藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的通信原理資料下載

本系列講座的第一篇概述了。本篇講解藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的通信原理以及在使用藍(lán)牙Mesh開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)掌握的各種重要概念。 節(jié)點(diǎn)間通信 藍(lán)牙Mesh使用海量消息并發(fā)傳輸模式在節(jié)點(diǎn)間傳輸消息。海量并發(fā)模式是一種多路徑消息傳遞實(shí)現(xiàn)方案，有足夠冗余來(lái)確保消息順利抵達(dá)目的地。 在Mesh海量消息并發(fā)傳送實(shí)現(xiàn)方案中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)所收到的每一條消息，節(jié)點(diǎn)將所有接受的消息添加到緩存列表中，避免Mesh設(shè)備重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)之前接收到的消息。當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到消息時(shí)，將和已有消息列表進(jìn)行比對(duì)，如果消息已經(jīng)在列表中存在，則忽略轉(zhuǎn)發(fā)該消息。此外，每條消息都包含生存時(shí)間（TTL）值，該值限制一條消息能夠在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。每次消息被任何設(shè)備接收然后轉(zhuǎn)發(fā)（最多126次），生存時(shí)間值就減1。 藍(lán)牙Mesh采用基于發(fā)布和訂閱的通信方式，確保不同類型的產(chǎn)品能共存于網(wǎng)絡(luò)中，而不會(huì)受無(wú)關(guān)的消息干擾。發(fā)布節(jié)點(diǎn)只向訂閱節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，然后由訂閱節(jié)點(diǎn)對(duì)這些消息進(jìn)行處理。家中不同房間里燈光的使用情況就是這種操作的。每個(gè)房間只訂閱屬于該房間的電燈開(kāi)關(guān)發(fā)出的消息。此外，消息可以單播、多播和/或廣播傳輸，即消息可以抵達(dá)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)、幾個(gè)或所有節(jié)點(diǎn)。 圖1所示的是使用CYBT-213043-MESH評(píng)估套件實(shí)現(xiàn)的基于發(fā)布與訂閱的藍(lán)牙Mesh通信方案。CYBT-213043-MESH套件使用 CYBT-213043-02模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙Mesh通信。與板載用戶按鈕和RGB LED結(jié)合使用，評(píng)估板能分別模擬藍(lán)牙Mesh開(kāi)關(guān)和藍(lán)牙Mesh燈泡。 圖1：用于互聯(lián)照明的藍(lán)牙Mesh發(fā)布和訂閱示例 如圖所示，左數(shù)第一個(gè)開(kāi)關(guān)（Switch 1）發(fā)布消息給餐廳群組。左數(shù)第一個(gè)（Bulb 1）和第二個(gè)燈泡（bulb 2）只訂閱餐廳群組。然而，第三個(gè)燈泡訂閱的是餐廳和廚房群組發(fā)布的消息。因此在開(kāi)關(guān)1發(fā)布消息時(shí)，前三個(gè)燈泡（Bulb 1-3餐廳和廚房）都能被控制。但是在開(kāi)關(guān)2發(fā)布消息時(shí)，只有第三個(gè)燈泡（Bulb 3廚房）能被控制。 Mesh節(jié)點(diǎn)架構(gòu) 我們已經(jīng)討論過(guò)消息在節(jié)點(diǎn)間的通信原理，下面我們從功能層面討論藍(lán)牙Mesh節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，了解藍(lán)牙Mesh設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)互操作。 元素 元素定義的是節(jié)點(diǎn)的功能。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都至少有一個(gè)元素，稱為“主元素”。例如，電燈泡一般有一個(gè)元素。這個(gè)元素提供節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)和亮度控制功能。另一個(gè)示例是集成了感應(yīng)傳感器的可調(diào)光燈泡。這個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)元素。第一個(gè)元素用于照明功能，第二個(gè)元素用于傳感器功能。本例中的主元素是照明功能。 節(jié)點(diǎn)中每個(gè)元素都有唯一地址，即單播地址。這樣可以方便地在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)中，獨(dú)立于其他元素為每個(gè)元素尋址。圖2所示的是這兩種節(jié)點(diǎn)類型的示例。第一個(gè)只有一個(gè)元素，第二個(gè)有兩個(gè)元素。此外，圖2還體現(xiàn)了將在后續(xù)章節(jié)中講解的更多概念，以及它們?cè)谒{(lán)牙Mesh實(shí)現(xiàn)方案中的相互關(guān)系。 圖2：有一個(gè)元素和兩個(gè)元素的節(jié)點(diǎn) 每個(gè)藍(lán)牙Mesh節(jié)點(diǎn)都使用一個(gè)或多個(gè)Mesh模式來(lái)定義特定的節(jié)點(diǎn)功能。MESH模式的涵義類似于藍(lán)牙設(shè)備中服務(wù)的概率。這里存在三種Mesh模式：客戶端模式、服務(wù)器模式和控制模式（即在單個(gè)模式中同時(shí)實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器）。 01、服務(wù)器模式 服務(wù)器模式能夠在一個(gè)或多個(gè)元素上提供一種或多種狀態(tài)。服務(wù)器模式公開(kāi)設(shè)備的元素狀態(tài)，供客戶端節(jié)點(diǎn)讀取或控制。例如，藍(lán)牙Mesh燈泡使用服務(wù)器模式，在這種應(yīng)用中，可以使用開(kāi)/關(guān)服務(wù)或燈泡亮度服務(wù)。開(kāi)/關(guān)服務(wù)器公開(kāi)燈泡的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)客戶端輸入改變狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)燈泡開(kāi)關(guān)狀態(tài)切換。如果使用燈亮度服務(wù)器，客戶端可讀取燈泡的當(dāng)前狀態(tài)、控制其亮度、開(kāi)/關(guān)燈泡。服務(wù)器模式的另一應(yīng)用在傳感器節(jié)點(diǎn)，只允許客戶端讀取傳感器狀態(tài)，不允許其改變傳感器狀態(tài)。 02、客戶端模式 客戶端模式允許其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息來(lái)請(qǐng)求和/或改變服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。使用客戶端模式最常見(jiàn)的應(yīng)用示例是藍(lán)牙Mesh開(kāi)關(guān)。藍(lán)牙Mesh開(kāi)關(guān)可以通過(guò)開(kāi)/關(guān)客戶端模式獲取服務(wù)器端開(kāi)關(guān)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，或者可以發(fā)送消息將狀態(tài)改為開(kāi)或關(guān)。另一個(gè)示例是使用帶輸出功率可調(diào)客戶端功能的藍(lán)牙Mesh調(diào)光器，它除了開(kāi)關(guān)功能外，這種模式還能控制服務(wù)器端的輸出功率可調(diào)，從而控制燈泡的亮度。 03、控制模式 在大多數(shù)應(yīng)用中，服務(wù)器模式和客戶端模式需要與某種控制代碼結(jié)合使用。這種代碼能根據(jù)接收到的消息或用戶輸入采取動(dòng)作。服務(wù)器模式和/或客戶端模式與控制邏輯相結(jié)合，就得到控制模式。 藍(lán)牙Mesh模式具有能夠擴(kuò)展其他模式的功能。該功能允許有不同功能的Mesh節(jié)點(diǎn)受同一條消息控制。 還是以照明應(yīng)用為例，亮度可調(diào)燈泡一般會(huì)具有燈泡亮度服務(wù)器模式，而部分燈泡是利用輸出可調(diào)服務(wù)器模式來(lái)控制輸出功率，進(jìn)而控制燈光亮度，而基本藍(lán)牙Mesh燈泡在多數(shù)情況下只有開(kāi)/關(guān)服務(wù)器模式。然而，燈泡亮度服務(wù)器模式能夠擴(kuò)展開(kāi)/關(guān)服務(wù)器模式和輸出可調(diào)服務(wù)器模式功能，這意味著開(kāi)/關(guān)客戶端發(fā)出的開(kāi)/關(guān)消息可以控制所有三種類型燈泡的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，無(wú)論它們?cè)臼欠窬哂虚_(kāi)/關(guān)服務(wù)器模式。 元素的狀態(tài)存儲(chǔ)在服務(wù)器或者客戶端模式的狀態(tài)列表中。每種狀態(tài)都是一個(gè)特定類型的值。除了值以外，狀態(tài)還包括與之有關(guān)的行為。這些狀態(tài)都由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟定義。例如，一個(gè)帶有開(kāi)/關(guān)功能的燈泡或?yàn)⑺?a target='_blank' class='arckwlink_none'>控制器的開(kāi)/關(guān)服務(wù)器會(huì)有一種稱為通用開(kāi)/關(guān)的狀態(tài)。這種狀態(tài)只有兩個(gè)值，開(kāi)和關(guān)。這適用于燈泡或?yàn)⑺骺刂破饕活惖脑O(shè)備?！巴ㄓ谩币辉~的意思是這種狀態(tài)及其行為可適用于不同類型的Mesh設(shè)備。 相關(guān)閱讀： 本文轉(zhuǎn)載自：Cypress賽普拉斯半導(dǎo)體 免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。 (mbbeetchina)