利用 Bluetooth Mesh 和 Qorvo QPG6100 开发照明控制方案

标签:QORVO
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智能家居网络正在兴起,支持它们的新应用亦是如此。智能照明系统就是一个特别有潜力的用例。本博客文章将向开发人员分享诀窍,介绍如何利用合适的组件来开发“照明”应用。
 
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利用更强大的家庭网络实现智能照明
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Bluetooth® 技术对设备连接产生了巨大的影响,从无线扬声器和耳机发展到可穿戴设备,如今又推出了更复杂的智能家居实现。智能照明系统就是一个特别有潜力的用例,该系统适用于 Bluetooth® Low Energy 通信及其扩展应用:Bluetooth Mesh。它能够在整个家庭中提供增强连接性,可用于在灵活的网状网络中实现灯具、开关和其他传感控制器互连,同时可通过智能手机上常见的集成蓝牙技术为用户提供连接。在智能家居领域采用的各种低能耗网络标准中,Qorvo 支持 Bluetooth Mesh,以及其他无线技术,包括 Zigbee、Thread 和Matter。如本博客文章中所述,Qorvo QPG6100 通信控制器的开发工具包 (DK) 有助于加速基于 Bluetooth Mesh 的照明控制系统的设计和开发。
 
Bluetooth Mesh 基础知识
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Bluetooth Mesh 协议使用 2.4 - 2.485 GHz 的低功率微波,由 Bluetooth Special Interest Group (SIG) 管理,并具有独特的优势,因此非常适合智能楼宇应用。网状网络中的每个节点都可以将消息转发至其他节点,从而在低能耗的情况下支持更长距离的通信。该技术可绕过障碍传送消息,并可避免单点故障实例。
 
该技术通过智能手机上集成的蓝牙接口实现网络无缝连接,因此让用户能够以一种无缝且简单易用的方式与联网设备进行交互。利用智能手机就能直接调试网络中的新设备,设置群组和场景,触发固件更新,开关灯等,无需购买或设置中心路由器或边界路由器。
 
Qorvo ConcurrentConnect™ 
技术的多协议解决方案功能
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Bluetooth Mesh 网络可实现更长距离的信号传播,并可根据需要使用节点来扩展数据通信的范围,从而避免数据包丢失,并保持一致的信号强度。结合 Qorvo QPG6100 通信控制器,开发人员可打造一个支持多个协议的环境,包括蓝牙、Zigbee 和 Matter 协议。借助对 Qorvo ConcurrentConnect™ 技术的集成支持,该器件可持续监听使用不同协议的不同设备。
 
开发人员可以在设计解决方案时充分利用 SoC 的简易性和 ConcurrentConnect 的灵活性,从而减少零件数量,实现更紧凑的尺寸并降低产品成本。凭借 ConcurrentConnect 支持,开发人员可以使用硅基技术实现用户与智能家居网络的互操作。而结合开发套件中随附的示例应用,开发人员可以进一步简化 Bluetooth Mesh 产品开发。
 
Qorvo QPG6100 Bluetooth Mesh 
解决方案和开发套件 (DK)
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一个简单易用的综合开发套件可用来简化产品开发。Qorvo QPG6100 Bluetooth Mesh DK 提供的这些功能可简化互联照明应用的开发:
 
  • ConcurrentConnect 技术 – 使用户能够轻松打造出一款兼容目前所有主要低功耗连接标准的灯泡。
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  • 精简配置工具 – 通过用户界面支持适用于商业部署、开发人员和自动化测试的工具,从而简化 Bluetooth Mesh 网络配置。
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  • 预集成 Bluetooth mesh 强制功能 – 通过提供经过验证且包含基本特性的堆栈,缩短产品上市时间。
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  • 出色的数据包传输速率 – 确保出色的带宽利用率,同时减少网络重传,并优化网络可靠性,且无需调整网络参数以适应不同的应用模型或拓扑结构。
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  • Bluetooth Mesh 模型库 – 通过 Bluetooth Mesh 模型库,支持面向照明的开发项目。
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  • 固件更新– 包括预先集成的无线固件更新机制,可通过点对点或跨网状网络分发新的固件映像。该成套解决方案有助于加快产品上市速度。
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  • 远程配置– 支持通过网关对设备进行远程配置,同时创建一种与新节点建立通信的多跳方式。
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  • 智能手机应用 – 为 Android 和 iOS 提供面向用例的智能手机应用,同时专注于典型用户将如何与 Bluetooth Mesh 网络交互,让开发人员在应用开发过程中验证应用并确定应用的用户友好性。
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  • 整套应用– 提供预先集成所有典型应用功能的整套应用,如引导加载程序、无线更新、应用状态机和用户界面,同时提供只需产品设计人员进行少量调整即可投入生产的解决方案。
 
 
Qorvo QPG6100 开发套件
 
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智能家居之战
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目前,多个标准正在智能家居领域争夺一席之地。Qorvo 的产品组合支持多种主要标准,包括蓝牙低功耗、Zigbee、Thread 和 Matter。面对这些不同的标准,产品开发人员很难做出设计决定。Qorvo 独特的 ConcurrentConnect 技术通过单个设备并发支持多项标准,从而能够简化智能家居产品的设计。借助 Qorvo 设计的 ConcurrentConnect 技术,无论使用何种协议,节点都可以同时侦听其应用的通信。其他多协议市场解决方案在同一时间只能与一个支持的协议通信,这就会导致延迟和通信掉线的情况。ConcurrentConnect 则通过集成到芯片中的技术功能来管理跨协议的数据流量,包括 Qorvo QPG6100 通信控制器。
 
系统架构师和开发人员可以通过 QPG6100 软件开发套件(DK) 轻松获得这些功能,其中包括专注于照明和安防的应用。DK 解锁了 ConcurrentConnect 的各种特性,同时在一个框架内提取各个协议的细节,该框架在应用中呈现了单无线射频角度。开发人员可以专注开发软件和用户界面的更高层次方面,而不必在数据通信问题上耗费时间。
 
该 DK 提供了出色的 Bluetooth Mesh 性能,与不断变化的新协议具有出色的互操作性,并可为开发 Qorvo 物联网终端节点产品提供一个有效起点,同时重点关注照明解决方案。
 
 
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图 1.解决方案堆栈中的基础层。
 
 
 
照亮发展之路
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随着智能家居网络的不断普及,监督和管理各种设备以及设备协议将变得愈发重要。Qorvo QPG6100 SOC、ConcurrentConnect 技术和 Bluetooth Mesh DK 为开发人员带来了正好合用的功能,帮助他们在照明控制领域打造一些真正的创新解决方案。
 
资源和建议
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Qorvo 的 Internet of Things for Dummies 是一本关于物联网规划和设计的优秀入门图书,它讨论了所涉及的底层技术及其对我们日常生活的影响。
 
就像这个视频中所述,Qorvo ConcurrentConnect 技术提供了一个多协议平台,不仅支持大量的互联家居用例,而且可简化物联网开发项目。
 
白皮书“解决互联家居中各种多标准设备面临的挑战”讨论了一项管理多协议网络的新技术。
 
 
关于作者
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Bram Van den Bosch
系统架构总监
 
Bram 是公司低功耗无线技术专家之一。他在这一领域拥有丰富的知识,这些知识源自于他在 Qorvo 以及在 Zigbee 联盟的工作经历。此外,他为 Zigbee RF4CE 和 Zigbee Green Power 做出了各种贡献。
 
Tim Allemeersch
无线连接应用软件高级经理
 
Tim 及其应用团队负责在从项目开始到量产过程中为客户提供指导和协助,帮助客户将 Qorvo 的芯片整合到他们的产品中。他负责主持我们的全球应用软件工程工作,包括客户工程和集成支持,以及参考软件开发套件的开发。
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