网状网蓝牙Mesh技术引领物联网连接新格局

[导读] 蓝牙一直以来被作为一种无线通信技术集成到几乎每一部手机以及个人电脑里,2017年7月19日,蓝牙技术联盟正式宣布,蓝牙(Bluetooth®)技术开始全面支持mesh网状网络。蓝牙mesh网络支持多对多连接,网络中的每个节点都可以发射和接收信号,与一个或者多个对等节点进行通信,通信采用的是广播机制。

蓝牙一直以来被作为一种无线通信技术集成到几乎每一部手机以及个人电脑里。作为一种较早的通信技术,一经出台就引起了全世界的关注,曾被美国《网络计算》杂志评为“十年来十大热门技术”之一。蓝牙从最开始推出的的一对一传播机制,到推出低功耗蓝牙,再到推出一对多的广播(beacon)机制,一直都在完善自身技术以便满足日益丰富的应用场景,适应市场的需求。而最近推出的蓝牙Mesh将进一步丰富其使用场景。

2017年7月19日,蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group, 简称SIG)正式宣布,蓝牙(Bluetooth®)技术开始全面支持Mesh网状网络。蓝牙Mesh网络支持多对多(many : many)连接,网络中的每个节点都可以发射和接收信号,与一个或者多个对等节点进行通信,通信采用的是广播机制(managed flooding)。好处是,如果网络中某一个节点发生故障,那么数据可以自动从邻近节点进行传输,直到到达最终目的地为止,因此具有极强的可靠性。蓝牙Mesh的设备(device),可以通过配置(provisioning)的方式,加入到蓝牙Mesh的网络当中,成为蓝牙Mesh网络当中的一个节点。蓝牙Mesh网络理论支持超过32000个节点,具有良好的可扩展性。

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另外蓝牙Mesh还具有非常多的优点,这里重点介绍蓝牙Mesh网络不同于其他网状网协议独特的四大优势:

1.能够提供全球多品牌的互通性,不同品牌的产品都能顺利互相搭配运作在蓝牙发展过程中,除了不同品牌的手机集成了蓝牙的功能外,各种消费者常见的各种品牌的设备如耳机、音箱、手环、智能手表、蓝牙血糖仪、蓝牙灯泡等都具备蓝牙功能,因此蓝牙能够提供多品牌的互通性,能够使全球不同品牌的产品互相搭配运作,这也是蓝牙独特的地方所在,是当前主流的Mesh网无线通信技术ZigBee等所望尘莫及的优势。

2.支持智能手机直连,上文说到,部署蓝牙Mesh网络需要有一个把设备变为节点的过程,也就是配置(provisioning)。这个过程只需要用智能手机作为管理者的角色,授权设备即可连入Mesh网络,非常简便灵活,同时又确保了蓝牙Mesh网络的安全性,并且用手机app对各种设备的控制更加的灵活、直接,大大满足了用户体验感,而ZigBee必须要连上网关或类似于网关的设备才能接入手机,部署相对繁琐复杂,控制相对麻烦。

3.较低的功耗。降低功耗就等于延长产品的续航时间,重要性不言而喻。蓝牙Mesh继承了低功耗蓝牙的功率很低的特点,在蓝牙Mesh当中有两种设备的特性: 一个是Friend,一个是Low power node。可以保证节点的低功耗性能。比ZigBee等协议的功耗都要低。

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4.蓝牙广播技术在mesh中也进行了应用,基于低功耗蓝牙广播技术的资产定位,运动轨迹描述和导航等,都是ZigBee所不具备的特点。

虽然蓝牙Mesh标准刚刚推出,蓝牙Mesh工作组作为SIG有史以来最大的工作组,在把Mesh标准推向市场之前,历经两年时间进行了15场IOP测试其中包含了上千个的测试样例,确保该标准的成熟度。蓝牙Mesh可以创建基于成千上万个设备的大型网络,将会给楼宇自动化、无线传感器网络、资产跟踪和其他应用场景,提供一种理想的选择。

下面以资产追踪为例,阐述一下蓝牙Mesh是如何应用的。

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在一些大型场馆建立蓝牙Mesh网络之后,Mesh网络就可以建立一个通路,所有的集成了低功耗蓝牙4.0功能以上的设备都有可能接入到蓝牙Mesh网络当中,通过Mesh网络进行信息传输和传递。比如在一个足球场中布设了蓝牙Mesh网络,一方面可以对观众流量进行监控,另一方面可以在足球当中嵌入蓝牙模块或者芯片,模块或者芯片支持蓝牙Mesh,运动员踢出每一脚球后的数据都可以被检测到,如球的加速度、运动轨迹、空中停留时间等指标,因此蓝牙Mesh作为一种局域网络连接方式,可以获得一些之前难以获取的数据,这些数据都有助于人工智能和大数据的发展,这也是物联网中的典型应用之一。

更重要的是蓝牙一直以来被作为一种无线通信技术集成到几乎每一部手机以及个人电脑里,这让蓝牙技术的普及是如此之广,几乎妇孺皆知,蓝牙之所以能够做到这一点,究其原因是背后有强大的推力,即SIG的会员公司,这些巨头公司作为手机和电脑产业链上下游的企业,推动手机和电脑普及的同时也普及了蓝牙。到目前为止蓝牙技术联盟成员公司已经达到32,000多家,共同推动蓝牙的发展。

并且,蓝牙模组成本较低。虽然当前种种协议模块成本都在下降,如ZigBee模块、wifi模块等,但相比较而言,蓝牙模块平均成本相对较低。这也是蓝牙Mesh进入市场非常大的优势所在。

当然市场上还存在着众多其他的无线通信技术,都有这样或那样的短板只能用于特定的场景,如比如wifi高功耗的特性就使得在需要电池供电的应用在场景中限制了它的应用;而Z-Wave所用的频段在我国是非民用的,其在中国应用就很受限制;ZigBee之前的不同厂家生产的设备之间并不能互相控制、互联互通,虽说去年5月份推出ZigBee3.0致力于解决这个问题,但是毕竟时间还是太短,究竟解决的怎么样还另说。

最后,虽然SIG及其会员们经过了两年的测试,其中包含上千个测试样例才正式推出蓝牙Mesh标准,并且具有如此之多的技术和市场的独特优势以及强大的推动力,但是毕竟刚刚进入市场,究竟能吃下多少市场,还得看市场的反馈和时间的检验,但是一定会对当前无线物联网连接市场带来不小的动荡,改变当前无线物联网连接市场的格局。

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