蓝牙mesh技术概览《mesh technology overview》中文版.pdf-资料库

源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 简介： Mesh 是一种新的网络拓扑选项，可用于 2017 年夏天采用的蓝牙低功耗技术（BLE，Bluetooth®LowEnergy）。它代表了一项重大进步，使蓝牙成为各种新领域和用应用场景中的主导低功耗无线通信技术，包括在智能建筑和工业物联网中。

源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 1.0 简介蓝牙自 2000 年首次发布以来一直在积极发展，当时它最初的目的是作为电缆替代技术，但很快就成为了无线音频产品和计算机外围设备的主导者，如无线鼠标和键盘。 2010 年，蓝牙低功耗技术提供了随之而来的另一个重大进步。它的影响是巨大的，并且被广泛认可，尤其是智能手机和平板电脑，以及健康和健身，智能家居和可穿戴设备类别。基于网状网络拓扑的无线通信系统已经证明自己提供了一种有效的方法来提供大面积覆盖，扩展范围和提供弹性。然而，到目前为止，它们一直基于利基技术，与消费者拥有或在企业中使用的大多数计算机、智能手机和配件设备不兼容。 120 个蓝牙 SIG 会员公司参与了为蓝牙带来 mesh 网络支撑所需的工作。这比通常的情况要多得多，并且代表了对蓝牙 mesh 网络能力的全球行业标准的需求。对蓝牙 mesh 网络支持的增长代表了一种类型的变化，其规模如此之大，以至于它被认为是蓝牙技术的范式转变。

源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 2.0 掌控一切智能楼宇真正实现智能化想象一下，您在一个黑暗的冬天的早晨到达车里的办公室。安全系统允许您进入并自动为您分配停车位，停车位上方的排号亮起，因此您可以轻松驾驶；停车场分配系统自动更新以提示该空间现在已被占用。进入建筑物后，占用传感器会记录您的到来，并通过可穿戴技术识别您的身份；您乘电梯到二楼并离开；像往常一样，您是第一个到达的人。当电梯门打开时，从电梯到办公室和厨房的灯都会亮起来——咖啡在您的公司被认为具有战略意义！其他区域则继续保持黑暗以节省电力。您走到您的办公室，进入并关上你身后的门。LED 筒灯和台灯已经打开，并且亮度已经处于您喜欢的水平。您注意到温度比主办公室空间温暖，这种温度设定也反映了您的个人偏好。当您靠近您的计算机，您的账户会自动登录。您的一天开始很顺利，建筑环境会响应您的需求，考虑您的偏好。很明显，这样的系统的使用效率很高。那么，是什么让这成为可能的？几个月前，您的公司部署了蓝牙 mesh 网络，从网状照明系统开始。后来 mesh 被添加到位置传感器、环境传感器、无线加热控制系统和基于 mesh 的停车场管理系统。公司因此得以节省电力和供暖费用，工作环境变得个性化，也提高了个人工作效率。蓝牙 mesh 网络使得控制楼宇服务，与其无线交互以及自动化改造其行为变得更加容易和便宜，甚至使得您会怀疑，过去在没有这种先进的楼宇技术时您是如何生活的！

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源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 作为 mesh 网络一部分的设备称为“节点（nodes）”，不属于网络组成部分的则称为“未配置的设备（provisioned devices）”。将未配置的设备转换为节点的过程称为“配置（provisioning）”。考虑购买带有 mesh 功能的新蓝牙灯，将其带回家并进行设置的情况：为了使其成为 mesh 网络的一部分，以便可以通过现有的蓝牙灯开关和调光器进行控制，您需要对其进行配置。配置是一种安全的过程，其导致未配置的设备拥有一系列加密密钥并且为供应商设备所知悉，通常是平板电脑或智能手机。其中一个密钥称为网络密钥，或简称 NetKey。您可以在下面的安全性部分中阅读有关蓝牙 mesh 网络安全性的更多信息。蓝牙 mesh 网络中的所有节点都拥有至少一个 NetKey，拥有该密钥使得设备成为相应网络的成员，并且因此而成为节点。在节点变得有用之前还必须满足其他的一些要求，但通过配置过程安全地获取 NetKey 是基本的第一步。我们将在本文的后续部分中更详细地介绍配置过程。元件一些节点具有多个组成部分，每个部分可以被独立控制。在蓝牙 mesh 术语中，这些部分称为元件(elements)。图 3 示例了一种 LED 照明产品，如果将其添加到蓝牙 mesh 网络，将形成具有三个元件的单个节点，每个元件对应于每个单独的 LED 灯。图 3 包含 3 个元件的灯节点

源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 消息当节点需要查询其他节点的状态或需要以某种方式控制其他节点时，它会发送一个对应类型的消息；如果节点需要将其状态报告给其他节点，也会发送消息。网状网络中的所有通信都是“面向消息的”，并且定义了许多消息类型，每种消息类型都有自己唯一的操作码。消息分为两类：需要确认的消息和不需确认的消息。需确认的消息需要来自接收这些消息的节点的响应。响应有两个目的：它确认收到了与之相关的消息，并将与消息接收者有关的数据返回给消息发送者。如果消息未收到预期的响应，则确认消息的发送方可以重新发送消息，因此，确认的消息必须是幂等（译注：一个幂等操作的特点是其任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同）的。这意味着多次到达节点的给定确认消息的效果将与仅接收一次的相同。不需确认的消息不需要回复响应。地址消息必须是发自一个地址并发送到一个地址。蓝牙 mesh 定义了三种类型的地址。单播地址唯一地区分一个单独的元件，它在配置过程中被分配给设备。组播地址是一种表示一个或多个元件的多播地址。组播地址由蓝牙 SIG 组织定义，称为 SIG 固定组地址，或是被动态分配分配的地址。4 种 SIG 固定组地址已被定义，它们被命名为 All-proxies，All-friends，All-relay 和 All-nodes 地址。术语代理（proxies）、朋友(friends)和中继(relay)将在本文后面解释。

源文件版权归 SIG 所有美的集团 IOT 公司谢建军译校源自规范文档《Mesh Technology Overview》译文版权译者保留，除参考使用外请勿作他用转载注明出处，请勿侵犯版权！更多 mesh 资料中译版电联：jun_cd@foxmail.com 预期用户会通过配置应用程序建立动态组地址，并且它们通过它们反映建筑物的物理配置，例如定义对应于建筑物中的每个房间的组地址。虚拟地址是可以分配给一个或多个元件的地址，涉及一个或多个节点，它采用 128 位 UUID 值的形式，任何元件都可以与之关联，就像标签一样。虚拟地址可能会在制造时预先配置，并用于类似允许轻松寻址此制造商生产的所有会议室投影仪的场景。发布/订阅发送消息的行为称为发布。节点被配置为选择发送到特定地址以进行处理的消息，这称为订阅。通常，消息被发送到组地址或虚拟地址。组和虚拟地址名称将易于理解最终用户的意图，使其易于使用且直观。图 4 发布/订阅在上面的图 4 中，我们可以看到节点“Switch 1”将发布到组地址 Kitchen。节点 Light 1，Light 2 和 Light 3 各自订阅了 Kitchen 地址，因此会接收和处理发布到该地址的消息。换句话说，可以使用开关 1 打开或关闭 Light 1，Light 2 和 Light 3。

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