蓝牙 Mesh 通用方案

在蓝牙 Mesh 开发方面，涂鸦提供完整的模组、App 及云端服务。涂鸦提供的蓝牙 Mesh 通用对接固件已完成蓝牙 Mesh 协议，MCU在对接协议后即可实现联网。您只需实现 MCU 串口协议交互，并将设备绑定到 App 上，蓝牙 Mesh 设备将自动组成 Mesh 网络，无需在 MCU 端进行额外操作。

背景信息

2017 年 7 月 19 日蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称 SIG）宣布，蓝牙技术开始全面支持 Mesh 网状网络。全新的 Mesh 技术可以支持设备多对多传输，提高了构建大范围网络覆盖的通信效能。Mesh 技术更适用于楼宇自动化、无线传感器网络等场景，让数以万计设备在安全、可靠、稳定的环境下进行信息交互。

蓝牙 Mesh 性能特点

• 优势

  • 蓝牙联盟（SIG）国际标准协议，实现真正互联互通
  • 微安级别的低功耗技术
  • 同时支持手机蓝牙直连控制和网关远程控制
  • 经过蓝牙联盟认证
  • 简单易操作，灵活组网，高鲁棒性，系统更加稳健
  • 拥有跳频技术，不易受 2.4GHz 频率通信干扰

• 局限性

  • 并发消息处理能力差，可能造成网络堵塞
  • 没有网关时，不能远程控制
  • 穿墙性能弱

• 应用场景

  • 本地场景联动，可应用于高端照明领域
  • 大规模群组控制，适用于商业照明方案
  • 超高性价比的照明解决方案

涂鸦开发方案

涂鸦蓝牙 Mesh 开发方案提供实现简单的接入和方便的 SDK 移植，其通信原理图如下所示。

• 无网关蓝牙 Mesh 通信示意图

  

• 配合蓝牙 mesh 网关后的通信示意图

  

开发流程

第一步：创建产品

操作步骤
本节简单介绍采用蓝牙 Mesh 通信方案的产品创建流程，更多详情请参考 MCU 开发接入。

1. 登录 开发者平台，创建产品。根据实际需求选择产品品类，联网方式选择 蓝牙Mesh(SIG)。
   

2. 产品创建完成后，您可以根据产品实际需求选择功能、面板，并在 硬件开发 页签下载对应生成的 MCU 开发资料。
   

3. 选择模组并生成固件。
   

   1. 在平台创建产品选择模组时，平台会有一些常用模组型号的推荐。选定模组和固件后，可在线购买模组样品。

   2. 硬件工程师可以进入画板阶段，硬件开发相关资料如下所示：

      • 蓝牙模组规格书

      • 蓝牙模组硬件设计

      注意：当使用电池作为供电电源，且供电电压低于正常工作电压时，芯片内部 Flash 操作将有出错的风险，造成固件或者用户数据被异常修改。当 MCU 检测到电池电压过低时，有两种规避方法：

      • 切断模组工作电源。
      • 关闭广播和系统计时，让芯片处于深度睡眠模式来停止工作。比如模组最低工作电压为 1.8V，建议将 MCU 设为电压低于 2.0V (略高于最低工作电压）时关闭模组。

   • （PCB）常用模组封装库

第二步：功能联调

背景信息

涂鸦蓝牙 Mesh 串口通用协议其架构框如下图所示。

注意事项

拿到模组后，首先确定模组是否工作正常后再进行编码。涂鸦模组调试助手（MCU 模拟模式下）会模拟 MCU 自动回复正确的协议数据至模组，用手机给模组配网后可测试 DP 数据的上报下发。验证模组的同时可以熟悉协议交互流程，将极大提升后期开发调试效率。

下图介绍了涂鸦模组调试助手与 MCU 模拟模式连线方式。

操作步骤

本节简单介绍助手和模组配网实操的主要步骤，更多详情，请参考 使用涂鸦模组调试助手。

1. 根据最小系统原理图，搭建模组外围电路，简单测试可直接飞线。

2. 打开开发包中涂鸦模组调试助手，导入调试文件后选择蓝牙 Mesh 通用协议和 MCU 模拟模式。

3. 将模组串口通过 USB 转 TTL 工具接到电脑端，在助手中选择对应的串口及波特率，打开串口后单击启动。模组和上位机会自动进行初始化流程协议交互。

   注意：蓝牙 Mesh 模组上电会不断发送心跳包，收到正确回复后，进行后续初始化协议的交互。若上电无数据发出，请检查模组外围电路是否正确。

4. 在 配网功能 区域单击 重置 使模组进入配网模式。模组会断开蓝牙连接，解除蓝牙绑定关系，清除缓存信息，并重启。

   

第三步：软件开发

协议介绍
在硬件调试环节可以看到模组与 MCU 有一系列的串口协议交互数据，对于数据的解析部分，可参考开发资料中的协议文档。协议主要分为两部分：基础协议和功能协议。

• 基础协议：包括模组初始化指令及部分扩展功能指令和产品无关，是模组共有协议。

• 功能协议：主要基于基础协议上报下发命令字，对 DP 数据内容格式做了详细说明。基础协议完整内容，请参考 蓝牙 Mesh 通用串口协议。

对接方式
开发者可以通过移植 MCU SDK 或自行对接协议来对接涂鸦模组协议。其中，开发资料中的 MCU SDK 是涂鸦提供的基于C语言的协议应用代码，可直接添加到 MCU 工程中。

• 移植 MCU SDK
  • 若 MCU 资源足够，建议直接移植 MCU SDK，提高开发效率。
  • 若 MCU 资源不足，可自行对接协议，SDK 包中的函数依然可以作为参考。
  • MCU SDK 对 MCU 硬件资源要求：
    • Flash 4K 字节
    • RAM 与 DP 点数据长度有关，需要一百字节左右（如需 OTA 功能需大于 260 字节）
    • 函数嵌套级数 9 级。
• 自行对接协议
  对于 MCU 资源有限或不适宜移植 MCU SDK 时，客户可以选择自行对接串口协议。

第四步：协议验证

移植 MCU SDK 代码开发完成后，需要使用涂鸦模组调试助手的 模组模拟模式 来验证 MCU 代码的正确性。
模组模拟模式下，助手会自动发送初始化数据流，验证 MCU 回复是否正确，并对错误数据给予相应提示。初始化交互通过后，可以手动点击测试其他拓展功能。

注意：涂鸦模组调试助手的模组模拟模式仅用来验证 MCU 串口协议收发正确性，不含联网功能。测试完成后，MCU 可接实际模组进行配网联调。以下为模组模拟模式连线示意图。

第五步：功能联调

在使用助手验证完毕代码后，MCU 可连接模组使用 App 配网，进入功能联调阶段。功能联调主要测试各 DP 上报下发是否正确，在调试过程有一些常用工具链接如下：

• 后台日志查询：开发者平台-运营中心，根据设备 ID 可查询相关设备后台日志数据。
• 涂鸦在线支持：涂鸦提供在线化的支持服务，如问题文档资料无法解答，可直接在线提问，专业技术团队将为您答疑。
• FAQ： 开发常见问题，可提前了解，有效避免踩坑。