蓝牙Mesh模块多跳大数据量高带宽传输数据方法

随着物联网技术的飞速发展，越来越多的设备需要实现互联互通。蓝牙Mesh网络作为一种低功耗、高覆盖、易于部署的无线通信技术，已经成为物联网领域中的关键技术之一。在蓝牙Mesh网络中，节点之间可以通过多个跳数进行通信，从而实现大范围的覆盖。然而，随着数据量的增加和带宽需求的提高，如何在蓝牙Mesh网络中实现高效、稳定的多跳大数据量高带宽传输数据成为了一个亟待解决的问题。本文将介绍一种基于蓝牙Mesh模块的多跳大数据量高带宽传输数据方法，以满足这一需求。
1、目前低功耗蓝牙Mesh模块的数据传输现状
蓝牙Mesh模块技术是低功耗蓝牙的进阶版，它扩大了蓝牙在应用中的规模和范围。因为它可以支持超过三万个网络节点，可以跨越大型建筑物，不仅能使医疗健康应用更加方便快捷，还能监测像学校这类大型公共场所人员的安全动态。
蓝牙Mesh模块覆盖范围通过mesh网络中的relay(中继)功能来实现的，即在mesh网络中，消息可以被临近的节点relay出去，这样经过多跳之后，消息再到达目标节点。因此传输覆盖能力，指的是在mesh网络覆盖的范围内，通过其网络内部的节点的relay去实现，同时也可以解决点对点的BLE通信时遇到障碍物会通信不畅的问题。同时relay也引出了mesh网络的“Managed Flooding”，就是消息会以泛洪方式传播，只要relay节点收到消息，那么它就会将消息广播给其他周围的节点。Flooding的方式是不需要有中心节点去协调的(如Zigbee就有router和coordinator),因此并不会去选择最优路径去传播，而是消息可能通过许多条路径先后到达......于是，这同时也为Flooding的网络带来了问题，消息其实传输一次并成功即可，这种方式会有太多的冗余的传输，造成能量的消耗和网络数据的阻塞。
因此，蓝牙Mesh模块通常数据包较短，最长也就几十个字节。发包频率不易过快，容易导致整个网络的数据传输性能降低。
2、大数据高吞吐需求
很多场景下，我们不仅需要覆盖范围要广，而且需要大数据量的传输。比方说传输文件或者图片等。传统的蓝牙Mesh模块就不适合了。此时数据将大量的被转发。整个网络近乎无法传输图片或者文件。
但是，我们知道在BLE点到点使用GATT方式传输方式。传输文件图片的话，就会大大减少传输时间。甚至可以达到2Mbps。另外，很多蓝牙BLE的芯片是支持GATT Server和GATT Client共存的。
那么，我们就可以实现“手握手”多跳的方式进行大数据量的传输。Source节点创建GATT Client,中间节点创建GattServer和GattClient,目的节点创建GATT Server。这样，就可以实现大数据的多跳数据传输。
3、大数据链路的路由
根据大数据的传输需求，我们需要查找到目的节点的传输路径。我们采用按需路由的方式，建立动态路由。在需要数据传输的时候，动态建立大数据链路的路由。数据传输完成后，自动释放路径。是否中间大数据节点，以便其它节点使用。

4、大数据链路传输
大数据链路建立成功后，进入大数据传输阶段。大数据传输阶段的链路数据包格式如下：

在文件传输过程中。我们采用的数据包的具体数据格式。

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审核编辑 黄宇