Mit der Vorstellung von Bluetooth® Mesh Software-Stacks für die Bluetooth-Low-Energy-Chips und -Module der BlueNRG-Familie wird STMicroelectronics auf der Consumer Electronics Show (CES) 2020 vom 7. bis 10. Januar in Las Vegas demonstrieren, welche vielfältigen Möglichkeiten sich Bluetooth-Mesh-Netzwerken mithilfe der neuen Software erschließen.
Die Demonstrationen zeigen, wie die BlueNRG-Mesh-Software zusammen mit bewährten, Bluetooth-Low-Energy-fähigen, drahtlosen Sensorplattformen die Konfiguration weit verzweigter, skalierbarer Netzwerke aus Sensoren und Aktoren ermöglichen, die im Smart-Building- und Smart-Factory-Bereich völlig neue Anwendungsfälle ermöglichen.
Ein Bluetooth-Mesh-Netzwerk mit 20 Knoten, das während der CES in einer privaten Suite demonstriert wird, besteht aus winzigen, batteriebetriebenen drahtlosen Sensorknoten der BlueNRG-Tile-Reihe, SensorTile.box-Modulen auf STM32L4-Basis und Sensor-Evaluierungsboards. Diese Elemente arbeiten so zusammen, dass jeder Netzwerkknoten mit jedem anderen Knoten im Netzwerk sowie mit einem verbundenen Smartphone kommunizieren kann. Die Demonstrationen veranschaulichen das Spektrum der Smart-Building- und Smart-Factory-Szenarien für stromsparende, batteriebetriebene Sensorknoten (z. B. Bewegungserfassung, sprachgesteuerte intelligente Beleuchtung, Näherungs-, Temperatur- und Vibrationserfassung) sowie für leistungsstarke Edge-Computing-Knoten zur Überwachung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen und die Bereitstellung von Netzwerkgeräten. In allen Fällen zeigen die Demos ein uneingeschränkt funktionsfähiges BlueNRG-Mesh-Netzwerk, das über eine Smartphone/Tablet-App überwacht und gesteuert wird.
Die Mesh-Software und die BlueNRG-Bausteine von ST sind nach den Spezifikationen der Bluetooth SIG zertifiziert, wodurch die Unterstützung für definierte Knoten-Features und die Interoperabilität zu anderen Bluetooth-Low-Energy- (LE-) Geräten bestätigt wird. Um die Entwicklung noch einfacher und rationeller zu machen, hat ST einen umfangreichen Bestand an Modellen geschaffen, die das Verhalten der Netzwerkelemente definieren (z. B. Beleuchtungs-, Sensor-, Konfigurations-, Health-, allgemeine Ein/Aus- und Template-Modelle).
Mit der neuen Software können Anwender jegliche Art von Mesh-Netzwerkknoten nach der Definition der Bluetooth SIG (Relay, Proxy, Low-Power und Friend) realisieren, um die Kommunikation zwischen Knoten und Bluetooth-LE-Geräten wie etwa Smartphones auf Basis des GATT-Profils (Generic Attribute) zu ermöglichen. Die Software-Stacks sind so ausgelegt, dass sie nicht nur in neu entworfenen BlueNRG-Mesh-Knoten eingesetzt werden können, sondern auch die Umwandlung bestehender Bluetooth-LE-Geräte in Mesh-Netzwerk-Knoten erlauben.
Die Bluetooth-Mesh-Lösung von ST besteht aus drei Softwarepaketen:
- STSW-BNRG-MESH managt ein BlueNRG-Gerät als System-on-Chip (SoC) und unterstützt die Plattformen BlueNRG-Tile und BlueNRG-Plug.
- X-CUBE-BLEMESH1 managt ein BlueNRG-Gerät als Netzwerk-Transceiver, was die Realisierung einer weitreichend skalierbaren, STM32-basierten Plattform für komplexere und anspruchsvollere Anwendungen gestattet.
- FP-SNS-BLEMESH1 ermöglicht Entwicklern die Schaffung neuer Bluetooth-Mesh-Knoten unter direkter Verwendung von Evaluation Boards wie dem X-NUCLEO-IKS01A3 Motion MEMS and Environmental Sensor.
Als plug-and-play-fähige BlueNRG-Geräte steht unter anderem das BlueNRG-Tile, ein 1 Zoll im Durchmesser messendes Multi-Sensor-Modul auf der Basis eines BlueNRG-232 Wireless-Prozessors mit Arm® Cortex®-M0-Core zur Verfügung. Es enthält ein stromsparendes Beschleunigungssensor- und Drehgeber-Modul, ein Magnetometer, einen Time-of-Flight-Näherungssensor, einen Akustiksensor, einen Drucksensor sowie ein Feuchte- und Temperatursensormodul.
Die SensorTile.box enthält einen leistungsstärkeren STM32L4 für anspruchsvolle Anwendungen, die sich beispielsweise für vorausschauende Instandhaltung oder die Zustandsüberwachung eignen. Durch Verarbeitung der erfassten Sensorinformationen an der Edge ist für einen verbesserten Schutz der Daten gesorgt, und auch der Umfang der an die Cloud zu streamenden Daten reduziert sich. Zu den verfügbaren Sensoren gehören ein digitaler Temperatursensor, eine 6-Achsen-IMU (Inertial Measurement Unit), zwei 3-Achsen-Beschleunigungssensoren, ein 3-Achsen-Magnetometer, ein Höhenmesser/Drucksensor, ein Mikrofon/Audiosensor und ein Feuchtesensor.
Das von ST angebotene Bluetooth-LE-System auf der Grundlage der Wireless-SoCs der BlueNRG-Familie gestattet ein zügiges Prototyping vollständig skalierbarer drahtloser Sensornetzwerke.
