Bluetooth Mesh 联网:
数据包

有很多理由相信,Bluetooth® mesh 网络将成为最成功的 低功耗物联网标准。它的V1.0版本提供了比任何人都更多的预期。它拥有所有的 基本要素,包括一个极其深入和灵活的应用层(在 Mesh Model和Mesh Device Properties规范 中解决 )。在它改变我们周围事物的通信方式之前,让我们看看是什么让这项新的全球技术如此 具有革命性。

mesh 中有许多新颖和独特的概念,但关键的资产和差异化因素是数据包。它是非常紧凑的。这种紧凑性有助于提高Bluetooth mesh 网络的频谱效率和吞吐量。

包装内部

无线电是一种共享媒介,碰撞是需要解决的主要问题之一。数学很简单:较短的数据包意味着较少的碰撞。但它能有多短呢?答案是: Mesh 配置文件 规范 第3.4.4节所述 最多29 字节。

Bluetooth mesh ...是第一个能够满足物联网巨大期望的无线标准。

当然,这样的设计从基础开始:压缩的二进制有效载荷而不是文本 表示。涵盖了一系列广泛的用例(包括连接照明、建筑自动化和传感器),11个字节的应用有效载荷似乎是合适的。 自动化和传感器),11字节的应用有效载荷似乎是合适的。1-2个字节用于 1-2个字节用于操作码,最多10个字节用于参数,如传感器测量的值,或多维度的光(亮度)。 多维光(明度、色调、饱和度),并有一个过渡时间。

安全与控制

除此之外,还有两个项目,可以认为是开销(但这是必要的开销):寻址/传播控制(SRC、DST、CTL+TTL:共5个字节)和安全 (IVI+NID、SEQ、AppMIC和NetMIC)。IVI+NID是1个字节。这个字节有助于识别一个 网络(这是我认识的、有密钥可以交互的网络吗)。SEQ是3个字节, 与缓慢传播的IV指数的独特概念 一起 ,形成一个7字节长的序列号。 在mesh 网络上发送的每个数据包都有一个唯一的序列号,每个给定的SRC 地址。这里聪明的部分是我们在空中接口数据包中只包括3个字节。 剩下的4个字节是缓慢变化的,并且是网络已知的。 序列两个方面 至关重要 :检测重放数据包(非常微不足道的安全攻击),同时也是 网络和应用非代码的关键 成分--见上述 规范的3.8.5节。

信息完整性检查

MIC,即消息完整性检查,定义了系统的安全级别。Bluetooth Mesh ,具有双层安全--网络层和应用层。消息可以 用两个独立的密钥来保障。这对于中继节点在 网络层 上验证消息 而仍然不能篡改应用有效载荷 很有用的 。一个 向门锁转发消息的灯泡不能改变 开闭有效载荷 ,但要检查 该数据包 是否 属于自己的网络。网络层MIC可以是8字节或4字节长。在 其较短的形式 它与应用层MIC相结合,后者也可以是8或4字节长。 最终的结果是一个应用有效载荷,足以满足几乎所有的楼宇自动化、 照明控制和传感器应用,并具有强大的安全性和灵活的寻址。而这一切都发生在一个极其紧凑的外形尺寸中。 结合Bluetooth 低能耗(LE)提供的调制方案 ,它也很轻,包括所有必要的无线电接口字段,如序言、访问地址和CRC,它总共有47个字节。因此,在单一频率上的一次传输持续时间不到400μs。这比 使用其他现有无线技术传输类似信息 的时间要少10倍 。当使用 由Bluetooth 5引入的新2M PHY,这一优势有可能翻倍。

 光谱效率高

任何无线系统的成功从根本上取决于频谱效率。这就像一架客机的成功从根本上取决于其燃料效率。在低功率、超短 信息类别 Bluetooth® mesh ,比其他无线解决方案 提供了一个数量级 的优势。就数据传输而言,它是第一个能够 满足物联网时代巨大期望的无线标准

精选下载

Bluetooth Mesh 网络。为智能照明铺路

Bluetooth mesh 网络将Bluetooth 低能耗的多厂商互操作性、低功耗和低延迟的血统带入商业照明领域。了解这项创新技术如何将无线连接变成一个智能照明无线平台。

即时下载

相关博客文章

为什么无线控制网络正在接管商业照明

长期以来,商业连接照明系统一直承诺为建筑管理者提供...

为什么照明专业人员更喜欢Bluetooth 商业连接照明而不是有线替代产品?

Bluetooth® mesh 继续证明自己是最有效和用户友好的技术,为...

从2020年开始,最好的记录Bluetooth 演讲

Bluetooth®社区每年都取得重大进展,推动无线创新,克服挑战,...

获得帮助