使用BLE Mesh网络扩展物联网解决方案的力量

BLE Mesh 网络如何工作？

将新设备添加到 Mesh 网络的过程称为 Provisioning，帮助新设备连接到 Mesh 网络的设备称为 Provisioner。每个连接到网状网络的设备称为一个节点。节点使用消息相互通信。托管泛洪和非对称结构技术用于控制网状流量并提高其功率效率。

· 受控洪水

BLE 网格使用托管洪泛中继方法将消息从源节点发送到目标节点。这反过来又优化了操作，以确保洪水不会在网络上产生大量流量。

Heartbeat：每个节点定期发送 Heartbeat 消息，通知其他节点它处于活动状态。它还帮助接收节点计算向心跳源节点发送消息所需的希望数。

TTL：每条消息都包含一个生存时间 （TTL） 值，该值限制了该消息可以在网络中中继的次数。每次接收和中继消息时，TTL 值减 1。心跳消息帮助源节点设置正确的 TTL 值。

消息缓存：每个节点都为最近收到的消息维护一个消息缓存。每当节点接收到消息时，它都会检查本地缓存的中继消息列表，如果已经存在则忽略。

· 不对称结构

网状网络由异构节点组成，考虑到电源和处理能力等配置，这些节点可能不支持或支持少数四种特性。

中继：允许节点作为中间节点为他人中继消息，这有助于网状网络实现大覆盖和可靠性。

代理：允许节点作为中介，以启用网状网络和不具有网状功能的支持 BLE 的设备之间的通信。

低功耗：允许对功耗敏感的节点跳过一直处于活动状态，并按照程序唤醒自己并在活动时间接收消息。

朋友：允许与低功率节点建立友谊关系。Low Power 节点的消息被发送到相关的 Friend 节点，该节点在 Low Power 节点处于睡眠状态时存储其消息。当 Low Power 节点变为活动状态时，它会接收来自相关 Friend 节点的消息。

BLE Mesh 网络在智能家居中如何工作？

让我们假设一个有走廊和 3 个房间的智能家居。这将帮助我们了解 BLE 网格如何将消息发送到任何节点，而无需处于该设备的 BLE 范围内。每个房间至少有 1 个灯泡。客厅和卧室还有一个恒温器，用于控制温度。

智能手机应用程序在单个网状网络中扮演供应商、添加灯泡和恒温器的角色，以通过交换消息实现它们之间的通信。

与温控器 T2 通信，最直接的方式是通过 blub B1-B5 将消息传递到温控器 T2。但是，这条最短路径可能会被家里的墙壁或其他金属器具挡住。在这种情况下，中继节点 B2-B3-B4-B5 可以帮助智能手机应用程序达到恒温器 T2。

智能手机应用程序用于与不支持 BLE Mesh 但支持 BLE 的恒温器 T2 进行通信。因此，智能手机应用程序必须找到一个代理节点，该节点可以作为与网状设备通信的中介。Bulb B1 是这里的代理节点，它从智能手机应用程序接收消息并将消息发布到整个网状网络。

走廊中的灯泡 B3 只是一个中继节点，它在网络中传输消息。灯泡 B4 和 B5 作为温控器 T1 和 T2 的友节点，它们被抽象为低功耗节点。

这是一个简单的示例，用于演示智能家居中的 BLE 网格。但是，BLE 网格使智能家居能够提供高级家庭自动化功能，如组、场景、日程管理等等。

为什么支持 BLE Mesh 的解决方案更受欢迎？

BLE Mesh 网络提供了某些优势，这使其更可取：

· 全球互操作性：一个供应商开发的产品与另一个供应商生产的产品无缝协作，无需额外的努力

· 出色的向后兼容性：借助 Proxy 概念，BLE 网格向后兼容所有支持 BLE 且不支持网格协议的设备

· 成本效益：大部分智能手机支持BLE 4.0/5.0。因此，支持 BLE Mesh 的解决方案可以轻松利用手机，而无需客户购买额外的硬件设备。

· 端到端安全性：在 BLE Mesh 中，安全性是强制性的，不能关闭。提供从供应流程到消息处理的完整流程安全设计

· 电源效率： BLE Mesh 使用蓝牙低功耗和友谊概念，与其他 Mesh 技术相比，保持功耗优化

审核编辑：郭婷