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低功耗藍牙自推出以來受到市場的廣泛青睞，智能手機、智能手表、運動手環(huán)、共享單車等產(chǎn)品幾乎全面覆蓋。因為藍牙發(fā)射功率比較低，而且與手機能實現(xiàn)良好的互聯(lián)互通，藍牙聯(lián)盟成員又在低功耗藍牙的基礎(chǔ)上推出了 Beacon，滿足一點對多點的需求，市場前景被看好。針對點對點、一點對多點市面上已經(jīng)有了行之有效的解決方案，那么如何實現(xiàn)多點對多點的連接？為此，藍牙聯(lián)盟推出了藍牙（Bluetooth）Mesh 網(wǎng)絡(luò)，它支持多點對多點設(shè)備通信，適用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案的開發(fā)人員及系統(tǒng)整合商。Mesh 網(wǎng)絡(luò)能夠讓多個、甚至成千上萬個裝置在穩(wěn)定、安全的環(huán)境下進行傳輸。

藍牙 mesh 可以廣泛應(yīng)用于樓宇自動化、無線傳感網(wǎng)絡(luò)和資產(chǎn)跟蹤等應(yīng)用。無論照明、供暖 / 制冷，還是安全防護等相關(guān)系統(tǒng)，在布設(shè)了藍牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)之后，樓宇內(nèi)的數(shù)十個、數(shù)百個或是上千個無線設(shè)備都可以可靠、安全的彼此通信，傳輸信息；許多工業(yè)領(lǐng)域的公司正在對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行顯著的成本優(yōu)化和效率改進，藍牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)旨在滿足工業(yè)領(lǐng)域嚴(yán)格的可靠性，可擴展性和安全性要求；關(guān)于資產(chǎn)跟蹤，藍牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)提升了低功耗藍牙廣播范圍的限制，并為建立藍牙 Mesh 資產(chǎn)跟蹤解決方案的應(yīng)用提供了可能性。

七個關(guān)鍵詞闡明藍牙 mesh 的工作原理

藍牙 mesh 網(wǎng)絡(luò)是怎樣工作的？它的技術(shù)優(yōu)勢在哪里？想必很多用戶最關(guān)心的就是這兩個問題，藍牙聯(lián)盟亞太區(qū)技術(shù)項目經(jīng)理任凱用七個關(guān)鍵詞對此進行了解釋：

device（設(shè)備）和 node（節(jié)點）：當(dāng)用戶想跟蹤一個設(shè)備，可以將其設(shè)為節(jié)點。將設(shè)備變成節(jié)點的過程，需要 Provisioner 授權(quán)這個設(shè)備加入到 mesh 網(wǎng)絡(luò)中。為什么需要授權(quán)過程？因為 mesh 網(wǎng)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)安全性的要求非常高，在 mesh 運行當(dāng)中需要進行一系列的密鑰交互，上面的內(nèi)容會有兩層加密保護，所以必須先授權(quán)。

Element(元素)：藍牙 mesh 設(shè)備具有藍牙模塊，這個設(shè)備中可能包含多個部分，為了對每部分都實現(xiàn)獨立控制，所以加入了 element 的概念，可以對藍牙模塊上不同的 element 進行一個尋址。

Publish & Subscribe（訂閱和發(fā)布）：使用這一機制，用戶就可以在整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中任意添加或者刪除設(shè)備，而不需要對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的每一個設(shè)備進行程序更新。

Managed flooding（可控性的廣播機制）：通過滿足一系列的條件來使得這個廣播信息在網(wǎng)絡(luò)中以節(jié)能、可控的方式進行數(shù)據(jù)的傳遞。

低功耗：在藍牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中還有一類節(jié)點是專門為低功耗節(jié)點服務(wù)的，其具有 Friend 特性，也可以稱為 Friend 節(jié)點。Friend 節(jié)點與低功耗節(jié)點可以建立 Friendship 關(guān)系。建立此種關(guān)系之后，F(xiàn)riend 節(jié)點可以暫存發(fā)往低功耗節(jié)點的信息，待低功耗節(jié)點退出休眠模式之后，再從 Friend 節(jié)點取回相關(guān)信息。在實際應(yīng)用中，F(xiàn)riend 節(jié)點可以是燈泡、機頂盒、路由器，這些設(shè)備都是通過市電供電的，對于功耗不是很敏感；低功耗節(jié)點可以是由電池供電的設(shè)備，如傳感器、門鎖等。

Proxy(代理)：藍牙 mesh 使用了廣播機制，市面上的移動操作系統(tǒng)，如 IOS、安卓、linux、windows 還有黑莓等一系列都支持廣播機制，但是出于某種考慮，不是所有廣播數(shù)據(jù)包都開放給開發(fā)者，開發(fā)者無法進行修改，因此手機接入 mesh 網(wǎng)絡(luò)時需要使用代理機制。

Security(安全性)：藍牙 mesh 網(wǎng)絡(luò)使用了非對稱加密和對稱加密兩種機制，還使用了帶外驗證的方法，目的就是保證今后的應(yīng)用能夠為用戶提供一個具有高安全性的方案。

存量設(shè)備經(jīng)過升級即可支持藍牙 mesh

藍牙通信幾乎關(guān)系到我們接觸的大部分電子產(chǎn)品，市場上已經(jīng)存在大量的藍牙設(shè)備，如低功耗藍牙手環(huán)、藍牙手表、共享單車等。用戶更關(guān)心的是，它們是否可以通過固件升級的方式支持藍牙 mesh？任凱表示，“藍牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)運行于低功耗藍牙之上并且與藍牙 4.0 及以上版本前向兼容，因此市面上現(xiàn)有的低功耗藍牙產(chǎn)品都可能通過固件升級（尤其以 OTA 為主）的方式升級為具有藍牙 Mesh 功能的產(chǎn)品，但是否具有升級的可能性，還需要考量多個因素，例如程序存儲器（ROM）的容量，內(nèi)存（RAM）的容量，是否具有 OTA 升級的功能，MCU 的處理能力是否滿足 Provisioning 對于非對稱加密的運算需求等?！?/p>

受控廣播消除單點故障的斷網(wǎng)之憂

當(dāng)我們使用的無線網(wǎng)絡(luò)傳播數(shù)據(jù)時，某一處斷開或者由于穿墻等原因信號無法繞開，就面臨信號丟失的危險，而 mesh 網(wǎng)絡(luò)是受控廣播。任凱指出，“對于 mesh 網(wǎng)絡(luò)來說，任何單點設(shè)備的故障不會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中其它節(jié)點通信受到影響。因為所有的信息都是經(jīng)過廣播的，任意一個節(jié)點收到了一個之前沒有經(jīng)過廣播的信息時，當(dāng)它滿足條件就可以被廣播出去，直到達目的地。此外，mesh 網(wǎng)絡(luò)沒有基于一個 central hub 的概念，網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的每一個節(jié)點都可以任意的和其它的節(jié)點進行通信，用戶用單播、主播都可以進行通信?！?/p>

WiFi 也是一種應(yīng)用非常廣泛的無線傳播方式，而且功耗高，當(dāng) mesh 網(wǎng)絡(luò)遇到 WiFi 時會不會被淹沒？任凱解釋，“考慮到 2.4 頻段的一些特性，我們在整個 2.4 頻段上等分三份，會滿足各個廣播信道，當(dāng)遇到一個高功率的 WiFi 信號，我們還有其它一些廣播信道可以使用，同時當(dāng)中還加入了一些退避的機制來保證?！?/p>

推向市場之前，經(jīng)過了嚴(yán)格的壓力測試

一項標(biāo)準(zhǔn)商用之前只有確保其穩(wěn)定性才能給用戶帶來價值，藍牙 mesh 的穩(wěn)定性如何保證？任凱強調(diào)，“我們的研發(fā)工作歷時兩年多，有超過 120 個會員組成，會員經(jīng)過積思廣益形成這一標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)形成草案之后進行了一系列的 IOP，即互聯(lián)互通的測試。這兩年中，我們進行了大大小小 15 場 IOP 測試，包括一項 1400 以上的測試已經(jīng)通過。藍牙技術(shù)聯(lián)盟從 1998 年成立到現(xiàn)在 20 年來，對于不同的工作組，從技術(shù)文本到技術(shù)推出有一連串非常嚴(yán)謹?shù)囊粋€驗證的過程，測試完成后才會把它推向市場?！?/p>

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