最新 2025-08-04

不止于照明,BLE Mesh如何赋能照明系统化身多功能“管家”?

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在物联网技术编织的万物互联、无缝交融的网络框架中,与人类朝夕相伴的LED灯具正从单纯的“发光体”加速进化为兼具艺术感与氛围感的人性化“通信枢纽”,其不仅能顺应四时气候与人体节律智能调节光通量、色温等照明参数,还能与窗帘电机、智能音箱等设备形成联动,同步调节环境中的声、光氛围以映衬人体的情绪变化。

现阶段,在照明领域中,只专注于实现高光效的传统LED灯具已无法满足人类对于智能交互与多设备同步联动的综合需求,而BLE Mesh作为一种支持多设备互联的低功耗网状通信协议,不仅支持设备自发现、自连接的快速组网,还能通过多路径传输保障通信的高可靠性,已成为当代照明系统的主流通信方案之一。

BLE Mesh,“点亮”照明系统的多功能特性

BLE Mesh是在BLE(低功耗蓝牙)协议基础上构建的上层网络协议,旨在构建多对多设备通信的网状网络,具备低功耗、自组网、安全性高(支持AES加密)等特点。

它突破了传统蓝牙点对点或星型网络的局限,支持大量设备(理论上可达数万节点)通过中继转发数据,形成覆盖范围更广、稳定性更强的通信拓扑。

如下图所示,BLE Mesh网络能够将网络中的某些设备指定为中继节点(Relay Node),中继设备能够转发从其他设备接收到的消息。

在转发消息时,它们能够与位于初始消息发布设备无线范围以外的设备进行通信,从而提升通信距离以解决大空间内网络信号覆盖不足、设备穿墙能力弱等痛点。

在BLE Mesh网络中,消息最多可被中继127次,足以在一片广阔的生活、办公与商业区域中进行设备的协同控制与数据交互。

BLE Mesh网络的拓扑结构示例 图源:SIG

例如,在照明系统中,LED灯具通常固定安装在天花板或墙壁上,并由市电供电,而通过将它们配置为支持BLE Mesh网络的BLE设备,用户不仅能通过厂商开发的特定APP实现对所有在网络覆盖范围内的LED灯具的统一调控;同时还能通过BLE芯片/模组所支持的AoA/AoD测向与信标(Beacon)功能,利用LED灯具固定不变的地理位置,进一步实现资产追踪与定位服务等更多高级功能。

此外,采用BLE Mesh的照明系统无需网关支持,且无需进行配网、设置、联动网关等一系列复杂操作,能直接在局域网内进行批量的组网通信,可满足家居、酒店、商场、楼宇等大规模照明场景的本地化、智能化与便捷化的控制需求。

同时,由于当代社会中的智能手机已成为人类不可或缺的学习、通信、娱乐工具,而智能手机通常都会支持BLE协议,因此消费者还能以智能手机为天然终端,降低BLE Mesh照明系统的接入门槛。

CMT4531,高性能BLE射频芯片CMT4531

在厂商生产支持BLE Mesh的LED照明灯具时,如何选择一款兼具优秀射频性能与工业级可靠性的硬件载体,是BLE Mesh照明系统实现高效通信与稳定运行的必要条件之一。

优秀的硬件基础不仅能够提升LED照明灯具的通信品质,还能为终端用户带来持续、稳定的智能化照明体验。

例如,华普微自主研发的CMT4531就是一款高性能的BLE射频芯片。

在传输速率与射频性能方面,CMT4531集成了BLE5.2射频收发器,最大发射机功率为6dBm,且其在BLE 1Mbps PHY协议下的接收灵敏度为-96dBm,在BLE 2Mbps PHY协议下的接收灵敏度为-93dBm,可在复杂电磁环境中保持稳定连接。

在开发便利性方面,CMT4531可提供完整的软件开发套件和丰富的协议栈资源,支持OTA升级和AES-128加密,支持BLE Mesh协议下的Friend、LowPower、Proxy、Relay等多节点特性,可大幅缩短支持BLE Mesh的LED灯具的研发周期。

同时,CMT4531支持AOA /AOD测向与RSSI功能(接收器信号强度指示),可通过LED灯具提供定位服务等高附加值功能。

此外,CMT4531还支持主从角色,支持多连接,支持数据包长度扩展,支持KEYSCAN,IRC,10位1.33Msps ADC (可配置为16位16Ksps ), 支持模拟MIC输入,PGA放大,支持基本、通用、高级TIMER,RTC,WWDG,IWDG,LPUART,USART,SPI,I2C等外设。

展望未来,随着BLE技术的持续迭代与照明系统的生态拓展,LED灯具将不再局限于传统的照明控制功能,而是有望朝着集成更多高附加值的服务方向演进。

例如,LED灯具将能通过结合传感器与边缘AI等技术,集成更多诸如室内定位、资产追踪、应急照明与安防联动等其他功能。

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