蓝牙mesh

作者：Szymon Slupik——Silvair联合创始人兼CTO、蓝牙技术联盟 - 蓝牙Mesh工作组主席

关于蓝牙mesh的常见误解

您可能很难相信，无线控制系统现已具备有线控制系统的可靠性。

尽管如此，人们对于蓝牙mesh标准的当前状态及其功能仍存在很多误解，可能因为蓝牙技术多种多样，而蓝牙mesh只是其中之一。此外，照明行业在进军物联网的这十年来经历了很多失败，他们发现照明控制环节比预想得更加困难，而科技行业花了数年时间才设计出能够满足专业照明需求的解决方案。

经过如此长时间的等待后，一部分人可能已很难相信无线控制系统如今已可以达到接近有线控制系统的可靠性。而了解蓝牙mesh现状的最好办法是明白它的实际运作情况，这也是我给所有照明设计师的建议。同时，我们还要消除有关这一全球标准的一些常见误解。

在本系列的前几篇文章中，我们讨论了什么是蓝牙Mesh（第1部分）、Mesh工作方式（第2部分）以及如何保障Mesh网络的隐私与安全（第3部分）。蓝牙Mesh的各项功能使其成为一种具有互操作性的安全低功耗网络。

不可否认，这些特性使蓝牙Mesh方案的实现略显复杂。如果让系统设计人员从头处理所有这些复杂问题，那么推出一款产品需要耗费数百人年的工作量。除此之外，物联网应用类型极为丰富多样，针对每种应用需要不同的外设功能与CPU处理能力，例如，如果您在设计智能家居产品，有些可能采用电池供电，有些采用交流电源供电，有些需要处理模拟信号，有些需要强大的处理能力和大量数字外设接口。

在本系列文章的第一篇和第二篇，我们讨论了蓝牙Mesh的架构及如何通过蓝牙Mesh网络收发消息，这一篇文章主要讨论Mesh网络的隐私与安全。

在当今这个互联互通的世界中，保障信息安全是每个无线系统设计的关键环节。因此，为物联网应用而生的蓝牙Mesh技术，在功能可靠的基础上，还应保障信息安全。蓝牙技术联盟(SIG)强制要求蓝牙Mesh设备使用安全加密功能。但对于传统蓝牙以及低功耗蓝牙点对点连接方式，信息加密功能属于可选项。Mesh网络安全功能包含设备授权入网、Mesh网络数据加密交互等，这也是Mesh网络最重要的特性之一。

蓝牙Mesh协议在多个层面上保护本网络免遭各类可能的威胁，例如：

本系列讲座的第一篇概述了蓝牙Mesh及其支持的基本节点和特性类型。本篇讲解蓝牙Mesh网络的通信原理以及在使用蓝牙Mesh开展设计时应掌握的各种重要概念。

节点间通信

蓝牙Mesh使用海量消息并发传输模式在节点间传输消息。海量并发模式是一种多路径消息传递实现方案，有足够冗余来确保消息顺利抵达目的地。

在Mesh海量消息并发传送实现方案中，每个节点会转发所收到的每一条消息，节点将所有接受的消息添加到缓存列表中，避免Mesh设备重复转发之前接收到的消息。当节点接收到消息时，将和已有消息列表进行比对，如果消息已经在列表中存在，则忽略转发该消息。此外，每条消息都包含生存时间（TTL）值，该值限制一条消息能够在网络中转发的次数。每次消息被任何设备接收然后转发（最多126次），生存时间值就减1。

低功耗蓝牙（BLE）技术是物联网领域的主导者。智能家居、远程医疗和资产跟踪等应用都显著受益于BLE的低功耗功能。然而，设备间的BLE通信一直局限于一对一或一对多。此外，因为通信距离有限，特别是在家居环境等复杂环境中，设备间可能有多面墙壁阻隔，BLE实施难上加难。这些因素导致无法从一个统一的位置控制整个家居环境。

在节点需要从多台设备接收消息并向多台设备发送消息时，就需要多对多通信。例如需要由多部手机控制一组四个灯泡的应用场景。此外，它们还需要接收调光器和/或占用感应器发出的设置消息。这就需要多对多通信。

为了让BLE在智能家居、智能建筑和智能城市等应用场景中，发挥最大功效，开发人员不仅需要实现多对多通信，还要开发出既能扩大通信距离，又能支持部分设备使用小型电池运行的先进技术。BLE Mesh (蓝牙Mesh) 能解决这些问题。