应用|工业照明蓝牙Mesh方案

来源: 百瑞互联 2022-05-16 18:53:02

  2022年4月26日,百瑞互联在上海浦东智能照明联合会SILA举办的线上需求对接和宣讲会上介绍了百瑞互联的工业照明Mesh方案。 

  

  
在宣讲会上,百瑞互联的Mesh方案专家用通俗易懂的方式解释了Mesh技术及特点,并分享了百瑞互联的工业照明Mesh方案及成功案例。 

 

  01

  Mesh技术发展及特点

  
 

  

  
蓝牙Mesh网络包括节点(Node)、元素(Element)、模型(Model)和状态(State),节点(Node)是已经启动配置(Provision)并成为Mesh网络中一员的设备,共有四种节点类型: 中继(Relay)节点:通过广播承载层接收并重新发送mesh消息、以构建更大规模网络的能力。 代理(Proxy)节点:在GATT和广播承载层之间接收并重新发送mesh消息的能力。 低功耗(Low-Power)节点:能够以明显较低的接收端占空比在mesh网络中运行。通过将无线电接收器启用时间最小化可实现节点功耗的降低,只有在绝对必要时才启动接收器。低功耗节点(LPN)通过与好友(friend)节点建立友谊(friendship)关系来实现这一点。 好友(Friend)节点:通过存储发往LPN的消息,仅在LPN明确发出请求时才进行转发来帮助LPN运行的能力。 
 

  

  蓝牙Mesh拓扑网络
 

  

 

  02

  Mesh技术在工业照明中的优势

  
 

  几十年来,集中式系统一直主导着照明控制领域,虽然在实际使用中展现了优势,但也因自身限制性局限了照明应用的发展。 蓝牙Mesh网络用于建立多对多设备通信的低功耗蓝牙新的网络拓扑,它允许创建基于多个设备的大型网络,网络可以包含数十台,数百台甚至数千台蓝牙Mesh设备,这些设备之间可以相互进行信息的传递。因此,蓝牙Mesh网络特别提高构建大范围网络覆盖的通信能力,适用于楼宇自动化、无线传感器网络等需要让数以万计个设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案,而工业照明就是最典型、最成功的应用场景之一。 相比较于传统的集中式控制,蓝牙Mesh网络的分散式控制拥有如下优势: 

  更低的改造成本。在2050年仍将存在的建筑中,有80%如今已建成。每10个照明项目中就有9个是改造项目,而部署新的控制线路在经济上不具有可行性,而且对建筑及用户的干扰程度太大。蓝牙Mesh技术能够提供便利的解决方案。

  更简易的操作。 通过App或小程序,用户能够与他们的照明设备进行理想的互动,方便进行高效、可靠的系统调试。其他系统,尤其是集中式系统,需要更复杂的工具和中间设备,增加了部署智能照明系统的成本和复杂性。

  更高的灵活性。用户可以从一个房间开始,扩展到整个楼层并根据自身需求进一步扩展系统。随扩展而添加的设备,不需要配备中央控制器,这确保了基础设施始终符合用途,既没有前期的资本支出负担,也没有后期的高额升级费用。 更低的复杂性。凭借低成本的优势,可以将处理能力分散到各个设备上,从而使照明控制的实施变得更加细致。软件工具被大大简化,但功能却没有改变。通过使用基于网络的工具并发挥蓝牙嵌入在直观移动设备中的优势,用户可以在第一天就使这些系统的调试变得更快、更便宜并降低长期维护成本,将系统权限和所有权交还给拥有者。 更高的稳定性。通过采用多对多拓扑结构的架构,确保无论系统中的任何地方出现任何单一故障,整个系统都不会受到影响。即便一个设备发生故障,在该问题周围会有多条通信路径,并且每个设备仍然能够自己做决定。 

  更开放的生态。蓝牙Mesh网络建立在低功耗蓝牙的基础上,其独特的由下而上的设计确保所有认证设备都能以同样的方式说同样的语言。蓝牙标准Mesh协议是一个开放的协议,使该系统变得更容易使用并得到各个行业和开发社区的支持。

  更灵活的可扩展性。无论是一个小房间还是一栋具有数千个照明点的大楼,蓝牙mesh网络结构都可以赋能大规模的分散式照明控制。

  更高的安全性。蓝牙技术采用多种方法来保护网络不被入侵并采取多种数据传输。

  满足未来需求。通过OTA,设备可以更快速进行版本更新,更轻松的及性能设备配置,从而满足最新的安全要求和采用最新的可用功能。此外,由于无需任何电缆,因此当一个空间的布局发生变化时(例如新增一面墙或移动一面墙),无需电工重新布线。通过使用采用蓝牙技术的移动应用,可以在没有专业工程师的参与下轻松进行编程。 

 

  03

  百瑞互联Mesh方案及应用实例

  
 

  百瑞互联是蓝牙SIG组织Mesh协议的制定者之一。百瑞互联是全球三大蓝牙协议栈IP提供商之一。百瑞互联的Mesh协议栈早在2018年通过了蓝牙BQB认证,并不断更新优化,全面支持蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)标准Mesh协议。通过百瑞互联的Mesh协议能力,保证了不同厂家、不同类型的设备之间的通讯和控制能力。 百瑞互联坚持用无线技术创新赋能产品应用创新,提供用于工业照明应用的蓝牙低功耗模组,用硬件、协议、测试、方案的多维合力保障项目的顺利实施和达到更优效果,将蓝牙Mesh技术与工业照明应用结合,提供更完整生态、更感知、更“双碳”的工业照明Mesh方案。 百瑞互联的蓝牙低功耗Mesh SoC模块允许将蓝牙技术和多传感器的融合。凭借 蓝牙Mesh网络的安装便捷性及其去中心化的架构,现有装置可以重新投入使用并且 新系统能够快速投入运行,最大 程 度地减少了停机时间, 客户可以使用现有的基础设施而不需要进行昂贵、费时的线路重铺,也不需要部署网关或其他复杂的IT元件 。同时 实现了高级网络照明控制策略所需的精细控制功能。 这些照明调度控制策略 提高了能效, 降低了电气照明成本,实现节能最大化 。 百瑞互联还提供工业照明Mesh方案,包括控制器及网关产品。
 

  

  
百瑞互联的工业照明Mesh方案不仅拥有了蓝牙Mesh网络的天然优势,更拥有更高的物联网可拓展性。 
 

  百瑞互联工业照明Mesh方案拓扑图 
百瑞互联拥有专业的射频经验和丰富的测试及认证经验。通过专业的射频调优经验,并配合专业、系统的测试体系使Mesh网络性能达到更优,让Mesh协议真正赋能应用。 

  

  百瑞互联工业照明Mesh方案的测试体系 
目前百瑞互联的工业照明Mesh方案已经落地于汽车4S店和高铁站的照明改造,将继续赋能和助力于传统工业照明系统的改造。 
 

  

 

  部分实际成功案例:高铁站,4S店

  
 

  
 

  
工业照明只是百瑞互联关注的Mesh应用方向之一。百瑞互联还是蓝牙LE Audio协议的制定者之一,未来将探索Mesh网络和语音和音频的融合创新。 
 

  
 

  百瑞互联

  
 

  北京百瑞互联技术有限公司(简称:百瑞互联)是一家业界领先的一站式芯片级无线互联解决方案提供商。公司总部位于北京,拥有近两百名全产业链人才,核心团队拥有十多年无线通信从业背景,研发人员占比60%,在北京、上海、重庆、深圳分别设有四个研发中心。公司已经完成国内重要经济圈战略布局,并拥有资深的海外销售团队。 百瑞互联深耕短距离无线通讯技术领域,是蓝牙国际组织的高级会员,蓝牙核心标准制定者之一,拥有完整的射频、协议栈、音频算法等七大IP。公司拥有数十项无线技术发明专利、集成电路布图设计专有权和软件著作权,另有数百项发明专利处于审查阶段。 

  公司主要提供蓝牙低功耗、双模芯片、无线模组及解决方案,聚焦汽车电子、物联网、音频三大领域,拥有经过车规体系认证过的高可靠品质保证,拥有全自动化智造中心和完全保供的生产能力。

  
 

  
 

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