接觸過藍牙Mesh技術的工程師都清楚:藍牙Mesh技術具備開放、低成本、高性能等優勢,在實際應用中很好的彌補了低功耗藍牙無法組網的尷尬局面,對Mesh網絡的支持使低功耗藍牙技術進入更加廣泛的應用領域,增強了其在樓宇自動化應用方面的可適宜性。
借助藍牙Mesh,我們能夠創建大型網絡并支持成千上萬的設備之間進行安全、可靠的通信。藍牙Mesh網絡包括節點(Node)、元素(Element)、模型(Model)和狀態(State),本篇SKYLAB君將為大家詳細介紹藍牙Mesh的節點,節點(Node)是已經啟動配置(Provision)并成為Mesh網絡中一員的設備。
藍牙Mesh規范詳細描述了四種“節點”,分別是“中繼節點”、“低功耗節點”、“好友節點”和“代理節點”。
中繼(Relay)節點:通過廣播承載層接收并重新發送mesh消息、以構建更大規模網絡的能力。
代理(Proxy)節點:在GATT和廣播承載層之間接收并重新發送mesh消息的能力。
低功耗(Low-Power)節點:能夠以明顯較低的接收端占空比在mesh網絡中運行。通過將無線電接收器啟用時間最小化可實現節點功耗的降低,只有在絕對必要時才啟動接收器。低功耗節點(LPN)通過與好友(friend)節點建立友誼(friendship)關系來實現這一點。
好友(Friend)節點:通過存儲發往LPN的消息,僅在LPN明確發出請求時才進行轉發來幫助LPN運行的能力。
中繼節點能夠重新發送所接收到的數據包,并且通過這個機制,使數據包可以在整個網絡上快速傳播。中繼機制的缺點是耗電量增加,這是由于它依賴于保持“醒著的”節點。雖然在mesh網絡配置中低功耗藍牙的功耗遠低于其他競爭技術,但這樣的運作模式單單依靠電池供電是無法持久的。對于智能照明等應用來說,這并不是缺點,因為燈具通過接入主干供電系統為LED供電,但這對于加入網絡中的其它非主干系統供電設備,比如設備開關,則可能不適用。
為了解決這個問題,藍牙網絡引入了“低功耗節點”(LPN),可以使用電池或能源采集來供電。LPN與“好友節點”協同工作,好友節點通常是由主干系統供電,因而能夠永遠保持喚醒狀態;這些設備會緩存發往LPN的信息。LPN根據預先設定的進程表切換至“接收”模式,接收緩存的信息,根據指令進行操作,然后快速度返回省電的“睡眠”狀態。
“代理節點”允許支持低功耗藍牙但不支持藍牙mesh的設備 (例如現在的智能手機)連接至藍牙Mesh網絡。通過節點和代理設備的通用屬性配置文件(GATT) 接口實現交互。
藍牙Mesh組網方案
藍牙Mesh網絡是用于建立多對多(many:many)設備通信的低能耗藍牙(Bluetooth Low Energy,也稱為Bluetooth LE)新的網絡拓撲。它允許您創建基于多個設備的大型網絡,網絡可以包含數十臺,數百甚至數千臺藍牙Mesh設備,這些設備之間可以相互進行信息的傳遞,無疑這樣一種應用形態為樓宇自動化,無線傳感器網絡,資產跟蹤和其他解決方案提供了理想的選擇。有了藍牙Mesh,智能家居便涌現出很多新的應用可能性。
藍牙Mesh組網方案說明:藍牙Mesh組網的BLE藍牙模塊——SKB369。有了藍牙Mesh之后,只需用一臺控制設備,就可以同時、輕松、高效地控制智能家居系統內的所有功能。藍牙Mesh的強大架構還可以進行擴展,滿足辦公室、工廠、工業環境甚至城市的需求,將數以百萬計的節點連接起來,而不會產生故障。
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