0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一文看懂BLE Mesh

jf_pJlTbmA9 来源:内容由半导体行业观察 作者:内容由半导体行业 2023-12-06 16:24 次阅读

本文转载自:来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自allabourcircuit

物联网 (IoT) 无线连接的背景下,网状网络功能已成为蓝牙标准中备受期待的补充。主要是因为此功能可以扩展蓝牙网络的覆盖范围以及使用案例。

蓝牙特别兴趣小组 (SIG)于 2017年推出了蓝牙网状网络。现在有了网状网选项,蓝牙看起来将能够与其他支持网状网络的标准竞争,例如 ZigBee 和 Thread

BLE网状网络

在之前的文章中,我们讨论了网状网络可以为数据包提供多条路径,并使网络与星形拓扑相比更具弹性。

由于网格中的节点可以充当中继器,因此网络的范围可以扩展到单个无线电的范围之外。由于这些优势,为物联网应用设计的无线通信协议在其标准中包含了网状网络功能,以通过多跳操作在地理上扩展网络。

例如,Zigbee的网络层从一开始就着眼于网状拓扑要求,尽管 Zigbee 也支持星型配置。

BLE(低功耗蓝牙)现在是物联网应用的常见选项,于 2017 年开始支持网状网络。图 1 中可以看到一个高级示例。

wKgZomVdkdqASFjHAAEkMgTr3ko576.png

图 1. BLE 网状网络示例

与 Zigbee 和 Thread 不同,BLE 是网状网络竞争的后来者。这应该不足为奇,因为蓝牙的原始版本被设计为短距离通信的电缆替代品,而不是物联网应用的传感器密集环境的连接解决方案。

事实上,蓝牙的原始版本,现在通常被称为经典蓝牙,以区别于 BLE,旨在取代 RS-232 电缆。后来,由于使用耳机的免提电话和音乐流应用程序等用例,它引起了越来越多的关注。

网状选项扩展了覆盖范围,并支持在物联网应用中部署 BLE,例如家庭自动化,在这些应用中,通常需要在由几堵墙隔开的设备之间进行通信。

扩展 BLE 应用范围

除了扩展网络的覆盖范围外,网状网络功能还通过启用多对多通信来促进某些物联网应用的实施。BLE 的非网格版本仅支持一对一和一对多通信,如图 2 所示。

wKgZomVdkdyAUVbUAAD6Gi5dgYA652.png

图 2. 一对一和一对多通信的高级表示

一对一通信的一个熟悉示例是无线音频流,其中两个设备相互连接。BLE 信标在一对多拓扑中运行(如图 3 所示),我们将在后面的文章中深入探讨如何建立通信。

wKgaomVdkd2APZQhAADepFTMd-w750.png

图 3.多对多通信促进了许多物联网应用

一般来说,信标是小型无线设备,可以重复传输附近的 BLE 接收器可以接收到的恒定信号。信标可用于为客户提供有关零售中不同产品的有用信息。例如,可以在购物中心部署 BLE 信标,向客户宣传折扣。可以在大型建筑物内定位用户的室内定位系统是信标的另一个常见应用。

除了一对一和一对多通信外,许多物联网应用还需要多对多通信。例如,考虑需要使用多部手机控制多个灯泡的家庭自动化用例。灯泡还应响应来自调光器和/或占用传感器的命令。这需要多对多通信,这些通信本质上是由网状拓扑提供的。

Mesh 能力扩展了 BLE 的用例,并允许将其用于具有完全不同形式的应用程序中。智能家居/办公室和工业控制是一些需要多对多通信的常见应用。

我们需要新的 Mesh 协议吗?

有人可能会问:如果 Zigbee 和 Thread 等协议已经支持网状拓扑,为什么我们需要一种新的支持网状连接的解决方案?

所有这三种协议都支持网状网络的许多基本特性。例如,它们都包括自我修复的能力,这意味着如果一个节点被禁用或删除,网络会自动重新配置以进行自我修复。

但是,这些协议之间存在重大差异。例如,蓝牙网状网络使用一种称为管理泛洪的威廉希尔官方网站 来通过网络路由数据包,其中消息简单地广播到所有附近的节点,而 Zigbee 和 Thread 使用其中的完整路由威廉希尔官方网站 。为从节点 A 到节点 B 的消息选择特定路径。

根据应用要求和条件,此类差异可能会对网络性能产生重大影响。在某些情况下,评估蓝牙网状网络威廉希尔官方网站 的某些方面,例如网络延迟、可靠性、可扩展性等,可能并不简单。有一些研究论文检查了这些特征并描绘了协议性能的混合图景。

我们将在下一篇文章中讨论其中的一些细节。下面将讨论蓝牙网状网络的一些独特优势。

注意:物联网的概念适用于各种各样的应用场景。没有一种连接解决方案可以很好地服务于所有应用程序。根据要求,特定协议可能比其他协议更适合。

蓝牙Mesh的一些独特优势

蓝牙网状网络构建在 BLE 堆栈之上(下图 4),并使用相同的物理层和链路层。

wKgZomVdkd6AJuCtAAFjVrD-rSk499.png

图 4.蓝牙网状网络协议栈

大多数智能手机、平板电脑和笔记本电脑都内置了 BLE 芯片,只需要更新软件即可支持蓝牙网状网络。搭载 BLE 芯片的智能手机可以使用Cypress Semiconductor和Silicon Labs公司提供的移动应用程序来建立蓝牙网状网络并控制网络设备。

任何具有蓝牙 4.0 或更高版本的智能手机都可以监视和控制网状连接节点。由于这种普遍性,蓝牙网状网络的部署可能比其他类似威廉希尔官方网站 更方便。例如,大多数手机和平板电脑没有 ZigBee 芯片,因此,您需要在控制设备和 Zigbee 网络之间增加一个加密狗或网关。

蓝牙网状网络的另一个独特功能是它支持信标。因此,蓝牙网状网络可用于多种用途。例如,使用蓝牙网状网络的照明系统还可以支持资产跟踪和室内定位以及导航等应用。

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 蓝牙
    +关注

    关注

    114

    文章

    5812

    浏览量

    170196
  • 物联网
    +关注

    关注

    2909

    文章

    44578

    浏览量

    372851
  • 低功耗蓝牙
    +关注

    关注

    1

    文章

    227

    浏览量

    21333
  • BLE Mesh
    +关注

    关注

    1

    文章

    8

    浏览量

    10835
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    请问esp BLE mesh可以同时启用Node与Provisioner吗?

    config 文件中选项 \'Support for BLE Mesh Node\' 与 \'Support for BLE Mesh Provisioner\' 并不是互斥选项,似乎
    发表于 06-27 08:03

    求助,为什么ble_mesh_fast_prov_server和ble_mesh_fast_prov_client运行之后没能连接上呢?

    ) FAST_PROV_CLIENT2_DEMO: PB-ADV link close, reason 0x01 ble_mesh_fast_prov_server的Log(删减掉了些不相关部分) Code
    发表于 06-26 07:32

    ble_mesh_fast_prov_client在配网时不能支持PB-GATT吗?

    ble_mesh_fast_prov_server的make menuconfig中选择了Provisioning support using GATT (PB-GATT) 但是在
    发表于 06-26 06:08

    ble_mesh节点间如何实现以字符串的形式通信?

    1,关于 ESP_BLE_MESH 的部分功能在V6.0版本的SDK中有更新 那么请问如何更新v6.0的SDK 呢? 2,在使用ESP_BLE_MESH的同时,是否可以正常使用BLE蓝牙通信(目前
    发表于 06-25 07:50

    ble mesh通用控制无法及时响应怎么处理?

    [04:30:19:600] <0x1b>[0;32mI (30534) ble_mesh
    发表于 06-25 06:45

    ble mesh vendor发送消息突然出错是怎么回事?

    我之前修改了fastpro 发送自定义消息成功了 现在突然不行了 [0;32mI (4208212) ble_mesh_provisioner: min: 0x0000, max:0x0000[0m
    发表于 06-25 06:35

    个没有mesh协议的ble设备,如何通过gatt协议与mesh网络通信?

    个没有mesh协议的ble设备,如何通过gatt协议与mesh网络通信,代理节点需要调用需要调用那些接口进行转换。mesh网络中的代理节点
    发表于 06-24 07:52

    ble mesh里如何获得rssi的值?

    ble mesh里如何获得rssi的值,有相关的api吗?
    发表于 06-20 08:02

    求助,关于BLE_MESH_wifi_coexist例程配置问题求解

    BLE Mesh Support --> Store BLE Mesh configuration persistently 1. 已在附件中提供sdkconfig文件,不确
    发表于 06-20 07:42

    低功耗BLE Mesh耗电量很大的原因?

    刚接触到ble mesh块,我最初烧录了idf示例项目位于【bluetooth / esp_ble_mesh / ble_mesh_no
    发表于 06-18 08:12

    使用mesh加手机ble与esp32通信时遇到个死机问题怎么解决?

    //--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 请教下大佬我们使用me
    发表于 06-17 06:15

    esp32 WIFi升级时受BLE_Mesh影响严重怎么解决?

    我这边项目使用ESP32 工作在WIFI和BLE mesh 状态,当使用 wifi升级ESP32时,发现受MESH影响很大,如果边上的MESH信号很多,WIFI就会很容易掉线,并且升级
    发表于 06-14 06:11

    基于ESP32S进行BLE MESH开发,基于的是BLE4.2,是否可以提升到BLE5.0?

    1.现在基于ESP32S进行BLE MESH开发,基于的是BLE4.2,是否可以提升到BLE5.0? 2.BLE4.2是否可以接收到
    发表于 06-12 07:49

    使用esp-idf-v5.0.1 example中的esp_ble_mesh例程遇到的疑问求解

    的其他有关BLE Mesh的任何输出(没有看见任何net.c中的输出),请问是什么原因? 还有个问题:onoff_client和onoff_server中的README.md中有介绍:use
    发表于 06-12 07:25

    BLE Mesh的node如何暂时退出配网状态?

    各位大佬好,请教个问题,我们目前在开发的款产品需要实现如下个功能:某些node角色的设备本来是provisioned,并且持久化配置存储选项CONFIG_BLE_MESH_SET
    发表于 06-11 07:44