如何利用蓝牙4.1为物联网构建低功耗无线链路

　　这些GATT用于处理当前应用的数据，如血压、心率、体温计、接近和找到我(Find Me)功能。IoT应用的新规范将会采用不同的方式汇集数据。

　　服务属性、特性和描述符将由通用识别符(UUID)集中识别。蓝牙SIG为标准属性预留了一些列UUID(其格式为xxxxxxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB)，这些通用识别符在规范中采用16位或32位短格式值表示，而非128位，以保持较小代码长度并减少复杂性。

　　GATT规范为客户提供了大量命令，用于发现与服务器有关的信息。具体包括，发现所有主要服务的UUID，用已知UUID查找服务，然后发现辅助服务，以及为已知服务查找全部特性。所有这些均属于IoT应用规范。

　　指令通过GATT发出，用于将有关特性的数据从服务器传输至客户端(“读取”)，以及从客户端传输至服务器(“写入”)。读取某个值时，可通过指定该特性的UUID或者由一个句柄值完成，该值来自信息发现指令。写操作始终会通过句柄识别特性，但都可以选择是否需要服务器做出响应。

　　GATT也发出这种通知和指示，这是IoT链路的关键部分。客户端可为来自服务器的特定特性请求一个通知，然后，只要相关的值进入有效状态，服务器就会将其发送至客户端。例如，一台设备上的温度传感器服务器会在每次测量时通知其客户端。这样可避免客户端对服务器进行轮询，从而省去了常规无线链路。除需要客户端做出响应，用于确认客户端收到该信息外，指示和通知类似。

　　芯片和模块制造商正在GATT顶端增加多个层级，让系统开发人员利用这些规范开发自己的软件。这样，在使用蓝牙4.0和蓝牙4.1的现有全部芯片和模块升级系统后，软件还能与之兼容。

　　Laird Wireless等模块制造商正在消除这种复杂性，它们在使用如BT800等蓝牙4.0模块，并开发能在这些模块上支持蓝牙4.1的固件。BT800采用由CSR提供、带有天线和接口的收发器，输出功率为8 dBm，在8.5 mm x 13 mm的紧凑基底面内集成了全部功能。该模块包含了支持BLE应用开发所需的全部硬件和固件，包括用于连接外设和传感器的UART、SPI、I2C、ADC和GPIO接口。利用这些接口连接单线、双线或者多线链路会相对简单。

　　图2：利用Laird Wireless的BT800智能蓝牙双模式模块，能很容易在现有设计中添加蓝牙4.1连接功能，进而升级至蓝牙4.1.

　　Laird增加了一种可使模块独立运行的事件驱动型编程语言，因此能通过任何接口直接连接传感器，而不必依赖外部处理器。一个简单的smartBASIC应用包含了从传感器数据读取、写入和处理，到再利用智能蓝牙将其传输至任何蓝牙4.1设备的全部端到端过程。

　　同时，CSR也会采用不同的方法来实现IoT组网，而且模块制造商也可以使用这些网络。尽管蓝牙4.1能提供从智能手机到其外设的八到十个独立链路，构建个人局域网或者菊花链链路，但CSR开发出了位于蓝牙4.0协议栈顶层的固件，用于控制网状网络中数量多达65，000个的设备。

　　这种具有潜在颠覆性的技术把智能手机置于IoT的核心。CSR Mesh网几乎能让无限个支持智能蓝牙的设备简单地连接在一起，并由一部手机、一台平板电脑或者PC直接控制。

　　针对智能家庭和IoT应用进行了优化的解决方案，将一个配置和控制协议与CSR认可的智能蓝牙设备组合在一起，其中包括CSR101x和CSR8811.用户利用这一解决方案，无论在什么位置，都能控制自己家中任何一个支持智能蓝牙的设备，如照明、供热和安防系统。在用户体验过程中，基于该协议的解决方案不需要复杂的设置、配对或者使用如路由器等接入设备，这一点至关重要。

　　不同于其他家庭自动化连接解决方案，CSR Mesh网能保证在家中的任何地方都能利用移动设备直接控制，因为既没有网络覆盖范围限制，也不需要集线器。开发人员不必使用专有解决方案或添加其他任何东西，就能构建无需复杂配置即可轻松工作的产品。

　　CSR Mesh网协议采用智能蓝牙中的一种模式向网络中的其它蓝牙设备发送信息。这些信息可发送至一个设备或者一组设备。一台设备也可以属于多个设备组。具体控制由支持智能蓝牙的电器(如灯具开关)或者由现在的大部分手机或平板电脑完成。

　　为保证开发人员让自己的产品迅速面市，CSR将发布针对用户的开发套件。该套件将提供安卓和iOS应用源代码以及获取CSR Mesh网的二进制库权限。

　　软件不使用蓝牙4.1的特性，而是通过扩展蓝牙4.0来覆盖一个网状拓扑结构。这是一个泛洪网状网，非路由式网状网，因此所有设备可作为网络中的一员接入，向其它节点传送信息。也就是说，这对于用户设置极为简单，因为该规范能自动处理信息传送任务。信息的原始发送设备可在网中任何位置，然后该信息被转发至覆盖范围以外的节点;为解决饱和和竞争问题，该协议包含了特性的年龄和转发次数。

　　尽管蓝牙4.1可同时支持主、从模式，但仍需用户自己管理这些连接，且这些连接将在控制较小的或者核心的设备网络时发挥作用。这项技术中没有那些限制-连接管理工作已降至很少。