什麼是藍牙網狀網絡?

藍牙網狀網絡是藍牙特別興趣小組擁有的藍牙技術 (特別興趣小組). 它於七月推出 2017. 一般來說, 它可以定義為允許多對多通訊設備之間進行通信的計算機網絡.

完美設計，可在設備之間實現廣泛的聯網. 根據Bluetooth SIG, 藍牙網狀網絡的創建是為了適當地構建自動化並提供多種物聯網 (物聯網) 解決方案, 數以千計的設備可以有效，安全地進行通信.

它還允許成千上萬個節點在沒有任何連接的情況下在同一網絡內有效地進行通信. 這是在大型網絡中共享信息的可靠方法.

藍牙網狀網如何工作?

藍牙網狀網以一種原理運行; 洪水網絡. 這是節點以某種方式中繼消息的地方, 在不受控制的洪水或有控制的洪水中.

在不受控制的洪水中, 每個節點無條件地向所有鄰居共享相同的消息. 在受控洪水中, 每個節點都扮演著發送或接收消息的角色.

藍牙網格具有消息緩存，可防止傳達類似消息或最近轉發的消息. 上圖顯示了藍牙網狀網絡的運行方式.

藍牙網狀網絡中中繼消息的特徵

1. 中繼的所有消息都必須以如下所示的操作碼開頭;

2. 所有消息都有發送者和接收者地址.
3. 它們都具有必不可少的序列號，因為它們可以保護網絡免受所有攻擊.
4. 他們都有時間生活 (TTL).
5. 它們都使用以下密鑰進行了加密和身份驗證;

• • 網絡密鑰
  • 應用程式金鑰

6. 每封郵件的發送不得超過 384 個字節. 然而, 傳遞的大多數消息是 11 字節長.

藍牙網狀結構可完美地在多個兼容設備組成的網絡中運行，例如;

• 筆記型電腦
• 手機
• 電視機
• 台式機
• 講者
• 耳機
• 其他低功耗設備

BLE Mesh通信協議

藍牙網狀網在通信過程中使用各種協議棧. 核心堆棧分為兩個;

• 主機棧, 它處理高級數據並充當操作系統的一部分.
• 控制器堆棧

然而, 藍牙通信協議最重要的組成部分是 通用訪問配置文件 (差距). 藍牙網狀技術的這一要素管理著所有藍牙設備的掃描和廣播過程.

GAP在控制設備與附近其他設備的連接方式方面也起著重要作用. 藍牙 4.1 和 5.0 使所有設備能夠直接連接和廣播數據到其他設備.

藍牙網狀網絡的優點

儘管已經使用不同的無線技術提供了許多解決方案, 最好的是藍牙網格技術. 與其他無線網絡相比，它具有一些優勢. 繼續閱讀.

1. 它更可靠，因為它提供了供應商的互操作性. 例如, 北歐藍牙網狀技術, 特別是nRF52系列Soc和nRF藍牙網格, 可靠, 因為它們具有從發送者到接收者的多條路徑, 可以正常運行. 此nRF中的藍牙網格堆棧有助於實現藍牙網格配置文件規範.
2. 擴大範圍, 與其他無線技術（例如WI-FI）不同.
3. 它消耗低能量, 尤其是藍牙低能耗網.
4. 它可以在其他現有的藍牙硬件上高效運行, 特別是藍牙 4.0.
5. 比其他無線網絡更安全. 例如, 此技術中的所有消息均經過加密和身份驗證.
6. 安裝快捷簡便.

藍牙網狀網絡的應用

藍牙網狀網絡已在全球廣泛使用. 用於教育領域, 保健中心, 城市, 和其他許多地方, 其他無線網絡變得不可靠的地方.

1. 學校中的藍牙網狀網絡

高校和大學生和員工廣泛使用Bluetooth Mesh. 高中也採用了這項技術.

在教育中心很方便，因為它可以幫助學生和講師下載大型學習文件, 特別是當WI-FI變得不可靠時. 還, 由於藍牙網狀網絡覆蓋了廣泛的互聯網, 保證學生和教職工的安全，因為他們可以在緊急情況下輕鬆獲取信息.

2. 城市中的藍牙網狀網絡

帶藍牙網狀, 現在，城市很容易通過這種連接來連接市民. 通勤者可以輕鬆地在城市中的任何地方查看他們的電子郵件和其他社交網絡. 該技術還增強了城鎮的安全性，因為在緊急情況下通過互聯網進行通訊非常方便快捷.

3. 健康中心中的藍牙網格是s

許多醫院都更喜歡藍牙網狀網絡，而不是傳統的網狀網絡，因為它們既方便又易於安裝. 該領域的互聯網連接至關重要，因為為方便起見，每天都需要更新患者的文件. 還, 醫生可以從場所的筆記本電腦或平板電腦輕鬆跟踪患者和其他同事.

4. 接待領域的藍牙網狀網

藍牙網狀網絡技術已成為全球大多數飯店和酒店中的規則. 方便快捷地在室外和室內安裝. 比有線網絡更有效, 特別是在這些度假勝地的戶外音樂會期間. 與WI-FI相比，它也更便宜.

5. 倉庫中的藍牙網格

大多數現代倉庫都依賴此技術來跟踪所有倉庫物流.

藍牙網狀網絡的安全性

關於物聯網，需要解決的一個主要問題是安全性. 這是一個反復出現的問題，可能會干擾物聯網的好處，如便利性和靈活性. 它應該是第一要務, 特別是在藍牙網狀網絡中.

強制執行藍牙網狀網絡安全性的主要原因是涉及許多設備. 一般來說, 它建立在成千上萬的相互通信的藍牙網狀設備上. 然而, 藍牙低能耗網格中, 安全性是可選的，因為僅涉及單個設備.

藍牙網格安全性基礎

這些安全聲明應適用於所有藍牙網狀網絡設備.

1.加密和認證

藍牙網狀網絡設備之間共享的所有消息都必須經過加密和身份驗證，以增強安全性.

2.關注點分離

藍牙網狀網絡安全性中使用了三種類型的安全密鑰. 他們包括;

• 應用程式鍵, 解決應用程序安全問題.
• 網絡密鑰 (網鍵), 解決網絡安全問題.
• 設備密鑰 (Devkey), 解決設備安全問題.

它們全部用於解決藍牙網狀網絡中的不同安全問題。. 換句話說, 所有安全問題均得到獨立解決.

3.區域隔離

在藍牙網狀網絡中, 網絡有時會分為不同的子網. 在這種情況下, 每個子網都有自己的密鑰，並且只能與具有相同密鑰的子網通信.

4.按鍵刷新

如上所見, 大多數藍牙網狀網絡節點都有特殊的安全密鑰. 但是，如果節點出現故障，則可能需要更換這些密鑰. 在這種情況下, 密鑰刷新過程完成, 並且所有其他節點都獲得了新的安全密鑰.

5.消息混淆

混淆防止跟踪在網絡內發送的消息. 它還可以確保節點安全.

6.重播攻擊防護

重播攻擊是竊聽者捕獲正在傳輸的消息，然後稍後重新傳輸，以使接收者執行不允許入侵者執行的操作. 藍牙網狀網絡安全性有助於防止此類事件.

7.垃圾桶攻擊防護

從網絡中刪除故障節點時, 他們無法再使用其網絡密鑰，因為剩餘的節點將獲得新的密鑰. 這有助於防止垃圾桶攻擊.

8.安全設備配置

向藍牙網狀網絡添加更多節點和設備的過程是安全的.

藍牙網格軟件開發套件

充分利用藍牙網格功能, 您需要藍牙網狀軟件. 藍牙網格開發套件可幫助改善的一些功能包括;

• 到達角度 (協議書)
• 出發角度 (範圍)
• 2M和LE遠程PHY
• 廣告集
• LE數據長度擴展
• LE雙重拓撲
• 掃描事件報告LE安全連接

包含藍牙網狀技術的產品?

市場上的各種產品都在使用這種藍牙技術. 對於具有藍牙網狀網絡潛力的產品, 它必須經過藍牙網狀網認證流程. 這樣可以確保它具有所有藍牙要求.

繼續閱讀所有產品必須經過的藍牙認證流程 藍牙信標.

藍牙資格認證流程

此過程使希望為其產品啟用藍牙功能的公司能夠遵守;

• 藍牙專利和版權許可協議.
• 藍牙商標許可協議.
• 藍牙規格.

符合此流程的條件, 您的產品必須具有所有藍牙設計. 這意味著它們必須具有藍牙網狀配置文件中說明的藍牙網狀規範所需的硬件和軟件。.

合格您的產品, 您需要牢記各種事情;

1.為了使您的創作被視為藍牙產品, 資格認證過程很關鍵.

即使您的供應商的產品已經過鑑定程序, 您的產品還必須經過此過程. 簡而言之, 您不能從供應商那裡繼承資格權利.

還, 如果產品在會員公司的帳戶下而不在供應商的帳戶下，則該產品可以成功完成認證過程.

2.如果要轉售，請檢查產品的合格性.

始終建議檢查您從其他公司轉售的產品是否已完成認證過程. 這個很重要, 特別是如果您將其作為藍牙網狀產品轉售.

3.如果未完成認證過程，請勿銷售您的產品.

尚未通過藍牙增強產品銷售您的商品是非法的. 您只有在資格​​認證過程成功後才能分發它們. 還, 在過程中, 確保您提供與您的產品完全匹配的正確詳細信息.

最新版本的Bluetooth Mesh

物聯網無線通信技術遇到很多問題. 解決這些問題的方法是引入最新版本的Bluetooth Mesh。. 其中一個在全球廣泛使用的版本是 藍牙 5.0 網狀網絡.

藍牙概述 5.0 網

藍牙規範在 2016. 主要是藍牙的改進 4. 其中一些改進使兩個版本有所不同，如下圖所示;

從上表, 很明顯，藍牙 5.0 Mesh具有更多改進的功能，可以幫助解決某些物聯網問題. 這些功能包括;

• 速度提高
• 訊息長度增加
• 消息發送容量增加
• 數據傳輸率提高
• 增加輸出功率
• 射程增加

以上所有功能使藍牙 5 網格比其他版本（如藍牙）更具優勢 4.0. 現在，所有最新的智能設備都支持此版本的藍牙技術.

其他藍牙 5.0 網格特徵

此最新版本的Bluetooth帶來的其他功能包括以下內容;

1.藍牙低功耗耳機

藍牙低能耗設備之間相互通信時耗電更少. 該功能對於電話和耳機等設備非常重要，因為它們依靠電池供電.

儘管在藍牙中引入並啟用了藍牙低功耗 4.0 網, 它沒有藍牙那麼有用 5. 僅適用於小型物聯網設備, 可穿戴的, 和信標. 所以, 耳機和其他大型配件將繼續使用大功率藍牙連接.

現在，隨著藍牙的推出，所有設備都可以通過低功耗藍牙進行通信 5 網. 這樣可以延長這些通信設備的電池壽命.

2.藍牙雙音頻

這僅意味著將多個音頻設備連接到一個信號源. 例如, 您可以將兩個耳機或兩個揚聲器連接到筆記本電腦. 藍牙可以做到這一點 5.0 網.

其他認證的藍牙網狀模型

ESP32藍牙網狀網是此藍牙技術的另一種型號，已通過Bluetooth SIG認證. 它的功能包括;

1. 同時具有藍牙和WI-FI芯片

ESP32具有SPI和SDIO接口，使其能夠提供藍牙和WI-FI功能. 它也可以作為獨立系統運行，並且可以用於各種應用程序.

2. 設計堅固

ESP32在–40°C至+ 125°C溫度範圍內的工業環境中有效運行.

3. 它具有超低功耗

ESP32功耗低，可有效用於物聯網應用和移動設備. 它具有動態功耗模式和功率縮放功能.

4. 高度集成

ESP32內置各種功能，可確保您的應用程序正常運行. 他們包括;

• 篩選器
• 功率放大器
• 天線開關
• 電源管理模塊
• 低噪聲放大器

藍牙模型的未來

藍牙技術的重大發展為創新者提供了新的巨大機會，使其可以嘗試並展示他們的創造力. 藍牙特別興趣小組最近宣布了藍牙的開發 5.1 網.

儘管藍牙可能需要一些時間 5.1 可以在大多數藍牙網狀設備中使用, 它將很快找到自己的方式. 這項技術將具有各種新功能, 如下所述.

1. 精度更高

當前的藍牙技術, 特別是藍牙 5.0, 可以通過檢測信號強度來判斷設備的距離. 但它無法猜測該設備的方向, IE。, 設備要駛向或來自何處.

有趣的是, 新的藍牙 5.1 技術將具有這種發現方向的功能. 這項技術將能夠評估設備的確切位置, 它來自的方向, 和距離.

所以, 這項藍牙技術對於將來更輕鬆地跟踪網絡設備至關重要。. 例如, 如果您丟失了智能手機或筆記本電腦, 方向功能將使搜索過程更快，更輕鬆.

2. 改善連接速度

藍牙 5.1 將比藍牙更快地連接到其他設備 5.0 因為它將具有更好的緩存. 該技術還將節省客戶連接到藍牙時花費在進行服務發現上的時間。. 這將使連接速度更快.

3. 耗電量少

像藍牙 5.0, 這項新的藍牙技術將實現低能耗. 這意味著即使它積極執行所有功能, 耗電率低.

4. 廣告進展

藍牙 5.1 連接廣告將有更多發展. 這意味著它將有多個連接來宣布其在所有附近的藍牙設備中的存在. 當多個藍牙設備位於同一區域時，該技術還將有助於減少干擾的機會.

無線網狀網絡做什麼?

無線網狀網絡是由數個無線電廣播與軟件組成的網絡設備，該軟件可幫助它們協調工作而無需協調. 該技術不同於傳統網絡, 因為它沒有中央協調機構或計算機來處理所有網絡流量. 反而, 這些設備可以輕鬆高效地相互通信.

無線網狀網絡具有無線連接的路由器, 充當其客戶的無線接入點, 例如智能手機和筆記本電腦.

這些路由器通過類似網狀結構的骨干連接. 供客戶發送或接收信息, 使用這種網狀骨幹網. 路由器還幫助這些客戶端訪問網絡.

連接到互聯網, 外部網絡, 您必須將一些路由器連接到有線網絡. 這些路由器有助於充當網關.

無線網狀網絡的類型

該技術分為兩種拓撲;

• 部分連接的網狀網絡
• 全連接網狀網絡

完全連接是一種創建網狀模式的網絡連接的模式. 在這項技術中, 所有節點相互連接並和諧地通信. 還, 節點在分發信息時必須合作.

在部分連接的技術中, 一些節點將相互連接, 他們通過集線器和交換機進行通信.

下圖顯示了無線網狀網絡在共享Internet的過程中如何工作.

如上圖所示, 無線網狀網絡中僅需要一個節點即可連接到Internet. 然後，它與附近的所有節點共享無線連接. 所以, 所有這些節點都需要電源，例如太陽能電池板或電池，但不需要電線即可在戶外運行.

網狀網絡真的有用嗎?

是的. 網狀網絡可以完美地將整個城市連接到網絡. 它通過無線來做到這一點, 可靠的, 和現有技術.

與傳統網絡不同, 依靠有線技術連接用戶, 無線網狀網絡依靠多個無線網狀節點將整個城市的用戶連接到網絡.

網狀網絡的優勢

1.可擴展

網狀網絡中的每個節點都充當路由器. 它的, 所以, 不需要額外的路由器. 所以, 您可以方便地增加網絡規模, 根據您的需求.

例如, 如果要向會議室添加一些台式機和智能手機, 你可以輕鬆做到. 最好的部分是添加的小工具將自動連接到網絡.

您還可以在控制整個網絡系統時快速將光源添加到會議室或其他其他辦公室，而無需進行額外的管理.

2.可以輕鬆抵抗問題

網狀網絡的另一個優勢是其自我修復能力. 如果一個節點停止運行或丟失信號, 不會影響整個聯網過程. 當發生故障的節點自行修復時，其他節點可以輕鬆完成網格劃分.

此修復背後的原因是每個節點的發送能力, 收到, 並翻譯信息. 在過程中創建的冗餘有助於即使節點之一發生故障也能使節點保持運行.

3.價格合理

一般來說, 網狀網絡使用幾根電線. 這意味著安裝成本低. 所以, 即使您想建立一個可以覆蓋大範圍的網絡, 您可以輕鬆負擔得起.

4.添加範圍很容易

您可以輕鬆添加想要網狀網絡覆蓋的範圍. 您只需添加更多節點或將某些節點連接到網關即可完成此操作.

5.方便

網狀網絡適用於沒有以太網牆連接的地方. 例如, 如果您在室外場地聽音樂會, 這個網絡更合適. 在幾乎所有的運輸環境中也很方便.

6.它是自配置的

如前所述, 如果要擴大網狀網絡的覆蓋範圍，可以增加網狀網絡的節點數. 在這種情況下, 添加的節點不需要任何網絡管理員即可調整網絡以使其正常工作.

網絡是自動配置的，因為它們是自配置的.

7.易於安裝

一般, 網狀網絡中的節點易於安裝和卸載. 這使得更改覆蓋範圍變得容易, 根據您的要求.

網狀網絡的缺點

1.複雜的初始網絡設置

從頭開始建立網狀網絡可能非常繁瑣而乏味. 建立理想的位置來設置每個節點也很複雜且耗時，因為您必須將它們安裝在沒有延遲問題的地方. 但是，一旦完成初始設置, 添加更多節點非常簡單快捷.

2.消耗更多功率

網狀網絡中的每個節點都充當發送器和接收器. 為此原因, 節點在嘗試同時扮演兩個角色時會感到緊張. 所以, 讓他們有效運作, 需要更多動力.

對於大型節點而言，這可能是個小問題，因為大型節點直接連接到電氣系統, 與小型電池供電的電池不同.

3.延遲問題

延遲是消息從每個節點移動到網關所消耗的時間. 這一次可能會影響整個網狀網絡設置. 通過使用帶有額外內存的網狀網絡，可以輕鬆地改善延遲問題。, 力量, 和帶寬.

然而, 低功耗, 廣域網, 延遲成為網狀網絡的主要問題.

4.複雜的工作量

網狀網絡具有高度可擴展性，需要根據需要添加更多節點. 當您遇到延遲問題時，就會出現複雜問題, 並且您需要添加更多節點以幫助解決問題. 整個網絡規劃變得更加困難，因為您必須部署各種設備類型以使網絡正常運行.

是什麼使藍牙Mesh與眾不同

藍牙網格使家庭自動化比其他無線網絡更好, 特別是WI-FI. 即使您可以使用具有WI-FI的智能手機或筆記本電腦打開家庭電源, 藍牙網狀網提供更好的體驗.

您可以打開娛樂系統, 空調, 或報警系統，只需打開前門. 這是通過藍牙網狀技術實現的.

還, 藍牙網狀網絡比其他無線技術（例如WI-FI）更便宜，更高效. 例如, 該技術使對設備的跟踪變得更加簡單，並且增強了無線安全性.

當許多人之間進行通信時，其他傳統的無線網絡不方便. WI-FI使問題變得更加嚴重，因為需要大功率才能使WI-FI信號覆蓋較大的區域. 在這種情況下, 藍牙網狀技術非常有效，因為設備可以相互連接並將信息從一台設備傳遞到另一台設備, 形成交流網.

結論

藍牙SIG網格是一種計算機網絡，允許在多對多通訊設備之間進行通信. 它還允許成千上萬個節點在沒有任何連接的情況下在同一網絡內有效地進行通信. 與其他無線網絡相比，它是在大型網絡中共享信息的可靠方法.