年全球藍牙設備出貨量將超過60億(yi) 台，2021年-2025年的年複合增長率達到10%。

圖1：全球藍牙設備出貨量統計（圖源：藍牙技術聯盟）

藍牙在物聯網中扮演重要角色

當前，我們(men) 已經在基於(yu) 性能出色的藍牙5.2標準打造產(chan) 品，但業(ye) 者都知道，從(cong) 藍牙1.0到今天的藍牙5.2，中間有漫長的技術演化過程，通過圖2我們(men) 先來簡單回顧一下這段技術發展曆程。

圖2：藍牙技術發展簡史

作為(wei) 一種開放性的全球規範，藍牙技術通過一代又一代的迭代已經形成自身獨特的技術優(you) 勢，包括低功耗、低延遲、低成本，以及數據和聲音傳(chuan) 輸可同時管理等，在多個(ge) 物聯網應用中形成了產(chan) 業(ye) 規模。

首先，藍牙已經成為(wei) 支持智能手機、筆記本電腦和平板電腦點對點連接的主要途徑和標準配置，包括信息交互和外部設備連接。在信息交互方麵，消費者可以通過手機輕鬆完成手機對手機文件傳(chuan) 輸、手機對汽車影音控製等應用；在外部設備連接方麵，筆記本電腦和平板電腦的許多外部無線設備都是基於(yu) 藍牙打造，包括鍵盤、鼠標、打印機和耳機等。

其次，藍牙已經成為(wei) 可穿戴設備重要的連接手段，打造出TWS無線耳機和智能手表兩(liang) 大當紅終端，更是助力醫療可穿戴設備高速發展。

TWS無線耳機近兩(liang) 年的爆紅讓無線音頻成為(wei) 僅(jin) 次於(yu) 智能手機的熱門終端，並持續釋放巨大的市場潛力。根據國際調研機構Strategy Analytics的數據統計，2020年全球TWS耳機出貨量暴漲近90%，達到3億(yi) 部。在當前的可穿戴市場，包括TWS耳機在內(nei) 的耳戴設備是份額最大的，占比達到59.14%，智能手表緊隨其後，份額達到23.08%，同樣有超過9,000萬(wan) 塊的出貨量。

從(cong) 出貨量上來看，目前的醫療可穿戴還不能和消費電子相比，但未來擁有巨大的增長空間。根據市場研究公司IDTechEx的數據預測，2025年全球可穿戴設備市場將突破700億(yi) 美元，帶有醫療、健身和健康功能的可穿戴設備將取代耳戴設備，成為(wei) 新的主導市場。

並且，得益於(yu) Mesh組網、低功耗和高速傳(chuan) 輸等方麵的優(you) 勢，藍牙在工業(ye) 物聯網中的地位也顯著提升，借助紐扣電池就能夠幫助工業(ye) 領域打造長續航、低成本、抗幹擾、多連接、高安全性的物聯網應用。目前很多工廠的智能化升級都選擇將藍牙作為(wei) 基本的網絡支撐，來打造下一代智能工業(ye) 設施建設。

此外，藍牙位置服務也具有很大的市場潛力，尤其是在資產(chan) 跟蹤和室內(nei) 定位領域，有望成長為(wei) 典型的、具有代表性的物聯網應用領域。就以室內(nei) 定位而言，在醫院、超市或工廠等場景中，基於(yu) 藍牙的位置服務使患者、消費者或者工人能夠通過客戶端快速找準功能區、商品或者設備的位置，極大地提升係統運轉的效率。

如何選擇物聯網藍牙方案？

通過上麵的介紹不難看出，目前藍牙在消費、醫療、工業(ye) 、商業(ye) 樓宇等物聯網場景下已經形成了多點開花的局麵。不過，當我們(men) 選擇基於(yu) 藍牙打造自己的物聯網應用時，單純隻有一顆藍牙芯片是遠遠不夠的，我們(men) 還需要為(wei) 完整的方案配置其他的硬件資源。接下來，我們(men) 就來看一下該如何選擇適合自己的物聯網藍牙方案？

藍牙5.2和藍牙測向

藍牙能夠適用於(yu) 如此多的應用，一個(ge) 重要的原因在於(yu) 功耗，與(yu) 之相關(guan) 的便是設備的續航問題。從(cong) 特征參數來看，BLE相較於(yu) 經典藍牙傳(chuan) 輸距離更遠，能夠支持從(cong) 點對點擴展到廣播的應用，並支持mesh組網，可以組建大規模的設備網絡。通過圖3能夠看到，BLE開始通過40個(ge) 通道以2MHz間隔傳(chuan) 輸數據，為(wei) 開發者提供了更高的靈活性，讓藍牙技術具有更好的普適性。

圖3：BLE和經典藍牙技術對比（圖源：藍牙技術聯盟）

2019年12月，藍牙技術聯盟正式對外推出新版本藍牙核心規範（Bluetooth Core Specification)v5.2。藍牙5.2有三大重要改進，包括LE同步信道、增強版ATT和LE功率控製。因此，藍牙5.2將BLE帶到了更高的技術水準。

如果此刻你希望讓即將量產(chan) 的產(chan) 品支持藍牙5.2協議，那麽(me) 貿澤電子上來自製造商SiliconLabs的SLTB010A BG22 Thunderboard開發平台是一條捷徑。這款物聯網開發平台可以讓批量生產(chan) 的終端設備快速支持藍牙5.2通信協議。SLTB010A是經過優(you) 化的原型設計和開發平台，具有超低功耗、小型化、高性價(jia) 比和功能豐(feng) 富等優(you) 點，是物聯網應用啟用藍牙5.2的理想方案。

圖4：SLTB010A BG22 Thunderboard開發平台（圖源：Silicon Labs）

SLTB010A從(cong) 核心器件和板子設計兩(liang) 個(ge) 方麵進行了功耗優(you) 化。在核心器件EFR32BG22C224F512IM40無線片上係統（SoC）上，具有低活動率和睡眠電流功能的節能型無線電核心，在多個(ge) 模式下擁有低功耗優(you) 勢，具體(ti) 表現為(wei) ：

76.8MHz運行時的功耗為(wei) 27μA/MHz；

3.6mARX電流（1MbpsGFSK）；

4.1mATX電流@0dBm輸出功率；

8.2mATX電流@6dBm輸出功率；

1.40μAEM2 DeepSleep電流（32kB RAM保持和從(cong) LFXO運行的RTC）；

1.75μAEM2 DeepSleep電流（32kB RAM保持和從(cong) 精密LFRCO運行的RTC）；

0.17μAEM4電流。

在板子設計方麵，SLTB010A板載外設電源控製，可實現超低功耗運行。通過這樣的方式，在如圖5所示的所有外設中都有使能信號，可用於(yu) 完全關(guan) 閉不使用的外設，或者將它們(men) 置於(yu) 消耗極少電量的狀態。

圖5：SLTB010A開發平台外設（圖源：Silicon Labs）

通過這樣的低功耗核心和板載設計，配合藍牙5.2本身的低功耗特性，SLTB010A可以幫助用戶快速實現可量產(chan) 的基於(yu) 藍牙5.2的低功耗物聯網應用。

為(wei) 了更好地使用BLE技術，使設備能夠確定BLE信號的方向，從(cong) 而打造出藍牙接近方案以及實現厘米級定位精度的藍牙定位係統，藍牙技術聯盟於(yu) 2019年推出了藍牙測向功能，通過如圖6所示的到達角（AoA）方法，能夠通過BLE實現實時定位，使得安裝天線陣列的本地設備能夠確定人或者事物的位置，在資產(chan) 追蹤、工人安全和運動員表現等領域有重要的應用。

圖6：藍牙測向功能（圖源：藍牙技術聯盟）

SLTB010A BG22 Thunderboard開發平台擁有藍牙5.2測向能力，讓其能夠支持上述幾種我們(men) 提到的定位應用。

此外，圖5中就已經展示出，SLTB010A搭載多項板載控製器和環境以及運動傳(chuan) 感器。板載控製器包括J-Link調試器、數據包跟蹤接口（PTI）和Mini Simplicity連接器；環境、運動傳(chuan) 感器包括相對濕度和溫度傳(chuan) 感器、紫外線和環境光傳(chuan) 感器、霍爾效應傳(chuan) 感器和6軸IMU。為(wei) 了方便用戶調配這些資源，SLTB010A隨附與(yu) 雲(yun) 連接智能手機應用配合使用的藍牙演示板，用來演示如何輕鬆收集環境和運動傳(chuan) 感器數據以及按鈕和LED控製，進一步加快方案的開發效率。

還需要對那些在意方案體(ti) 積的用戶格外強調的是，除了將豐(feng) 富的接口資源和傳(chuan) 感器資源集成到板子上，SLTB010A上的集成式PA同樣能夠幫助用戶大大減小方案體(ti) 積。

基於(yu) 藍牙mesh的智能物聯網係統

正如我們(men) 上麵所提到的，mesh組網是基於(yu) 藍牙打造物聯網係統的關(guan) 鍵所在。藍牙技術聯盟在名為(wei) 《高度可擴展和可靠的智能建築照明控製的分散式方法》博文中提到，分散式係統將係統的智能化能力分布在多個(ge) 設備上，每個(ge) 設備都知道必須遵守一組通用的規則，每個(ge) 相應的設備都可以理解與(yu) 其自身及其周圍設備相關(guan) 的信息，在無需中央控製器的情況下提供了更大的靈活性。以智能建築照明為(wei) 例，通過藍牙mesh組網的方式能夠靈活地從(cong) 一個(ge) 房間開始打造智能照明，然後擴展到整個(ge) 樓層，最終遍布整棟建築。

如圖7所示，在基於(yu) 藍牙mesh組網打造的智能照明係統中，每一個(ge) 燈具都會(hui) 被賦予一係列智能功能，包括日光感測、運動感測、數據采集等，因此每一個(ge) 燈具又自成係統。

圖7：燈具的智能係統（圖源：藍牙技術聯盟）

智能照明係統是一個(ge) 應用藍牙mesh組網的典型例子，此外還包括智慧農(nong) 業(ye) 、安防設備、環境監測和智慧醫療等。

對於(yu) 想要快速打造藍牙mesh網絡的用戶，貿澤電子上來自製造商安森美(onsemi)的STR-RSL10-MESH-KIT-GEVK開發套件是一款多功能，易於(yu) 配置的工具，可以讓用戶基於(yu) RSL10低功耗藍牙5無線電開發藍牙低功耗網狀網絡應用。

圖8：STR-RSL10-MESH-KIT-GEVK開發套件（圖源：安森美）

綜合而言，支持Strata的RSL10 Mesh平台在低功耗的前提下具有開發和部署網狀網絡所需的各種基本要素，包括網狀節點、網關(guan) 、集成傳(chuan) 感器和指示器。

在網狀節點和網關(guan) 方麵，RSL10 Mesh平台提供兩(liang) 個(ge) RSL10網狀節點和一個(ge) Strata網關(guan) 節點。通過圖9所示的係統框圖能夠看到，RSL10 Mesh平台在RSL10網狀節點上配備了各種可用的智能傳(chuan) 感器和指示器。其中智能傳(chuan) 感器包括低壓溫度傳(chuan) 感器、環境光傳(chuan) 感器和磁性傳(chuan) 感器；指示器包括可選的振動蜂鳴器連接器、2.3kHz音調指示器和惠斯登電橋。

圖9：RSL10 Mesh平台係統框圖（圖源：安森美）

正如我們(men) 在介紹智能照明係統時提到的，基於(yu) RSL10Mesh平台，用戶可以快速打造具有智能功能的節點，隻要通過簡單的設置，就能夠展示不同的功能麵，適用於(yu) 多種物聯網係統。該平台采用RSL10網狀封裝，符合藍牙SIG網狀規範，具有很高的可擴展性。並且由於(yu) 是基於(yu) 藍牙5低功耗技術打造，每個(ge) 節點都可以使用電池供電。

在Strata網關(guan) 節點，用戶可以配置遙控監測，支持使用高度直觀的Strata Developer Studio進行評估。在Strata網關(guan) 節點的擴展方麵，用戶還可以借助雲(yun) 聯接的軟件實現更多網關(guan) 節點的配置，並支持空中固件升級（FOTA）。

物聯網+藍牙的下一步

隨著協議規範不斷更新，得益於(yu) 藍牙芯片技術的高速發展，未來我們(men) 將會(hui) 在更低成本的情況獲取到更低功耗、更低延遲的藍牙技術。協議規範之外，藍牙技術顯然也在豐(feng) 富自己的技術維度，包括藍牙測向和mesh組網等。最終，這些創新的技術都將在具體(ti) 的物聯網應用中展現價(jia) 值，而貿澤電子上來自各大製造商的藍牙開發工具無疑將加速這一進程。