最近在BLE领域听到一个热门词汇:主从一体。 我有一些疑惑,不太确定大家在说什么。 这需要我进一步调查,像任何好奇的千禧一代,我很快“谷歌它”。但我意识到,我没有必要去了解这些二手资讯,我可以直接到源头。 我找到TI的专家来回答我的问题,这里是最新消息。
Q:我们从主从一体的定义开始,还有这个功能是什么时候引入的?
A:主从一体被定义为BLE设备同时作为主设备和从设备。 在原始的蓝牙4.0 LE规范中,设备只能与对等设备形成作为主设备或从设备的连接。 看到需要扩展BLE的能力,一个被称为“链路层拓扑”的功能被添加到蓝牙4.1规范中,允许蓝牙设备在任何角色组合中操作。
Q:所有的BT4.1设备都支持主从一体吗?BT4.2呢?
A:了解这点非常重要,蓝牙4.1和4.2规范中包括的所有新功能是可选的,蓝牙认证不会强制要求支持这些特性。 由于在不同角色中调度和维护多个同时连接的能力是相当复杂的,目前市场上的许多蓝牙4.1和4.2设备仍然仅支持主或从操作,并且不包括对多角色的支持。
Q:什么样的应用会需要用到主从一体?
A:有广泛的应用基础,而且一直有新的应用,从医疗,汽车甚至家庭自动化。此功能为云连接也提供了可能。让我们来看一个例子,一个家庭有一个超过敏的孩子想要密切监视他们家的空气质量。他们购买了多个传感器散布在房间周围,中央显示屏显示空气质量。这是本地的解决方案,但如果窗户意外地打开,父母在楼上,不能听到中央单位的警报报警,多角色可以避免这种情况。传感器数据不再限于在本地显示。现在可以在系统中连接智能手机,并且可以在云中收集数据(图1)。家长可以在他们的中央单元和他们的智能手机上警告空气过敏原,同时增加他们的孩子的保护。
  Q:现在我理解了使用场景。你描述的这个场景中,哪些设备使用了主从一体功能?
A:显示单元采用主从一体功能作为一个HUB,用作主机收集并显示来自空气传感器节点(外围设备)的数据,同时作为从机将传感器数据或警报中继到作为BLE主机的智能手机。 所有这些蓝牙连接,如图1中的蓝色虚线所示,是唯一的,当其他设备未被调度发送时数据时去分时传送数据。
Q:我已经理解了这个应用,主从一体有什么样的好处?
A:主从一体增加了额外的功能,成本优化和易用性。 如果设备以前在封闭系统中作为主设备工作,则现在可以作为从机连接到智能手机,从而实现新的连接维度。 没有多角色,将需要额外的无线MCU来实现相同的系统架构。 在上面的示例中,与集线器,空气质量传感器和智能电话连接的其他设备不知道其他连接,并且不需要支持多角色配置。 只需在特定节点上支持多角色,就可以快速扩展现有网络,而不必强制重新设计完整的系统。
Q:非常难以想象如果没有主从一体怎样去实现云链接,现在他们是怎样实施的?
A:过去有办法做到这一点,但是它们非常复杂,成本较高,而且功率效率不高。本质上,它涉及在一个设备上使用多个无线电或作为中央和外围设备之间的角色切换(图2)。因此,这些角色交换系统通常不被部署,并且BLE系统保持封闭或仅支持与一个智能设备的连接。多角色使得这显着更容易和成本有效,仅需要一个无线电,其在无线电通常空闲时在连接之间的未使用时间期间无缝地转换角色。在先前的角色切换实现中,连接可能被丢弃,在重建中可能存在导致较慢通信并消耗更多功率的滞后。在手机显示屏上重复显示“设备已断开连接”通知不会为您带来愉快的用户体验。实际上,多角色为蓝牙连接增加了一个新的维度,并为生活带来了理论上的功能。
  
Q:现在我理解了使用场景。你描述的这个场景中,哪些设备使用了主从一体功能?
A:显示单元采用主从一体功能作为一个HUB,用作主机收集并显示来自空气传感器节点(外围设备)的数据,同时作为从机将传感器数据或警报中继到作为BLE主机的智能手机。 所有这些蓝牙连接,如图1中的蓝色虚线所示,是唯一的,当其他设备未被调度发送时数据时去分时传送数据。
Q:我已经理解了这个应用,主从一体有什么样的好处?
A:主从一体增加了额外的功能,成本优化和易用性。 如果设备以前在封闭系统中作为主设备工作,则现在可以作为从机连接到智能手机,从而实现新的连接维度。 没有多角色,将需要额外的无线MCU来实现相同的系统架构。 在上面的示例中,与集线器,空气质量传感器和智能电话连接的其他设备不知道其他连接,并且不需要支持多角色配置。 只需在特定节点上支持多角色,就可以快速扩展现有网络,而不必强制重新设计完整的系统。
Q:非常难以想象如果没有主从一体怎样去实现云链接,现在他们是怎样实施的?
A:过去有办法做到这一点,但是它们非常复杂,成本较高,而且功率效率不高。本质上,它涉及在一个设备上使用多个无线电或作为中央和外围设备之间的角色切换(图2)。因此,这些角色交换系统通常不被部署,并且BLE系统保持封闭或仅支持与一个智能设备的连接。多角色使得这显着更容易和成本有效,仅需要一个无线电,其在无线电通常空闲时在连接之间的未使用时间期间无缝地转换角色。在先前的角色切换实现中,连接可能被丢弃,在重建中可能存在导致较慢通信并消耗更多功率的滞后。在手机显示屏上重复显示“设备已断开连接”通知不会为您带来愉快的用户体验。实际上,多角色为蓝牙连接增加了一个新的维度,并为生活带来了理论上的功能。
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  问:现在我可以想象这个功能的重要性。 最后一个问题,如果我想今天实现主从一体设计,你会推荐什么设备,为什么?
A:SimpleLink™蓝牙低功耗CC2640无线微控制器(MCU)基于TI的经验和长久的蓝牙低功耗解决方案提供商是一个很好的起点。 CC2640无线MCU解决方案具有ARM®Cortex®-M3应用处理器,基于Cortex-M0的无线处理核心和足够的内存空间,支持多角色设备配置,可以连接多达八个角色组合中的其他设备。 TI的免费蓝牙低功耗软件堆栈,特别是链路层调度器的能力,驱动CC2640在管理多个连接的精细。 更不用说CC2640器件的业界领先的系列和小封装尺寸,它是设计长距离,高度灵活网络的最佳选择。