藍(lán)牙Mesh的四大節(jié)點(diǎn)是如何工作的？

接觸過(guò)藍(lán)牙Mesh技術(shù)的工程師都清楚：藍(lán)牙Mesh技術(shù)具備開(kāi)放、低成本、高性能等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中很好的彌補(bǔ)了低功耗藍(lán)牙無(wú)法組網(wǎng)的尷尬局面，對(duì)Mesh網(wǎng)絡(luò)的支持使低功耗藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)入更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，增強(qiáng)了其在樓宇自動(dòng)化應(yīng)用方面的可適宜性。

借助藍(lán)牙Mesh，我們能夠創(chuàng)建大型網(wǎng)絡(luò)并支持成千上萬(wàn)的設(shè)備之間進(jìn)行安全、可靠的通信。藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點(diǎn)（Node）、元素（Element）、模型（Model）和狀態(tài)（State），本篇SKYLAB君將為大家詳細(xì)介紹藍(lán)牙Mesh的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)（Node）是已經(jīng)啟動(dòng)配置（Provision）并成為Mesh網(wǎng)絡(luò)中一員的設(shè)備。

藍(lán)牙Mesh規(guī)范詳細(xì)描述了四種“節(jié)點(diǎn)”，分別是“中繼節(jié)點(diǎn)”、“低功耗節(jié)點(diǎn)”、“好友節(jié)點(diǎn)”和“代理節(jié)點(diǎn)”。

中繼（Relay）節(jié)點(diǎn)：通過(guò)廣播承載層接收并重新發(fā)送mesh消息、以構(gòu)建更大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的能力。

代理（Proxy）節(jié)點(diǎn)：在GATT和廣播承載層之間接收并重新發(fā)送mesh消息的能力。

低功耗（Low-Power）節(jié)點(diǎn)：能夠以明顯較低的接收端占空比在mesh網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。通過(guò)將無(wú)線電接收器啟用時(shí)間最小化可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)功耗的降低，只有在絕對(duì)必要時(shí)才啟動(dòng)接收器。低功耗節(jié)點(diǎn)（LPN）通過(guò)與好友（friend）節(jié)點(diǎn)建立友誼（friendship）關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

好友（Friend）節(jié)點(diǎn)：通過(guò)存儲(chǔ)發(fā)往LPN的消息，僅在LPN明確發(fā)出請(qǐng)求時(shí)才進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)幫助LPN運(yùn)行的能力。

中繼節(jié)點(diǎn)能夠重新發(fā)送所接收到的數(shù)據(jù)包，并且通過(guò)這個(gè)機(jī)制，使數(shù)據(jù)包可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上快速傳播。中繼機(jī)制的缺點(diǎn)是耗電量增加，這是由于它依賴于保持“醒著的”節(jié)點(diǎn)。雖然在mesh網(wǎng)絡(luò)配置中低功耗藍(lán)牙的功耗遠(yuǎn)低于其他競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，但這樣的運(yùn)作模式單單依靠電池供電是無(wú)法持久的。對(duì)于智能照明等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這并不是缺點(diǎn)，因?yàn)闊艟咄ㄟ^(guò)接入主干供電系統(tǒng)為LED供電，但這對(duì)于加入網(wǎng)絡(luò)中的其它非主干系統(tǒng)供電設(shè)備，比如設(shè)備開(kāi)關(guān)，則可能不適用。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)引入了“低功耗節(jié)點(diǎn)”(LPN)，可以使用電池或能源采集來(lái)供電。LPN與“好友節(jié)點(diǎn)”協(xié)同工作，好友節(jié)點(diǎn)通常是由主干系統(tǒng)供電，因而能夠永遠(yuǎn)保持喚醒狀態(tài)；這些設(shè)備會(huì)緩存發(fā)往LPN的信息。LPN根據(jù)預(yù)先設(shè)定的進(jìn)程表切換至“接收”模式，接收緩存的信息，根據(jù)指令進(jìn)行操作，然后快速度返回省電的“睡眠”狀態(tài)。

“代理節(jié)點(diǎn)”允許支持低功耗藍(lán)牙但不支持藍(lán)牙m(xù)esh的設(shè)備 (例如現(xiàn)在的智能手機(jī))連接至藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)節(jié)點(diǎn)和代理設(shè)備的通用屬性配置文件(GATT) 接口實(shí)現(xiàn)交互。

藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)方案

藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)是用于建立多對(duì)多（many：many）設(shè)備通信的低能耗藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy，也稱為Bluetooth LE）新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。它允許您創(chuàng)建基于多個(gè)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可以包含數(shù)十臺(tái)，數(shù)百甚至數(shù)千臺(tái)藍(lán)牙Mesh設(shè)備，這些設(shè)備之間可以相互進(jìn)行信息的傳遞，無(wú)疑這樣一種應(yīng)用形態(tài)為樓宇自動(dòng)化，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，資產(chǎn)跟蹤和其他解決方案提供了理想的選擇。有了藍(lán)牙Mesh，智能家居便涌現(xiàn)出很多新的應(yīng)用可能性。

藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)方案說(shuō)明：藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)的BLE藍(lán)牙模塊——SKB369。有了藍(lán)牙Mesh之后，只需用一臺(tái)控制設(shè)備，就可以同時(shí)、輕松、高效地控制智能家居系統(tǒng)內(nèi)的所有功能。藍(lán)牙Mesh的強(qiáng)大架構(gòu)還可以進(jìn)行擴(kuò)展，滿足辦公室、工廠、工業(yè)環(huán)境甚至城市的需求，將數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，而不會(huì)產(chǎn)生故障。