Mesh
Bluetooth mesh 联网常见问题
一般市场问题
什么是 Bluetooth mesh ?
Bluetooth 网状网络可实现多对多(m:m)设备通信,是创建大规模设备网络的最佳选择。它非常适用于楼宇自动化、传感器网络、资产跟踪和其他需要数十、数百或数千台设备相互通信的物联网解决方案。
我在哪里可以使用Bluetooth mesh ?
我们预计Bluetooth 网格技术将广泛应用于各个市场。我们看到,在楼宇自动化 市场,特别是商业照明解决方案以及多个市场的传感器网络解决方案中,蓝牙网状网的应用非常活跃。它非常适合需要数十、数百或数千台设备相互通信的物联网解决方案。
哪些Bluetooth 版本支持mesh 联网?我可以升级使用Bluetooth 技术的现有产品吗?
Mesh 联网运行在Bluetooth 低能耗(LE)上,与核心规范4.0及以上版本兼容。只有设计为可升级的产品才能在现场进行增强,以支持mesh 网络。可升级性由几个因素决定,如Bluetooth 芯片中可用的内存量。
为什么要选择Bluetooth mesh 网络,而不是其他低功耗的无线mesh 解决方案?
Bluetooth mesh 网络化给开发者社区带来了许多关键优势,包括:。
工业级解决方案。商业建筑和工厂自动化是低功耗mesh 网络的主要新市场机会。这些市场需要真正的工业级解决方案,并具有严格的可靠性、可扩展性和安全性期望,而Bluetooth mesh 。
经过验证的全球互操作性。当真正的多厂商互操作性存在时,市场就会蓬勃发展,消费者就会确信你的产品可以和其他厂商的产品一起使用。Bluetooth 通过以下方式实现了这一点:
- 全栈实现。
- 以互操作性为中心的规范方法和
- 久经考验的互操作性工具和流程。
成熟、值得信赖的技术。在选择无线连接技术时,你的决策标准应超越基本的速度和馈送,包括了解该技术提供的附加值和你可获得的生态系统支持。Bluetooth 是一个值得信赖的品牌,全球知名度超过90%。
利用蓝牙技术,您可以为自己的产品带来显著的增值功能,例如支持信标的本地化信息、资产跟踪和寻路服务。蓝牙技术已经形成了一个成熟的生态系统,确保您能以合适的成本找到最佳的使能技术,同时获得将产品 推向市场所需的开发和测试工具及服务。
Bluetooth mesh 联网的商业产品什么时候能上市?
你可以期待在今年看到采用Bluetooth mesh 网络技术的商用产品。
构建蓝牙网状网络产品需要什么?
要构建蓝牙网状网络产品,需要兼容的硬件和软件。蓝牙网状网络需要底层Bluetooth LE 4.x 或 5.0 协议栈,该协议栈支持 GAP 广播者和观察者角色,以发布广告和扫描广告数据包。
要在Bluetooth LE 上使用蓝牙网状网络协议,建议使用蓝牙模块供应商提供的 SDK,其中包括蓝牙网状网络协议和相应的 API。
构建Bluetooth 网状网络智能手机应用需要什么?
要开发与蓝牙网状网络产品一起使用的智能手机或平板电脑应用程序,如果您的移动操作系统提供合适的应用程序接口(API),允许应用 满足 Mesh配置文件 规范中定义的Bluetooth LE 广告数据包相关要求,则应使用广播承载层。在任何情况下,广播承载层 都是首选承载广播承载层 。在无法使用广播承载层 的情况下,您可以使用蓝牙网格代理协议 ,通过代理节点与网格网络进行通信。该代理协议 可在标准蓝牙低功耗 GAP 和 GATT API 的基础上实现。
传感器解决方案会不会从Bluetooth 广播到mesh 联网?
是的,我们希望很多传感器解决方案都能采用mesh 网络。其范围、数据容量和安全能力都优于广播,非常适合传感器网络。
Bluetooth mesh 联网是否需要更多的电力?
不,传感器和类似的电池供电设备在Bluetooth mesh 网络上作为低功耗节点运行。它们只需要至少每四天唤醒一次,或者当它们有数据要传输时,比如温度读数。这样就可以实现非常低的功耗。
我可以使用Bluetooth mesh 网络将音乐流传到家中所有的扬声器吗?
不,无线音频产品(如扬声器)使用蓝牙基本速率/增强数据速率 (BR/EDR),它专为连续无线连接而设计,并针对音频流进行了优化。蓝牙网状网络使用Bluetooth LE,它设计用于短脉冲无线连接,是多对多设备信息传递的理想选择。
网状网络规范仅适用于Bluetooth LE ,不支持音频流。
mesh 是否会影响附近其他Bluetooth 无线设备的操作,比如听音乐?
不,您可以继续听音乐,同步您的活动跟踪器,并在您的智能手表上看到通知,而在mesh 网络中或附近。
还有其他Bluetooth 低能耗网络拓扑结构吗?
是的,Bluetooth LE 可用的其他网络拓扑结构包括
- 点对点,用于创建一对一(1:1)设备通信,是数据传输的理想选择,非常适合健身追踪器和健康监测器等互联设备 产品,以及
- 广播用于建立一对多(1:m)的设备通信,优化了本地化信息共享,是地标 解决方案的理想选择,例如提供地标 信息、物品和寻路服务的信标解决方案。
信息传递问题
为什么Bluetooth 选择基于洪流的信息中继方式?
对消息中继采用管理型泛洪方式最能满足实现简单、可靠、可扩展的mesh 网络的要求。
使用托管洪泛信息传输,无需创建和管理复杂的路由 。即使在可自动生成表的路由解决方案中,也可能发生严重的网络中断。
受管洪泛消息传递本质上是多路径的,可确保消息到达目的地。它本身也是点对点的,允许所有节点直接相互通信。由于没有中心枢纽或路由 节点,因此不存在单点故障。
在大多数网状网络实施中,相当大比例的信息传送流量都是组播的,例如一栋建筑中的一个电灯开关可以控制数十或数百个电灯。蓝牙网状网络的管理泛洪消息传递方法与其发布群消息传递模型相结合,可为大规模网络提供极其高效的高性能消息传递。
是不是所有基于洪水的mesh 网络的电力效率都很低?
不,在一个简单的基于洪流的mesh 网络中可以是这样,但Bluetooth 技术实现了管理洪流的方法,在这种方法中,只有主电源节点担任消息中继。低功率节点,如电池供电的传感器,不负责消息中继。在一个Bluetooth mesh 网络中,使用纽扣电池的低功耗节点可以工作多年。
Bluetooth mesh 网络如何处理组播消息?
蓝牙网格采用发布群组信息的方式处理组播通信。
地址 空间的一半分配给了群组地址,一条信息可以发送到一个群组地址。每个节点都可配置为向一组群组地址订阅 ,并向一组群组地址发布 信息。
例如,一个电灯开关可以向 "走廊组 "发布 "打开 "信息,走廊上的所有电灯都将订阅到同一个 "走廊组"地址但这些灯也可以订阅到其他组,如 "底层组"、"所有灯组 "和 "紧急出口路线 "组。
蓝牙网格还支持虚拟地址,通过允许 128 位 UUID 充当目的地 地址来扩展组地址。标签 UUID 的哈希值用于减少检查 UUID 的开销。每个哈希值代表数百万个不同的标签 UUID,从而增加了潜在虚拟地址的数量。
供应问题
什么是供给?
配置是将设备添加到指定网状网络的过程。它将设备变成网络上的一个节点,包括安全密钥 分配和为被添加的设备创建一个唯一的 ID。
我可以备份我的配置数据并恢复它吗?
是的,您可以备份您的配置数据。这在规范中没有定义,所以你可以使用任何你喜欢的备份机制。
一般建筑问题
什么是节点?
节点是指在Bluetooth mesh 网络上的配置设备。
一个网络中可以有多少个节点?
虽然规范 允许配置多达 32,000 个节点,但我们并不指望在现实世界中能很快达到这个数字。不过,我们已经看到具有代表性的网络节点数量远远超过了 1000 个,这比目前市场上的其他低功耗网状技术要大得多。
Bluetooth mesh 网络需要不同类型的节点吗?
不,Bluetooth mesh 网络中特有的,网络中的所有节点都是分散的,可以直接相互对话。
由于没有集中式集线器或路由 节点,因此不存在单点故障。不过,为了适应低功耗节点(如电池供电的传感器),只有部分节点执行信息中继功能。
一些节点承担了额外的功能,以支持向低功耗节点传递信息。这使得低功耗节点仍然是网络的一部分,但它可以一次睡几个小时或几天,直到它需要报告一些信息。因此,使用纽扣电池的低功耗节点可以运行多年。
什么是模型和属性?
蓝牙采用了一种简单但功能强大的方法,供开发人员描述蓝牙网状网络上的节点是什么和做什么,以便它能与其他节点交互。这种方法以一组称为模型的构件为基础。模型由一系列具有定义功能和行为的特征组成。模型分为四类,包括通用模型、传感器模型、定时模型和照明模型。通用模型是基本构件,定义了设备的标准功能,如简单的开/关状态。你可以使用属性来组合或增强通用模型。属性可为模型提供额外的上下文和价值。
安全问题
Bluetooth mesh 网络中的安全问题如何处理?
Bluetooth mesh 网络化是真正的工业级解决方案,包括其在安全方面的做法。
- 添加到网络中的设备采用成熟的安全算法进行配置。它使用 256 位椭圆曲线和带外应用密钥 来安全添加设备。
- 所有的通信都需要使用AES-CCM,使用128位密钥来保证安全。所有的mesh 消息都是经过加密和认证的。
- 加密和应用密钥 应用于两层,即网络层 和应用 。网络中的所有节点都在网络层 帮助转发信息,但无法读取信息内容。这些内容由单独的应用 密钥保护,提供真正的端到端安全性。
- 每条信息至少有 64 位应用密钥,但最长的信息可能有多达 1088 位应用密钥 。
- 在规范中组织了模型,以说明不同的用户有不同的安全凭证。这样一来,维护人员可以充分控制网络配置,同时允许员工进行互动。
- 通过规定每次发送的消息都要有新的序列号来防止重放攻击。
- 通过使用定义的密钥更新程序,可将设备列入网状网络的黑名单。在配置过程中,每个设备都会计算一个唯一的设备秘钥 ,只有启动配置设备 知道并能更新这个设备秘钥 。
- 信息通过混淆每一个发送的数据包,并刷新隐私来保护身份。这意味着,即使你随身携带mesh 设备,走在路上,人们嗅到mesh 数据包也无法跟踪你。
Bluetooth mesh 联网是为了防止什么样的安全攻击?
- 通过在每个数据包上使用 128 位应用密钥 和至少 64 位应用密钥 ,可以防止暴力攻击。
- 通过使用每一个发送的数据包的新序列号和检查每一个收到的数据包的序列号来防止重放攻击。
- 在带外应用密钥的供应过程中,使用 ECDH 加密技术防止中间人攻击。
- 使用密钥刷新程序防止垃圾桶攻击,允许所有剩余设备中的密钥,并将删除/损坏的设备列入黑名单。如果有人拆解扔掉的设备,它就不能透露任何安全信息。
- 通过允许不安全位置的设备与物理安全位置的设备拥有独立的钥匙,防止物理不安全的设备攻击。这可以防止有人攻击门铃,并发送消息来解锁门。
- 通过使用一组单独的密钥,让访客和游客临时和有限地访问网络,防止访客攻击。这些访客密钥的寿命有限。
使用Bluetooth mesh 网络会不会失去隐私?
不会,每个网状网络数据包都经过混淆处理,以保护用户身份。监听网状网络数据包的攻击者无法确定是哪台设备发送的信息,因为其中没有源或目的地 地址等识别值。每次转发信息时,这些被混淆的信息都会改变,从而无法跟踪信息流。
如果我的邻居 也有蓝牙网状网络,会发生什么情况?
每个mesh 数据包都包含一个小的标识符,它可以确定该mesh 数据包属于哪个网络。一个mesh 网络中的设备无法对来自另一个mesh 网络的mesh 数据包进行解密或认证,它也永远不会转发这些消息。每个mesh 网络是完全隔离的。
可靠性问题
我如何知道我的Bluetooth mesh 网络上的节点是否停止工作?
蓝牙网状网络上的节点会发送心跳 信息。此外,还有一个强制健康模式,允许设备发送故障信息。例如,如果设备过热,就会发送 "过热故障 "信息。
如果节点断裂,会不会影响流量?
不,中继消息的节点如果停止工作,不会使网络停止。洪水消息中继会创建一个固有的自愈网络,因为消息会同时通过多条路线发送。
其他问题
Bluetooth mesh 联网规范,以及对支持mesh 联网的Bluetooth 产品进行鉴定所需的工具,现在可以在这里获得。
蓝牙网状网络规格的认证流程 与其他蓝牙规格的认证流程 是否不同?
不,过程是一样的。核心规范附录 6(CSA 6)引入了新的蓝牙网状网络术语,但产品 类型类别和允许的组合(定义在《蓝牙核心规范附录 6》中)并没有改变。 蓝牙核心规范第 0 卷)保持不变,会员仍有责任满足资格计划参考文件 (PRD) 中的资格要求。要了解更多有关蓝牙网格或任何其他蓝牙规范的新产品 或改良产品 的信息,请参阅蓝牙认证流程。 认证流程.
今天我可以开始用Bluetooth mesh 网络来鉴定产品吗?
是的,如果您准备为您的新产品 或改装产品 申请蓝牙网状网资格,请单击此处。
我是否可以将我现有的具有低能耗功能的Bluetooth 产品认证为Bluetooth mesh ?
不,现有的产品不符合Bluetooth mesh 。但是,这些产品可能已经具备了加入mesh 网络的固有能力。
Bluetooth mesh 联网后,是否应该注意品牌的变化?
否,所有合格的Bluetooth 产品继续使用Bluetooth 组合商标和/或数字商标。点击这里下载Bluetooth 品牌指南和注册商标文件。