藍牙Mesh模塊多跳大數(shù)據(jù)量高帶寬傳輸數(shù)據(jù)方法

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，越來越多的設備需要實現(xiàn)互聯(lián)互通。藍牙Mesh網(wǎng)絡作為一種低功耗、高覆蓋、易于部署的無線通信技術，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)領域中的關鍵技術之一。在藍牙Mesh網(wǎng)絡中，節(jié)點之間可以通過多個跳數(shù)進行通信，從而實現(xiàn)大范圍的覆蓋。然而，隨著數(shù)據(jù)量的增加和帶寬需求的提高，如何在藍牙Mesh網(wǎng)絡中實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的多跳大數(shù)據(jù)量高帶寬傳輸數(shù)據(jù)成為了一個亟待解決的問題。本文將介紹一種基于藍牙Mesh模塊的多跳大數(shù)據(jù)量高帶寬傳輸數(shù)據(jù)方法，以滿足這一需求。
1、目前低功耗藍牙Mesh模塊的數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)狀
藍牙Mesh模塊技術是低功耗藍牙的進階版，它擴大了藍牙在應用中的規(guī)模和范圍。因為它可以支持超過三萬個網(wǎng)絡節(jié)點，可以跨越大型建筑物，不僅能使醫(yī)療健康應用更加方便快捷，還能監(jiān)測像學校這類大型公共場所人員的安全動態(tài)。
藍牙Mesh模塊覆蓋范圍通過mesh網(wǎng)絡中的relay(中繼)功能來實現(xiàn)的，即在mesh網(wǎng)絡中，消息可以被臨近的節(jié)點relay出去，這樣經(jīng)過多跳之后，消息再到達目標節(jié)點。因此傳輸覆蓋能力，指的是在mesh網(wǎng)絡覆蓋的范圍內(nèi)，通過其網(wǎng)絡內(nèi)部的節(jié)點的relay去實現(xiàn)，同時也可以解決點對點的BLE通信時遇到障礙物會通信不暢的問題。同時relay也引出了mesh網(wǎng)絡的“Managed Flooding”，就是消息會以泛洪方式傳播，只要relay節(jié)點收到消息，那么它就會將消息廣播給其他周圍的節(jié)點。Flooding的方式是不需要有中心節(jié)點去協(xié)調(diào)的(如Zigbee就有router和coordinator),因此并不會去選擇最優(yōu)路徑去傳播，而是消息可能通過許多條路徑先后到達......于是，這同時也為Flooding的網(wǎng)絡帶來了問題，消息其實傳輸一次并成功即可，這種方式會有太多的冗余的傳輸，造成能量的消耗和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的阻塞。
因此，藍牙Mesh模塊通常數(shù)據(jù)包較短，最長也就幾十個字節(jié)。發(fā)包頻率不易過快，容易導致整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸性能降低。
2、大數(shù)據(jù)高吞吐需求
很多場景下，我們不僅需要覆蓋范圍要廣，而且需要大數(shù)據(jù)量的傳輸。比方說傳輸文件或者圖片等。傳統(tǒng)的藍牙Mesh模塊就不適合了。此時數(shù)據(jù)將大量的被轉(zhuǎn)發(fā)。整個網(wǎng)絡近乎無法傳輸圖片或者文件。
但是，我們知道在BLE點到點使用GATT方式傳輸方式。傳輸文件圖片的話，就會大大減少傳輸時間。甚至可以達到2Mbps。另外，很多藍牙BLE的芯片是支持GATT Server和GATT Client共存的。
那么，我們就可以實現(xiàn)“手握手”多跳的方式進行大數(shù)據(jù)量的傳輸。Source節(jié)點創(chuàng)建GATT Client,中間節(jié)點創(chuàng)建GattServer和GattClient,目的節(jié)點創(chuàng)建GATT Server。這樣，就可以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的多跳數(shù)據(jù)傳輸。
3、大數(shù)據(jù)鏈路的路由
根據(jù)大數(shù)據(jù)的傳輸需求，我們需要查找到目的節(jié)點的傳輸路徑。我們采用按需路由的方式，建立動態(tài)路由。在需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，動態(tài)建立大數(shù)據(jù)鏈路的路由。數(shù)據(jù)傳輸完成后，自動釋放路徑。是否中間大數(shù)據(jù)節(jié)點，以便其它節(jié)點使用。

4、大數(shù)據(jù)鏈路傳輸
大數(shù)據(jù)鏈路建立成功后，進入大數(shù)據(jù)傳輸階段。大數(shù)據(jù)傳輸階段的鏈路數(shù)據(jù)包格式如下：

在文件傳輸過程中。我們采用的數(shù)據(jù)包的具體數(shù)據(jù)格式。

MesoonRF美迅物聯(lián)網(wǎng)-工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無線通信模塊廠家，提供WiFi模塊,藍牙串口模塊,藍牙Mesh模塊,雙模藍牙模塊,UWB模塊,NFC模塊等產(chǎn)品,并通過了BQB,FCC,CE,KC,MIC等認證。產(chǎn)品包括藍牙串口透傳模塊,藍牙雙模,低功耗藍牙4.2/5.0/5.1/5.2/5.3,5.4,hc05/06,BM77/78等工業(yè)級、車規(guī)級物聯(lián)網(wǎng)方案。

審核編輯 黃宇