如何利用藍牙4.1為物聯網構建低功耗無線鏈路

　　這些GATT用于處理當前應用的數據，如血壓、心率、體溫計、接近和找到我(Find Me)功能。IoT應用的新規范將會采用不同的方式匯集數據。

　　服務屬性、特性和描述符將由通用識別符(UUID)集中識別。藍牙SIG為標準屬性預留了一些列UUID(其格式為xxxxxxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB)，這些通用識別符在規范中采用16位或32位短格式值表示，而非128位，以保持較小代碼長度并減少復雜性。

　　GATT規范為客戶提供了大量命令，用于發現與服務器有關的信息。具體包括，發現所有主要服務的UUID，用已知UUID查找服務，然后發現輔助服務，以及為已知服務查找全部特性。所有這些均屬于IoT應用規范。

　　指令通過GATT發出，用于將有關特性的數據從服務器傳輸至客戶端(“讀取”)，以及從客戶端傳輸至服務器(“寫入”)。讀取某個值時，可通過指定該特性的UUID或者由一個句柄值完成，該值來自信息發現指令。寫操作始終會通過句柄識別特性，但都可以選擇是否需要服務器做出響應。

　　GATT也發出這種通知和指示，這是IoT鏈路的關鍵部分?？蛻舳丝蔀閬碜苑掌鞯奶囟ㄌ匦哉埱笠粋€通知，然后，只要相關的值進入有效狀態，服務器就會將其發送至客戶端。例如，一臺設備上的溫度傳感器服務器會在每次測量時通知其客戶端。這樣可避免客戶端對服務器進行輪詢，從而省去了常規無線鏈路。除需要客戶端做出響應，用于確認客戶端收到該信息外，指示和通知類似。

　　芯片和模塊制造商正在GATT頂端增加多個層級，讓系統開發人員利用這些規范開發自己的軟件。這樣，在使用藍牙4.0和藍牙4.1的現有全部芯片和模塊升級系統后，軟件還能與之兼容。

　　Laird Wireless等模塊制造商正在消除這種復雜性，它們在使用如BT800等藍牙4.0模塊，并開發能在這些模塊上支持藍牙4.1的固件。BT800采用由CSR提供、帶有天線和接口的收發器，輸出功率為8 dBm，在8.5 mm x 13 mm的緊湊基底面內集成了全部功能。該模塊包含了支持BLE應用開發所需的全部硬件和固件，包括用于連接外設和傳感器的UART、SPI、I2C、ADC和GPIO接口。利用這些接口連接單線、雙線或者多線鏈路會相對簡單。

　　圖2：利用Laird Wireless的BT800智能藍牙雙模式模塊，能很容易在現有設計中添加藍牙4.1連接功能，進而升級至藍牙4.1.

　　Laird增加了一種可使模塊獨立運行的事件驅動型編程語言，因此能通過任何接口直接連接傳感器，而不必依賴外部處理器。一個簡單的smartBASIC應用包含了從傳感器數據讀取、寫入和處理，到再利用智能藍牙將其傳輸至任何藍牙4.1設備的全部端到端過程。

　　同時，CSR也會采用不同的方法來實現IoT組網，而且模塊制造商也可以使用這些網絡。盡管藍牙4.1能提供從智能手機到其外設的八到十個獨立鏈路，構建個人局域網或者菊花鏈鏈路，但CSR開發出了位于藍牙4.0協議棧頂層的固件，用于控制網狀網絡中數量多達65，000個的設備。

　　這種具有潛在顛覆性的技術把智能手機置于IoT的核心。CSR Mesh網幾乎能讓無限個支持智能藍牙的設備簡單地連接在一起，并由一部手機、一臺平板電腦或者PC直接控制。

　　針對智能家庭和IoT應用進行了優化的解決方案，將一個配置和控制協議與CSR認可的智能藍牙設備組合在一起，其中包括CSR101x和CSR8811.用戶利用這一解決方案，無論在什么位置，都能控制自己家中任何一個支持智能藍牙的設備，如照明、供熱和安防系統。在用戶體驗過程中，基于該協議的解決方案不需要復雜的設置、配對或者使用如路由器等接入設備，這一點至關重要。

　　不同于其他家庭自動化連接解決方案，CSR Mesh網能保證在家中的任何地方都能利用移動設備直接控制，因為既沒有網絡覆蓋范圍限制，也不需要集線器。開發人員不必使用專有解決方案或添加其他任何東西，就能構建無需復雜配置即可輕松工作的產品。

　　CSR Mesh網協議采用智能藍牙中的一種模式向網絡中的其它藍牙設備發送信息。這些信息可發送至一個設備或者一組設備。一臺設備也可以屬于多個設備組。具體控制由支持智能藍牙的電器(如燈具開關)或者由現在的大部分手機或平板電腦完成。

　　為保證開發人員讓自己的產品迅速面市，CSR將發布針對用戶的開發套件。該套件將提供安卓和iOS應用源代碼以及獲取CSR Mesh網的二進制庫權限。

　　軟件不使用藍牙4.1的特性，而是通過擴展藍牙4.0來覆蓋一個網狀拓撲結構。這是一個泛洪網狀網，非路由式網狀網，因此所有設備可作為網絡中的一員接入，向其它節點傳送信息。也就是說，這對于用戶設置極為簡單，因為該規范能自動處理信息傳送任務。信息的原始發送設備可在網中任何位置，然后該信息被轉發至覆蓋范圍以外的節點;為解決飽和和競爭問題，該協議包含了特性的年齡和轉發次數。

　　盡管藍牙4.1可同時支持主、從模式，但仍需用戶自己管理這些連接，且這些連接將在控制較小的或者核心的設備網絡時發揮作用。這項技術中沒有那些限制-連接管理工作已降至很少。