作者：藍牙技術聯盟EMEA開發關系經理 Martin Woolley
藍牙mesh網絡讓您在無線設備之間得以建立多對多的通信關系，并且可以讓設備將數據中繼到自身無線電傳輸范圍以外的其他設備。通過這種方式，藍牙mesh網絡能夠跨越廣泛的物理區域，支持數十、數百、乃至數千臺設備。 mesh開發的目的 mesh拓撲提供了最佳的平臺，能夠滿足從建筑自動化到傳感器網絡等商業和工業應用領域日益普遍的通信需求。因此，藍牙mesh致力于提供： • 大面積覆蓋 • 直接的互通性 • 設備監控 • 低功耗 • 效率及可拓展性方面的優化 • 與智能手機、平板電腦和PC的兼容性 • 行業標準、政府級的安全性 針對解決工業物聯網需要解決的挑戰，其他支持mesh拓撲的低功耗無線技術并非最優選擇。數據傳輸速率低、跳數有限、可擴展性的限制、以及缺少移動設備支持等因素都阻礙了新物聯網解決方案的發展�；诘凸乃{牙（Bluetooth LE）堆棧創建的行業標準mesh技術使我們能夠滿足這些要求，且不受相關限制和約束。 消息導向的通信 藍牙mesh網絡使用發布/訂閱消息系統，讓設備能夠將消息發送到設備組，例如“工廠照明 ”。當設備向一組地址發布消息時，訂閱該地址的所有其他設備都會收到該消息的副本，對其進行處理并作出回應。 可以想象一下，某工廠里安裝了一套戶外照明系統。每臺照明燈都配置為訂閱“工廠照明”消息。當藍牙mesh照明開關向“工廠照明”地址發送“開啟（ON）”消息時，工廠內所有照明燈都會接收到“開啟（ON）”這一消息，并通過開啟照明以做出回應。
中繼 藍牙mesh網絡讓設備能夠在廣范圍內相互通信，也因此成為了商場、機場或辦公樓的理想選擇。這些設施中的墻壁和其他物理屏障可能會妨礙設備間的直接無線電通信。為解決這一問題，藍牙mesh網絡讓您能夠將一些設備指定為“中繼設備”。 中繼設備會對接收到的消息進行重新傳輸，將其發送至原始消息發布設備的無線電范圍以外的設備。一則消息可被多次中繼，最多可達127跳。 管理型網絡泛洪 在藍牙mesh網絡中，消息并非沿特定路徑傳輸，而是傳輸范圍內的所有設備都會收到消息。那些充當中繼的設備會將消息轉發給其傳輸范圍內的所有其他設備。 采用網絡泛洪方式，不需要任何設備作為中央路由器。采用中央路由器時，如果它發生故障，就可能導致整個網絡無法運行。特定通信線路出現不可用的情況時，也可能對網絡造成災難性的影響，這都可以通過泛洪的方式來避免。泛洪方式讓消息能夠通過多條路徑得以傳輸，從而形成更加可靠的網絡。 優化能源使用 藍牙mesh網絡包括若干能夠優化單一設備和整體網絡能源使用的措施。 所有數據包可能都會限制消息中繼時的跳數。每隔一段時間發送的一次TTL (Time to Live) ，讓網絡能夠了解其拓撲結構以及每臺設備的跳數，這樣即可避免不必要的消息中繼。同時，每臺設備還包含一個消息緩存，因而可以確認之前是否已看到過該消息，丟棄冗余并避免不必要的消息處理。 另外，功率受限的設備（例如電池供電的傳感器）可被指定為低功耗節點。低功耗節點與指定為好友節點的一臺或多臺設備協同工作。好友節點作為低功耗節點的代表，不但可存儲消息，而且能當低功耗節點需要時才將消息傳送給它。這種與好友的協同工作的方式能夠讓低功耗節點以對于設備來說合理的任何頻率來規劃無線電使用，接收消息，并且可以是相對于一直收聽消息的情況下要低得多的頻率。
安全性 安全性是藍牙mesh網絡設計的核心，其使用是強制性的。每個數據包都經過加密和驗證。通過正確使用序列號可防止中繼攻擊。在重要的程序中，可通過使用非對稱性密碼來保護網絡免受中間人攻擊（Man-in-the-Middle Attack）。而針對使用丟棄設備的垃圾桶攻擊(Trash Can Attack)，可通過定期安全密鑰刷新來進行管理。 安全分級考量（Separation of Concerns）是藍牙mesh網絡安全中體現出來的一個重要原則。網絡的安全性與照明、供暖或物理建筑安全等個人應用的安全性彼此獨立。不同的安全密鑰會分別用于保護網絡層操作（例如中繼）或應用特定的消息內容。例如，燈泡可訪問由照明燈開關傳輸的數據，因為它們具有相同的應用程序密鑰。相同的燈泡可將來自訪問令牌的消息中繼到前門的鎖中，但是無法查看這些消息的應用層內容。 藍牙mesh網絡的未來 藍牙mesh網絡是一種高效且用途明確的拓撲結構，它的出現旨在滿足物聯網的苛刻要求。因此，我們希望看到它能夠被廣泛應用于各行業領域，尤其是商業照明，它是藍牙mesh非常振奮人心的應用之一，這種應用能夠讓您將照明打造為其它建筑服務的無線平臺，例如資產跟蹤和定位功能。 |
