藍(lán)牙模塊技術(shù)|藍(lán)牙Mesh需要注意的問題
發(fā)布時間:2022-05-06 09:29:10
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藍(lán)牙模塊技術(shù)|藍(lán)牙Mesh需要注意的問題:
藍(lán)牙模塊是一種無處不在的通信協(xié)議,在消費電子,醫(yī)療保健,工業(yè)自動化和資產(chǎn)跟蹤中有無數(shù)的應(yīng)用?,F(xiàn)在,通過添加低功耗藍(lán)牙(BLE)網(wǎng)格作為網(wǎng)絡(luò)層,甚至可以同時控制和監(jiān)視數(shù)百個(甚至數(shù)千個)設(shè)備。但是,這些新功能為開發(fā)人員增加了復(fù)雜性。
藍(lán)牙的眾多優(yōu)勢已使其無處不在。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)由藍(lán)牙特別興趣小組(SIG)維護和改進(jìn),該小組在撰寫本文時在150個國家/地區(qū)擁有約33,000個成員。原始標(biāo)準(zhǔn)指定了點對點(1:1)連接,后來又添加了多點(一對多或1:m)和網(wǎng)格(許多對多或m:m)。經(jīng)典藍(lán)牙支持基本速率(BR)和增強數(shù)據(jù)速率(EDR)的1:1和1:m通信。低功耗藍(lán)牙(BLE)是唯一支持m:m網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的模式。
BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)進(jìn)一步擴大了藍(lán)牙潛在應(yīng)用的規(guī)模和范圍。BLE Mesh支持超過30,000個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,可以處理跨越大型建筑物,醫(yī)療保健企業(yè)和校園的應(yīng)用程序。
1.藍(lán)牙在整個終端市場中繼續(xù)廣泛使用,隨著時間的推移,低功耗模式將扮演越來越重要的角色。
BLE網(wǎng)格概述:
BLEMesh網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備都必須滿足規(guī)范中確定的基本要求。本節(jié)概述了使用藍(lán)牙SIG所采用的術(shù)語的那些要求。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂袃蓚€重要優(yōu)勢:幾乎無限的可擴展性和高彈性,這兩者都促使該協(xié)議在產(chǎn)品設(shè)計工程師中廣受歡迎。這些優(yōu)勢源于多對多通信,這些通信形成了整個網(wǎng)絡(luò)中從源到目的地的多條路徑。
2.BLE Mesh幾乎無限的可擴展性和高彈性使其適用于各種新的和苛刻的用例。
m:m連接可確保成功進(jìn)行通信,即使多個節(jié)點發(fā)生故障或暫時或永久退出服務(wù)也是如此。換種說法:BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)可以擴展到很遠(yuǎn)而沒有任何單點故障。
網(wǎng)格節(jié)點類型:
可擴展拓?fù)涫笲LE Mesh網(wǎng)絡(luò)理論上最多支持32,767個節(jié)點,這個數(shù)目對實際應(yīng)用沒有實際限制。該標(biāo)準(zhǔn)定義了四種類型的節(jié)點,并且可以將任何單個節(jié)點配置為支持多種類型:
中繼節(jié)點重新傳輸或中繼接收到的消息,以在整個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中傳播它們。僅當(dāng)消息的生存時間(TTL)值大于零時,才會中繼消息。除低功耗節(jié)點外,所有BLE Mesh設(shè)備均應(yīng)支持此功能。
低功耗節(jié)點(LPN)主要用于電池供電的低占空比傳感器。為了最大程度地降低功耗,通常會為LPN分配一個伴隨的“朋友節(jié)點”,以充當(dāng)消息的中介。
朋友節(jié)點代表其分配的LPN接收消息,并將消息存儲在隊列中以備以后傳遞。每個LPN都會定期“喚醒”并輪詢其Friend Node以接收可能在其隊列中的任何新消息。
代理節(jié)點在BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)中的面向連接的通用屬性(GATT)承載和廣告承載之間中繼消息。此功能使支持BLE(但不支持BLE Mesh堆棧)的設(shè)備能夠與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信,而無需專用網(wǎng)關(guān)或其他特殊規(guī)定。
網(wǎng)格節(jié)點元素:
每個節(jié)點都必須具有定義其基本功能的主要標(biāo)識元素。它們還可以可選地具有一個或多個輔助元素以定義其他功能。例如,開關(guān)(主要元件)也可能具有占用傳感器作為次要元件?;蛘?,占用傳感器(主要元素)也可能具有照明級別傳感器作為次要元素。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)地址:
BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)中有四種類型的地址,所有這些地址都是在安全設(shè)置過程中分配的。請注意,地址已分配給元素,這意味著具有多個元素的節(jié)點將具有多個地址。
單播地址唯一地標(biāo)識每個單獨的元素,以實現(xiàn)點對點通信。
組地址代表啟用多播通信的多個元素。藍(lán)牙SIG定義了四個固定組地址:全代理,全友,全中繼和全節(jié)點。
虛擬地址創(chuàng)建元素或節(jié)點的虛擬組,以啟用其他動態(tài)多播通信功能。
未分配的地址標(biāo)識尚未配置其單播,組和/或虛擬地址的元素。
網(wǎng)格節(jié)點模型:
BLE Mesh節(jié)點采用三種不同類型的模型之一:客戶端,服務(wù)器或控制。這些模型由節(jié)點的一個或多個基本功能決定,因為可以在單個節(jié)點中實現(xiàn)多個模型。
服務(wù)器模型包含并公開元素的狀態(tài);例如,照明器打開或關(guān)閉或處于某個中間亮度水平。
客戶端模型通過發(fā)送和接收消息與服務(wù)器模型進(jìn)行交互。例如,當(dāng)使用開關(guān)關(guān)閉或調(diào)暗燈具時。
控制模型在單個節(jié)點中結(jié)合了客戶端和服務(wù)器模型,并且通常包括控制邏輯(即規(guī)則和行為)。例如,具有環(huán)境光傳感器的室外照明器可以被配置為在黃昏時打開并且在黎明時關(guān)閉并且可以打開和關(guān)閉室內(nèi)入口照明器。