1.MESH概念:藍牙Mesh網絡是用於建立多對多(many:many)設備通信的低功耗藍牙(BLE)新的網絡拓撲。
2.MESH協議:flooding協議和路由協議
Bluetooth MESH目前采用的是基於flooding協議(CSR洪泛式)的MESH網絡技術。在發布的協議版本中,有提到在未來的修訂版本中可能會加入基於路由協議的MESH網絡。
Flooding MESH協議:適合規模小的網絡,不適合數據量大的應用場景。在網絡層中的數據包都是以廣播的形式發送並且轉發。會在網絡中產生大量重復發送的數據。
3.MESH拓撲結構:“多跳(multi-hop)”網絡
4.MESH應用領域:工業領域(智能樓宇、智能工業、智慧城市和智能家居)
藍牙Mesh在工業級領域將展現強大的應用潛力。藍牙SIG指出,商用大樓與工廠的自動化,將成為無線組網技術的重要市場。由於這些市場需要真正工業級的解決方案,而這正是藍牙Mesh技術的優勢。
5.MESH優勢和劣勢:
6.MESH協議棧架構
(1) Model layer:標准化典型用戶場景的操作,這些操作通過Bluetooth Mesh Model specification協議來定義。各層的定義描述如下:
(2) Foundation Model layer:定義了用於配置和管理mesh網絡的狀態、消息以及model。
(3) Access layer: 定義了高層應用如何訪問upper transport layer。該層定義了應用數據包的格式。同時,高層應用數據的加解密功能定義在這一層完成。
(4) Upper transport layer:對應用數據進行加解密以及鑒權。
(5) Lower transport layer:主要對upper transport layer的數據包進行分段和重組。
(6) Network layer: 網絡層是MESH網絡的關鍵層。這一層主要負責將傳輸層的數據包傳輸給一個或者多個其它節點。數據包是否被拒絕、或者被在本節點做進一步處理、或者數據包將會被前傳給其它節點是網絡層的核心功能。同時,網絡層還對本層消息進行加解密和鑒權。
(7) Bearer layer:定義了網絡層數據包如何在節點之間傳遞。當前協議版本定義了兩種承載,一種是廣播承載,另一種是GATT承載。
(8) Bluetooth low energy core specification:這一層是在MESH協議發布之前所定義的BLE core specification。
從上面的協議棧架構可以看到,Bluetooth MESH協議及在Bluetooth low energy協議的基礎之上,添加了七層協議棧,主要添加了加解密、數據包中繼、數據包的分段與重組等功能。
7.原理:
GFSK:調制前數據經高通濾波器濾波后,再進行FSK調制的調制方式。協議規定,數字1將會被調制正頻率偏移,數據0被調制為負頻率偏移。
藍牙協議版本 |
最大傳輸數包 |
PHY最大傳輸數率 |
傳輸距離 |
廣播通道 |
4.0 |
20byte |
1M |
|
3 |
4.1 |
23byte |
1M |
|
3 |
4.2 |
255byte |
1M |
|
3 |
5.0 |
255byte |
2M |
|
40 |
8、BLE為什么功耗低