隨著藍(lán)牙技術(shù)的不斷進(jìn)步,藍(lán)牙已應(yīng)用于醫(yī)療保健、運(yùn)動(dòng)健身、信標(biāo)(Beacon)、安防、家庭娛樂(lè)等領(lǐng)域的新興應(yīng)用。相較經(jīng)典藍(lán)牙,藍(lán)牙低功耗(BLE)技術(shù)旨在保持同等通信范圍的同時(shí)顯著降低功耗和成本。低功耗藍(lán)牙芯片技術(shù)是低成本、短距離、可互操作的無(wú)線(xiàn)技術(shù),工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段。藍(lán)牙Mesh并非無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),而是一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)于低功耗藍(lán)牙。低功耗藍(lán)牙技術(shù)是藍(lán)牙Mesh使用的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議棧。
BLE藍(lán)牙設(shè)備可以設(shè)置成廣播模式,以無(wú)連接方式進(jìn)行工作,其廣播的數(shù)據(jù),位于廣播范圍內(nèi)的任何其他藍(lán)牙主機(jī)設(shè)備都可接收。這是“一對(duì)多”(1:N)的拓?fù)?,其中N可以是一個(gè)非常大的數(shù)量! 如果接收廣播的設(shè)備本身不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,那么廣播設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電頻譜就僅僅是針對(duì)自己而言的,同時(shí)對(duì)于能夠接收和利用其廣播的其他設(shè)備數(shù)量沒(méi)有明確的限制。藍(lán)牙Beacon就是藍(lán)牙廣播功能的一個(gè)絕佳案例。
藍(lán)牙Mesh基于BLE藍(lán)牙低功耗廣播。
藍(lán)牙Mesh采用藍(lán)牙低功耗廣播的方式就行信息發(fā)送和接受,將信息從網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點(diǎn),在藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)中,這種廣播模式也稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)泛洪。
采用網(wǎng)絡(luò)泛洪的方式,通過(guò)可控的泛洪消息傳遞,不需要?jiǎng)?chuàng)建和管理復(fù)雜的路由表、路由發(fā)現(xiàn)表等,節(jié)省了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的存儲(chǔ)器空間的開(kāi)銷(xiāo)。同時(shí),網(wǎng)絡(luò)泛洪消息傳播的本質(zhì)是多路徑(Multi path)的,確保了信息可以通過(guò)多條路徑傳遞到目的節(jié)點(diǎn),因此網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)單點(diǎn)的故障也不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸造成致命性的影響,這使得網(wǎng)絡(luò)高度可靠。
低功耗節(jié)點(diǎn)和Friend節(jié)點(diǎn)
在藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中,低功耗節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)減少射頻收發(fā)機(jī)(RF transceiver)開(kāi)啟的占空比來(lái)達(dá)到低功耗的目的,這些低功耗節(jié)點(diǎn)只有在需要進(jìn)行消息收發(fā)的時(shí)候才會(huì)打開(kāi)射頻收發(fā)器,其他時(shí)間都處于休眠狀態(tài)。
在藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中還有一類(lèi)節(jié)點(diǎn)是專(zhuān)門(mén)為低功耗節(jié)點(diǎn)服務(wù)的,其具有Friend特性,也可以稱(chēng)為Friend節(jié)點(diǎn)。Friend節(jié)點(diǎn)與低功耗節(jié)點(diǎn)可以建立Friendship關(guān)系。建立此種關(guān)系之后,F(xiàn)riend節(jié)點(diǎn)可以暫存發(fā)往低功耗節(jié)點(diǎn)的信息,待低功耗節(jié)點(diǎn)退出休眠模式之后,再?gòu)腇riend節(jié)點(diǎn)取回相關(guān)信息。在實(shí)際應(yīng)用中,F(xiàn)riend節(jié)點(diǎn)可以是燈泡、機(jī)頂盒、路由器,這些設(shè)備都是通過(guò)市電供電的,對(duì)于功耗不是很敏感;低功耗節(jié)點(diǎn)可以是由電池供電的設(shè)備,如傳感器等。