簡單一文帶你快速的了解藍牙發展歷程並介紹藍牙Mesh技術的基本概念

藍牙技術作為一種通用通信技術,最主要的功能就是取代了數據電纜的傳輸,用於攜帶型設備及其應用。本文介紹藍牙無線技術的不斷革新與進步。

2004年,藍牙技術聯盟推出了藍牙2.0+EDR,使得藍牙傳輸速率達到了2.1Mbps(262.5KB/s);

2009年發布了藍牙3.0+HS(Hight Speed),將數據傳輸速率提高到了24Mbps(3MB/s)的理論值;

在2010年發布的藍牙4.0包含三種協議,分別是傳統藍牙(Classic Bluetooth)、低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)和高速藍牙技術(Bluetooth High Speed)。其中低功率藍牙(BLE),極大地降低了藍牙設備的通信電力負擔;

在2014年,藍牙4.2版開始支持6LoWPAN(基於IPv6的低速無線個域網標準),使得藍牙設備更易於接入互聯網;

到2016年,藍牙5的推出對低功耗設備,進一步提升了通信速率,並且能夠結合wifi對室內的設備位置進行輔助定位;

2017年7月19日,藍牙技術宣布全面支持Mesh網狀網路。

縱觀藍牙技術的發展歷程,SIG不斷地追求著「傳輸速率、低功耗、網路接入和安全配對」等無線連接的性能,以滿足各種應用對近距離通信的需求。從「以人為中心的邊緣網路」逐漸拓展到所有物聯網邊緣場景;而藍牙Mesh組網技術更是適用於整個物聯網市場,包括消費領域和工業領域。

*藍牙Mesh定義*

嚴格意義上來講,藍牙Mesh技術其實並非無線通信技術,而是一種網路(組網)的技術,用於構建「多對多通信連接」的網路。而低能耗藍牙技術則為無線通信技術。所以,藍牙Mesh是建立在低功耗藍牙之上的通信網路。

*藍牙Mesh技術的基本概念*

藍牙Mesh整體上可以分成應用層和網路層,這兩層都具有鮮明的層次化設計,有利於開發者進行網路部署及應用的開發。

1、應用層

在應用層面,SIG對藍牙設備的功能進行了多層次的封裝:節點-元素-模型-狀態。

2、網路層結構

藍牙Mesh網路是搭建在低功耗藍牙技術(BLE)構架之上的,其網路的層次構架為:BLE層---承載層---網路層---傳輸下層---傳輸上層---接入層---基礎模型層---模型層。

BLE層:低功耗藍牙連接層,實現節點之間的無線通信連接,是實現Mesh網路的基礎。

承載層:定義了如何使用底層BLE協議棧傳輸網路PDU(協議數據單元)。承載方式分為2種:廣播承載和GATT承載。

網路層:定義了各種消息的地址類型、格式,完成數據的網路定址和轉發。

傳輸下層:主要負責網路中傳送的PDU的分片和重組。

傳輸上層:負責對上層應用數據進行加密、解密和認證。

接入層:定義應用的數據格式,以及如何使用傳輸層的服務(網路服務)。同時能夠定義、控制在傳輸層中的數據加密和解密過程,並對於傳輸層送達的數據進行驗證。

基礎模型層:實現應用層與Mesh網路協議的適配,定義了其中的消息、狀態等屬性。

模型層:在藍牙Mesh網路中,模型層是實現各類應用功能的基礎。

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