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BLE-Mesh技术揭秘

添加3,066字节2019年11月19日 (二) 10:54
Mesh系列文章
'''蓝牙mesh能让我们建立无线设备之间的“多对多”(m:m)关系'''。此外,设备能够将数据中继到不在初始设备直接无线电覆盖范围内的其他设备。这样,mesh网络就能够跨越非常大的物理区域,并包含大量设备。
[[文件:BleMesh-蓝牙Mesh多对多网络拓扑.png|居中|缩略图|750x750像素|BleMesh-蓝牙Mesh多对多网络拓扑]]
 
=== 蓝牙Mesh的初衷 ===
对于满足日益普及的各种通信需求,mesh拓扑结构能提供最佳的方式,因此'''蓝牙mesh网络应运而生''','''典型的应用包括楼宇自动化和传感器网络等'''。这些通信需求包括:
# 覆盖面积广
# 直联互通性
# 监测和控制大量设备的能力
# 经优化的、低功耗的
# 有效利用无线电资源,有可扩展性
# 与当前市场上的智能手机、平板电脑和个人电脑产品兼容
# 符合行业标准,具有政府级安全性
虽然还有其他支持mesh拓扑的低功耗无线通信技术,但很多用户反馈显示,'''这些技术存在约束和限制,'''而且对于他们正在尝试解决的各种问题和希望创建的产品类型来说,也并非最佳选择。其他类似技术的问题包括低数据传输速率、在mesh上中继数据时的“跳数”限制、通常由无线电信道使用方式引起的可扩展性限制、以及按步骤更改mesh网络中设备组成的过程中出现的困难和延迟。
 
通常来说,'''其他mesh技术无法被标准智能手机、平板电脑和PC设备所支持,'''这是一个主要的限制因素。
 
创建符合行业标准的、基于低功耗蓝牙的mesh通信技术,就有可能满足他们的要求,同时没有相关的限制和约束。毕竟,'''互通性和能效是低功耗蓝牙最突出的特性'''。
 
=== 以消息为中心的通信 ===
'''蓝牙mesh网络使用发布/订阅 (publish/subscribe)消息系统'''。
 
设备可以将消息发送至特定地址,这些地址的名称和含义与用户能够理解的高级概念相对应,如“花园灯”(Garden Lights)。这被称为“发布”(publishing)。
 
设备经配置后,可接收由其他设备发送到特定地址的消息。这被称为“订阅” (subscribing) 。
 
当设备向特定地址发布消息时,订阅该地址的所有其他设备将收到该地址的副本,对其进行处理,并以某种方式作出回应。
 
想象一下花园里安装的一套户外灯, 每盏灯都已经过配置,以便其订阅“花园灯”消息。现在,想像一个蓝牙mesh电灯开关向“花园灯”地址发送了“开”的消息。没错,花园里的所有灯都会收到“ON”消息,并做出开灯的回应。
 
就是这么简单!
 
=== 消息和设备状态 ===
'''“状态” (state) 是蓝牙mesh网络中的一个关键概念'''。蓝牙mesh网络中的每台设备都具有一组独立的状态值,表示设备的某些状态。在花园灯的示例中,每盏灯都有一个状态值,表示设备当前是处于打开或关闭状态。通过发布一类在定义上意味着能够回应“开”或“关”状态值的消息,来改变状态值,蓝牙mesh电灯开关就能对灯泡进行控制。更改状态值会修改设备本身的物理状况,例如打开或关闭设备。
 
消息、状态、以及这些和其他概念相关的设备行为已被定义在规格中,称为“模型”(modules)。模型由蓝牙mesh设备实施。
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