开发概述

在 BLE Mesh 开发方面，涂鸦提供完整的模组、App及云端服务。涂鸦所提供蓝牙 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 的设备将自动组成 Mesh 网路，MUC 无需额外操作，

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，并特别提高了构建大范围网络覆盖的通信效能，Mesh 技术将更加适用于楼宇自动化、无线传感器网络等需要，让数以万计个设备在安全、可靠、稳定环境下进行传输、传输信息的物联网解决方案。

BLE 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
  • 本地场景联动，应用于高端照明领域
  • 适用于商业照明，大规模群组控制
  • 方案经过蓝牙联盟认证
  • 超高性价比的照明解决方案
  • 简单易操作，灵活组网，高鲁棒性，系统更加稳健
  • 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

涂鸦开发方案

为实现简单的接入和方便的SDK移植，涂鸦 BLE Mesh 开发方案通信原理图如下所示。

• 无网关BLE Mesh通信示意图

  

• 配合BLE mesh网关后 其通信示意图

  

开发流程

第一步：创建产品

本小节介绍采用 BLE Mesh 通信方案的产品创建流程，更详细的描述，请参考 MCU 对接方案概述。

1. 登录 IoT 工作台，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、模组及固件，并下载对应生成的 MCU 开发包。

   

3. 选择模组.

   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。

   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：

   • BLE模组规格书

   • BLE模组硬件设计

     注意：当使用电池作为供电电源时，当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。 有两种方法可以避免：

     • 当 MCU 检测到电池电压过低时，切断模块工作电源；
     • 当 MCU 检测到电池电压过低时，可以关闭广播和系统计时，让芯片处于深度睡眠模式，从而不会工作。如泰凌微模块最低工作电压为1.8V，MCU 可以设置在 2.0V (要略高于 1.8V)关闭模块。

   • （PCB）常用模组封装库

第二步：功能联调

拿到模组后，可先不必着急编写代码，首先确定模组是否工作正常。使用涂鸦提供的模组调试助手（MCU 模拟模式）与模组配合可以配网实操，验证模组的同时可以熟悉协议交互流程，后边开发调试效率将极大提升。涂鸦 BLE Mesh 串口通用协议其架构框如下图所示。

涂鸦模组调试助手 - MCU 模拟模式，助手会模拟 MCU 自动回复模组正确的协议数据，用手机给模组配网后可测试 DP 数据的上报下发。本小节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。下图介绍了涂鸦模组调试助手与 MCU 模拟模式连线方式。

• 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。

• 打开开发包中涂鸦模组调试助手，导入调试文件。协议选择 BLE Mesh 通用协议，MCU 模拟模式。

• 将模组串口通过 USB 转 TTL 工具接到电脑端，助手选择对应的串口及波特率，打开串口点击启动，将看到模组和上位机自动进行初始化流程协议交互。

  注意：BLE 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。

• 点击重置模块，模组会断开模块蓝牙连接，解除蓝牙绑定关系，清除模块缓存信息，并使模块重启。

  

第三步：软件开发

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，用户可参考开发包中协议文档。协议主要分为两部分：基础协议和功能协议。

基础协议和产品无关，是模组共有协议，包括模组初始化指令及部分扩展功能指令。

功能协议部分主要基于基础协议的上报下发命令字，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 BLE Mesh 通用串口协议。

MCU 对接涂鸦模组协议，有两种途径。

• 自行对接协议：

  对于MCU资源有限或不适宜移植 MCU SDK 情况时，客户可以选择自行对接串口协议。

• 移植MCU SDK：

  若MCU资源足够，一般建议用户直接移植 MCU SDK，开发高效便捷。开发包中 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。MCU SDK 对 MCU 硬件资源需求：Flash 4K 字节；RAM 与 DP 点数据长度有关，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。若资源不足的用户，可自行对接协议，SDK 包中的函数依然可以作为参考。更多详情，请参考 MCU SDK 移植。

第四步：协议验证

移植 MCU SDK 代码开发完成后，可以使用涂鸦模组调试助手的 模组模拟模式，验证 MCU 代码的正确性。使用方法与 MCU 模拟模式类似，模拟模组模式下，助手会自动发送初始化数据流，验证 MCU 回复是否正确，对于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：涂鸦模组调试助手模组模拟模式，没有联网功能，仅用来验证 MCU 串口协议收发正确性。测试完成后，MCU 可接实际模组配网联调。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：IoT 工作台-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。