網狀網絡是物聯網 (IoT) 的關鍵架構。 諸如 IEEE804.15 ZigBee 之類標準在過去二十年里已在工業自動化領域成功實施網狀網絡。 這意味著網絡中的每個節點均可接收數據并向鄰近節點傳送數據，因此，僅需增加新節點即可輕松擴張網絡。 這比必須另外采用網關設備或接入點更具成本效益，更易于實施，因為后者還通常需要更多的規劃來避免頻率沖突。

相比之下，藍牙? 已從根本上成為一種點對點連接，用于連接一個終端（如智能手機）或者接入點（如 iBeacon 或 Eddystone）。 同樣，藍牙技術在可穿戴領域也大獲成功，可提供返回智能手機的鏈路，并從智能手機連接至范圍更廣的互聯網。 這使得藍牙技術可以運用到一系列在不斷與互聯網直接連接的應用中，同時也推動了對網狀網絡的需求。

圖 1：將節點與最近的鄰居連接，可使網狀網絡輕松將藍牙設備的覆蓋范圍從一個房間擴大至另一個房間。

最新版 4.0 或以上的智能藍牙不僅大幅減少了功耗和建立時間，而且降低了數據速率。 這對于網狀網絡很有意義，因為在網絡中每增加一步，數據速率便減半。

不過，某些象Cambridge Silicon Radio 這樣的藍牙專家已在利用藍牙建立自己的網狀網絡。 CSRmesh 是一種針對低功耗藍牙設備的疊加軟件，不僅能使這些設藍牙接收消息并根據所接收消息做出響應，而且還能把那些消息轉送至周圍的設備。 這將擴大智能藍牙的覆蓋范圍，并為物聯網提供一個簡單的自組式網狀網絡。

CSRmesh 的首批重大開發成果之一便是與韓國的 SK 合作完成的。他們開發出了全球首個智能 LED 燈泡系列，這些燈泡在零售環境下還可用作智能藍牙的信標。 這樣，在一個商店中即可簡單地為幾乎無數個智能燈泡組網并進行控制，與此同時，還可針對智能手機用戶展開基于位置的特價優惠服務。

圖 2：用于智能照明控制應用的 CSRmesh 開發板。

目前在售的信標系統要求在商店地板周圍安裝許多無線傳感器，而這通常是一個漫長、昂貴且需要不斷維護的過程。 使用 CSRmesh 方法，不需要徹底檢修建筑的基礎結構即可提供一個信標發射系統。 利用 LED 智能信標，一座建筑的現有照明燈具可實現全覆蓋，因其在店內均勻分布。 LED 信標還把市電作為永久性電源，即服務提供商無需再管理數百個電池供電型設備。

該系統采用適合現有照明燈具的 LED 燈泡，且每個燈泡在網狀網中均與鄰近的燈泡通信。 智能燈泡配備預先經過認證的模塊，且這些模塊基于 CSR1010 芯片組和 CSRmesh v1.2 協議層，它們具有信標能力并提供 iOS 和安卓手機支持。

CSRmesh 開發板（圖 2）有助于設計人員在標準藍牙軟件頂層執行網狀網協議。 這樣，各種消息就可通過一個簡化平臺在多個智能藍牙設備之間中轉，以方便產品設計人員希望快速進行智能藍牙網絡產品的原型開發，以及測試網狀網實施能力。

為此，該套件提供了一套完整的工具用于評估和軟件開發，包括從開發板、CSR xIDE 軟件開發環境、USB 編程器和接口電纜、用于開發板的 CSR 示例應用和主機示例應用，到用于安卓和蘋果 iOS 智能手機的源代碼。

該開發板通常由兩節 AA 電池供電，也可通過主機 USB 連接供電，并且可輕松增加板子以組成更大的網絡。

所有這些還僅是解決大型空間內數千個智能藍牙型信標的管理難題的一部分，如采用基于網狀網的智能照明信標的體育場。

另一家芯片制造商 Nordic Semiconductor 也在致力于通過利用其超低功耗智能藍牙設備建立網狀網絡，從而為物聯網應用提供一個經過充分開發的低成本 ULP 無線網狀網絡解決方案。

Wirepas Pino 是一種由 Wirepas 開發的、用于在 Nordic nRF51822 藍牙芯片上運行的全自動、自主優化、多次轉發網狀網絡協議棧。 該協議棧通過采用一種網絡拓撲結構支持高節點密度，并從理論上支持無限擴大網絡規模（節點數量），這種網絡拓撲結構會持續進行自主優化，以平衡節點之間的網絡數據流量并自動適應其運行環境，如遭遇射頻干擾。

這會顯著提升網絡可靠性，從而在某個節點故障時，網絡會通過該故障節點周圍的其它節點重新建立通信路徑，實現自動“愈合”。 此外，還能提升網絡能效、降低所有節點的功耗，因為網絡會持續、自動地進行自主式重新配置，以便在加入新節點時維持最優的網絡性能。

圖 3：芬蘭的 Wirepas 公司設想的在整個大型建筑內建立藍牙連接的無線網狀網絡。

鑒于所有這些優勢，藍牙技術聯盟 (SIG) 已著手將網狀網絡納入藍牙規范，使該標準包含這種功能。這樣，所有通過藍牙認證的設備便都能添加到網狀網絡中。 隨著我們家居環境中智能藍牙傳感器數量的激增，網狀網絡將成為一個一體化的元件，用于確保用戶家中支持藍牙的智能鎖、照明、HABC 系統，甚至還有各種家用電器一起工作，進而提供一種無縫式智能家庭體驗。

智能藍牙網狀網絡工作組正在針對智能藍牙技術制定網狀網絡能力標準化架構。 這一行動極受歡迎，已有八十多家會員公司自愿為該工作組提供服務，在所有的 SIG 工作組中，該工作組擁有自愿提供服務的會員公司數量多。

該工作組的會員公司來自眾多行業領域，包括汽車、手機/移動、工業自動化、家居自動化、消費電子和計算。 該工作組的目標并非注重某一特定使用案例，而是構建一個所有會員都可以開發的公共平臺。 該工作組目前正在評估許多會從網狀網絡獲益的用戶方案，包括照明、HVAC 控制、資產跟蹤和安防。

一種能夠輕松實施這類功能的方法便是通過某種模塊，如來自 Silicon Labs 的 BLE113 模塊。 這種模塊目標針對小型、低功耗傳感器及配件，并集成了智能藍牙應用所需的全部特性，從無線電收發器、軟件協議棧和規范，到電池管理和單極片式天線，應有盡有。 所以，通過其靈活的硬件接口即可方便地將該模塊納入現有設計，并將允許這些設計輕松訪問網狀網絡。 該模塊可采用標準 3 V 鈕扣電池或兩節 AAA 電池供電。 在最低功耗休眠模式下，其電流消耗僅 500 nA，并會在幾百毫秒內喚醒。

圖 4：來自 Silicon Labs 的 BLE113 藍牙模塊。

網狀網方法的部分優勢是，它能使用戶幾乎看不到藍牙設備的影子。 因具有更緊密的集成度，像Dialog Semiconductor 的 DA14580 這樣的智能藍牙收發器可以嵌入到設備中，并自動連接在其附近的另一網狀網內節點。 這為建立、運行智能家居和物聯網應用提供了一種非常容易的方法。

DA14580 為智能藍牙 4.1 提供了一個全集成無線電收發器和基帶處理器，這種處理器可用作獨立應用處理器或作為托管型系統中的數據泵使用。 該收發器支持靈活的存儲架構，以適應藍牙規范的存儲和應用代碼自定義應用代碼，所有這些均能夠以無線方式 (OTA) 更新，并因此便于以后在需要時實施網狀網協議。 合格的智能藍牙協議棧保存在專門的 ROM 中，而所有軟件則通過一個簡單的計劃程序在 16 MHz ARM Cortex-M0 處理器上運行。 該器件已針對低功耗、小體積進行了優化，可以毫不顯眼地加入設計。

智能藍牙固件包括 L2CAP 服務層協議、安全管理器 (SM)、屬性協議 (ATT)、通用規范 (GATT) 和通用訪問規范 (GAP)，以及可能包含網狀網實施的定制規范。

SIG 指出，藍牙技術的價值主張在物聯網中是無與倫比的，消耗的功耗極少，是當今成本最低、普及最廣的實現物聯網的無線解決方案。 將網狀網絡納入藍牙規范的關鍵是將這項技術推廣到全新的細分市場領域。

智能網狀網工作組應在 2015 年下半年完成該規范并進入原型測試階段，SIG 希望 2016 年正式采納該規范。