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蓝牙Mesh技术

 

自2017年7月,蓝牙标准联盟(SIG)发布BT Mesh规范以来,在阿里巴巴、小米、涂鸦等平台厂商的大力推动下,在芯片原厂、方案商、品牌商、开发者的共同努力下,BT Mesh市场成长迅速,无论是支持Mesh的产品品类数量,还是用户体验都得到大的提升。此外,还有很多解决方案提供商基于Mesh技术开发的无线组网方案广泛应用在智能家居、智慧酒店、教育照明,舞台摄影等领域,取得了很大的成功。

Realtek是最早发布Mesh解决方案的芯片原厂之一,RTL8762系列产品提供完整的BT Mesh解决方案,其完整性不仅表现在既可以当Mesh Device,又可以充当Mesh Provisioner角色,还表现在既支持基于广播数据通信的标准Mesh,又支持基于GATT连接的私有Mesh,两种Mesh技术相互补充,各有所长。

基于SIG 的标准Mesh网络,其拓扑图如下图所示:

RTL8762x能提供上述框架图中所有方案:

1.手机Mesh Apk通过Proxy方式接入Mesh网络

2.基于低占空比扫描实现的超低功耗单火线开关方案

3.基于Friend/LPN Feature实现的低功耗门磁方案

4.蓝牙转红外设备,将传统的红外设备也接入Mesh网络

5.同时支持标准Mesh以及传统遥控器控制的双模电动窗帘方案

6.快速OTA

标准SIG Mesh是基于泛洪广播的通信模式,该通信模式决定了它的有效带宽很小,每笔数据最多携带11个字节有效数据,每秒有效传输小于1K字节。因此,SIG Mesh不适合应用在数据量较大的应用场景中。此外ADV-SCAN通信效率低,设备功耗高。

基于GATT Connection的私有Mesh网络

RTL8762x支持主从一体功能,最多支持“3主8从”,即RTL8762x能被3个主机连接,同时连接8个从机,利用该Feature,可以搭建一套基于GATT连接的私有Mesh网络,实现设备的自组网功能。

每个主机连接的从机数影响从机分配的时间带宽、网络拓扑级数、连接稳定性、系统延迟等,需要综合各项指标要求折中选择,一般推荐一个主机连接3~4个从机。

SIG Mesh的优势是基于统一的标准、互操作性好、安全性高,有成熟协议,实现简单,主要用于小数据量的简单通信系统,如照明控制系统。

而私有Mesh网络能够更好的满足低功耗以及大数据量通信需求,但是需要自定义通信协议,实现难度大,适合搭建封闭通信系统。

两种Mesh技术的比较:

  SIG Mesh 私有Mesh
通信模式 泛洪广播,无路由 GATT连接,有路由
有效带宽 <1KBps 最大几十KBps
传输可靠性 不可靠传输,协议层设置次数 可靠传输,必要时自动重传
信道 3个广播信道 37个数据信道
单跳延迟 约15ms 平均15ms
网络规模 数百个 数百个
低功耗@1S通信一次 100uA 20uA
系统难度 简单,有成熟协议 复杂,需要自定义协议

 

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