什么是BLE Mesh？蓝牙mesh组网原理是怎样的？

在2017年夏天，蓝牙低功耗网状网络正式投入了使用。网状网络是低功耗蓝牙的创新。由于其他无线协议，如Zigbee，将Mesh技术作为主要功能并得到市场验证，蓝牙低功耗（BLE）采用了Mesh网络，以加强其在无线技术中的主导地位。

为低功耗蓝牙 （LE） 创建了一种新颖的网状网络架构。它使在多对多（m：m）的基础上进行通信成为可能。它旨在应用于广泛的节点网络的开发。

图 1

Mesh系统架构

mesh架构堆栈的底层称为蓝牙LE。实际上，蓝牙LE堆栈作为一个整体，对于提供网状架构所依赖的核心无线通信功能是必要的，而不仅仅是网状架构的一层。不言而喻，网状网络取决于可用的蓝牙LE堆栈。

图 2

东胜蓝牙Mesh网关推荐

图 3

特征设备和节点

节点是作为网状网络成员的小工具，而“未预配设备”是不是小工具的小工具。“预配”是将未预配的设备转换为节点的过程。考虑购买支持网状网络的全新蓝牙灯，将其带回家并进行配置。

它需要在加入网状网络之前进行配置，并由您当前的蓝牙灯开关和调光器进行管理。网关或智能手机通常用作预配器设备。预配是一个安全的过程，它使预配程序设备知道未预配的设备。其中一个密钥是网络密钥，也称为 NetKey。下面的安全性部分提供了有关网状网络安全性的更多信息。

网状网络中的每个节点都至少有一个NetKey，通过拥有此密钥，设备被视为节点和相应网络的成员。在将节点视为关键的初始步骤之前，必须满足更多要求。在本文的后续部分中，我们将更详细地介绍预配过程。

原理

某些节点包含多个组成元素，每个元素都可以独立管理。这些组件在蓝牙网状网络术语中称为元素。

全栈

与其他低功耗无线网状网络技术相比，蓝牙网状网络是一种全栈解决方案，定义了从低级物理无线电层到高级应用层的所有内容。这种全栈策略可实现更快、更无缝的技术进步，更轻松的产品开发以及更高水平的产品互操作性。蓝牙网状网络完全控制其命运。

图 3

PUB/SUB地址

大多数其他无线网状通信解决方案采用单个设备寻址，最适合大多数单播流量的有线网络。但是，在具有大量组播流量的无线网络（例如照明控制系统）中，可能会导致严重的规模和性能问题。除了单个设备寻址外，蓝牙网状网络还包括用于组播流量的唯一发布/订阅（发布/订阅）寻址方案。

在PUB/SUB中，电灯开关等设备将其消息发布到群组地址，例如会议室。该组包括应接收该消息的所有设备，例如会议室灯。PUB/SUB策略可显著减少网络上的消息传递流量，从而实现更大的网络大小和性能。

图 4

分散控制

蓝牙网状网络已经完全拥抱了智能边缘。基于蓝牙网状网络的控制系统不需要集中式控制器，因为智能会传播到所有终端设备。在蓝牙网状网络照明控制系统的情况下。

例如，开关和传感器不与控制灯光的集中式控制器交互，而是与灯光本身进行交互。这种分散式控制设计使系统能够显著提高规模、可靠性和性能，同时降低成本。

管理中继

当源节点和目标节点不在彼此的直接范围内时，消息必须由网络中的其他节点中继。在无线网络中，尤其是具有多播流量的无线网络中，模拟有线网络中使用的历史路由算法可能会导致严重的可靠性、规模和性能问题。

为了解决这个问题，蓝牙网状网络使用托管的洪水消息中继机制，该机制非常适合无线网络，允许它们扩展到数千个节点，同时保持出色的性能和可靠性。

东胜在BLE mesh上的应用

目前，在智能农业和智能照明行业，通过东胜网关和BLE网格模块，实施了成熟的网格解决方案。关于智能农业行业，东胜推出了一款名为“家居辅助种植照明解决方案”的方案。它包括一个BLE网状网关和其他基于BLE网状网络的终端设备，如温度和湿度传感器、光和智能插头。由于所有设备都是整个网状网络的一部分，客户可以轻松监控植物的生长并调整环境状态，例如照明强度或环境温度。

图 5

蓝牙mesh智能灯控解决方案‍

该BLE网格解决方案包含两个关键部件，即Dusun网关和各种终端BLE网格设备。BLE Mesh解决方案的主要网关系列是DSGW-210。DSGW-210是一款具有BLE Mesh协议和边缘计算功能的物联网网关。它为各种无线物联网设备提供可靠的连接。网关的模块化架构允许自定义许多网关功能，提供满足您确切需求的现成解决方案。

图 6

每个端点 BLE 网格设备的核心部分是DSM-055网格模块。它具有针对线路供电的低功耗蓝牙和蓝牙网状网络应用（包括连接照明、智能插头、网关和语音助手）而优化的 2.4 GHz 无线 SOC。80 MHz ARM® Cortex-M33®（EFR32BG21A010F768IM32-B）内核提供了大量的处理能力，而集成的安全子系统提供了领先的安全功能，大大降低了物联网安全漏洞和知识产权受损的风险。

至于照明解决方案，我们提供一种名为“Ble Mesh照明控制解决方案”的解决方案。它包含一套完整的照明组件，包括驱动器、开关、传感器和灯控制器。以东胜蓝牙Mesh网关为核心，用户可以构建简单到复杂的智能照明产品，并灵活选择所需的功能来满足客户的要求。

该解决方案的核心硬件是DSGW-030。它是用于智能家居，智能安防行业和养老服务的网关产品。它是一个支持多种无线协议的中央设备，包括WiFi和zigbee3.0，BLE和Z-WAVE。

图 7

BLE Mesh开源插件

东胜为BLE网格应用程序开发了一个开源的家庭助手插件。它支持东胜的网关硬件平台。DSGW-210配备了RK3328芯片和 Linux Debian 操作系统。Python用于创建附加组件，该附加组件使用ZeroMQ与BLE网格堆栈进行通信。

图 8

最重要的是，它是一个开源的附加组件，您可以进一步开发以满足您的特定要求。如果您需要开源代码，请通过电子邮件或我们的东胜物联官方网站与我们联系。

图 9

优势和价值

从性能角度来看，我们的产品专为专业照明应用而设计，具有企业级可靠性、可扩展性和安全性。该解决方案通过在需要时提供适量的光量并在适当时通过计划、命令或传感器触发器减少照明负荷，从而为照明系统添加控件，从而降低能源成本。DUSUN的开放标准BLE Mesh API允许客户的系统快速访问BLE Mesh照明控制组件。

关于适用性，DUSUN的解决方案已通过蓝牙SIG认证，客户的组件可与其他供应商的合格蓝牙网状网络设备配合使用。此外，它可以与第三方照明控制APP和应用程序接口，允许将照明控制集成到客户所需的任何控制系统中。这些举措节省了寻找兼容设备的麻烦的时间和金钱。

该解决方案的亮点是我们可以提供的BLE网格模块。用户可以轻松地在其非无线终端设备上实现此模块，以使其加入网状网络。因此，基于这种“网关和网格模块”计划，用户可以轻松地将BLE网格技术集成到任何行业中。更重要的是，该模块的14mm * 20mm尺寸有助于整个解决方案的便携性。

客户可以自行选择模块固件，根据所需的业务逻辑，结合API和SDK进行二次开发。对于客户，使用最低的成本并获得最适合其业务的解决方案。