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蓝牙Mesh

大范围、高可靠、易部署、低功耗,Realtek 蓝牙 Mesh 赋能智能物联新生态。

蓝牙Mesh协议是基于蓝牙低功耗(BLE)技术构建的去中心化多对多通信协议,专为大规模设备组网设计。其采用自组织网络架构,通过中继转发机制突破传统点对点通信限制,适用于智能家居、工业自动化等高密度低功耗场景。其核心优势在于:

  •  无需中心节点:采用多路径广播传递机制,节点自主中继转发,消除单点故障风险,保障网络高可靠性。
  •  中继转发机制:消息通过动态生存时间( TTL )控制跳数,中继节点逐级转发,实现广域网络覆盖。
  •  手机直连便捷:通过代理节点(Proxy Node)实现手机与Mesh网络的无缝交互。
  •  低功耗优化:支持Friend-Low Power节点协作,传感器类设备可休眠数年。
  •  强安全性:分层加密(网络层+应用层)、动态密钥刷新抵御中间人攻击、序列号机制防止重放攻击。

应用场景

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蓝牙Mesh网络能够在智能家居中实现高效的设备联动,提升用户的使用体验。通过蓝牙Mesh网络,用户可以使用手机或语音控制网关来操作设备、实时管理灯光、安防系统和环境控制设备等。

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蓝牙Mesh网络的中继机制能够覆盖工厂复杂环境,支持上万节点组网。该网络可实时传输设备数据至控制中心,通过泛洪转发和定向转发机制保障通信可靠性,从而实现产线自动化与预测性维护。

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用户可以通过蓝牙Mesh网络轻松控制商场或停车场内的数千盏灯具。利用蓝牙Mesh网络的组播地址功能,用户还可以实现灯具的分区管理。该照明系统通过使用蓝牙Mesh网络实现动态分区调光和能耗监控,还可以进行远程批量固件升级,从而降低布线成本与运维复杂度。

智能家居
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蓝牙Mesh网络能够在智能家居中实现高效的设备联动,提升用户的使用体验。通过蓝牙Mesh网络,用户可以使用手机或语音控制网关来操作设备、实时管理灯光、安防系统和环境控制设备等。

工业控制
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蓝牙Mesh网络的中继机制能够覆盖工厂复杂环境,支持上万节点组网。该网络可实时传输设备数据至控制中心,通过泛洪转发和定向转发机制保障通信可靠性,从而实现产线自动化与预测性维护。

商业照明
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用户可以通过蓝牙Mesh网络轻松控制商场或停车场内的数千盏灯具。利用蓝牙Mesh网络的组播地址功能,用户还可以实现灯具的分区管理。该照明系统通过使用蓝牙Mesh网络实现动态分区调光和能耗监控,还可以进行远程批量固件升级,从而降低布线成本与运维复杂度。

基本工作原理

蓝牙Mesh系统架构

蓝牙Mesh协议采用分层架构来有效实现组网与通信,其主要组成部分及功能如下:

承载层(Bearer Layer):基于BLE广播信道与GATT连接,实现节点间基础数据传输。
网络层(Network Layer):定义设备地址(单播/组播/广播)与消息转发逻辑,中继节点根据TTL值逐跳(定向/泛洪)广播,自动扩展网络覆盖。
传输层(Transport Layer):分段重组长数据包,通过AppKey隔离不同应用数据。
接入层(Access Layer):规范数据格式与操作指令(如开关/调光),绑定设备状态与消息类型。
模型层(Model Layer):预定义标准化行为模型(如灯光/传感器),描述设备功能与交互逻辑,支持快速开发。

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蓝牙Mesh配网

配网(Provisioning)是将新设备安全地接入Mesh网络的关键流程。通过Advertising广播或GATT连接两种方式,设备与配网器(如手机或网关)进行交互,确保网络的扩展性与安全性。整个流程分为三个阶段:

1. 设备发现:未入网设备通过信标(Beacon)广播其存在,配网器扫描并选择连接的目标设备,邀请其入网。
2. 身份认证:设备与配网器通过ECDH(椭圆曲线Diffie-Hellman)算法建立安全信道,设备生成公钥并与配网器交换,防止中间人攻击。
3. 密钥分发:配网器向设备分配网络密钥(NetKey)、当前IV Index值及单播地址,以便其加入网络。

在此过程中,设备之间交换必要信息并进行能力协商,建立可靠连接。每个新设备获得独特身份,使网络在发现新设备时能进行动态调整,优化整体效率,支持智能建筑和智能家居的大规模设备连接。

蓝牙Mesh Proxy

蓝牙Mesh Proxy功能允许传统蓝牙设备(如智能手机和平板电脑)与蓝牙 Mesh 网络交互,使非Mesh设备能够访问和管理网络节点。
支持蓝牙Mesh Proxy的节点作为桥接器,在蓝牙低功耗(BLE)模式与Mesh模式之间进行通信桥接。通过建立BLE连接,传统蓝牙设备可以与Proxy节点交互,利用Mesh Proxy GATT服务发送控制命令。随后,Proxy节点将这些命令转换并传输至Mesh网络内的目标节点。

这种机制不仅简化了设备与Mesh网络的集成,还允许用户使用现有的智能设备管理和监控整个网络,提升了蓝牙Mesh网络的便捷性与功能性。

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蓝牙Mesh Model

蓝牙Mesh Model是定义设备功能和交互方式的核心规范。它分为两类:标准模型(由蓝牙技术联盟制定,确保跨厂商兼容性)和自定义模型(允许厂商扩展特殊功能)。每个Model都代表特定功能,如灯光控制或环境监测。
设备间通过客户端-服务端架构与发布/订阅模式实现动态协作:
1. 指令交互:客户端(如手机APP)发送Set/Get指令,服务端(如灯具)响应Status状态。
2. 组播通信:设备将数据发布至组地址(Group Address),订阅该地址的设备自动触发响应。
3. 智能联动

  • 状态绑定:跨Model关联参数
  • 场景预设:通过Scene Server一键触发多设备状态组合

规格参数

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Mesh网络特性
  • 网络容量:单网络最多支持 32,767 节点
  • 消息转发:管理泛洪和定向转发
  • 安全特性:AES-CCM数据加密、ECDH加密配网、序列号防重放攻击
  • 设备兼容:支持手机或平板电脑等设备接入
  • 低延迟响应:200+节点同时响应,延迟<100ms
  • 高成功率:Full Scan,控制成功率>99%
  • 高稳定性:复杂网络中长时间稳定运行
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Mesh 1.0 Features
  • Relay
  • Proxy
  • Low Power
  • Friend
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Mesh 1.1 Features
  • Enhanced Provisioning Authentication
  • Remote Provisioning
  • Private Beacons
  • Directed Forwarding
  • Subnet Bridge
  • Binary Large Object Transfer
  • Device Firmware Update
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Mesh Models & Profiles
  • Generic Models
  • Sensor Models
  • Time and Scene Models
  • Lighting Models
  • NLC Profiles

优点

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性能卓越

Mesh协议栈经实际项目验证,针对性优化,具备优异的通信效率、可靠性以及稳定性。同时支持ADV广播与GATT连接并行运行,满足大规模应用场景的高效通信需求。 

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成熟稳定

已对接多家IoT智能生态平台,实现大批量出货,方案成熟稳定。

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全栈开发支持

覆盖网关端、设备端和手机端的完整解决方案,三大终端平台均有成熟开发经验,支持各类项目快速落地。

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SoC 解决方案

功能完备的Mesh SDK开发包,支持Mesh网络中的Provisioner和Device开发,并提供丰富的产品原型工程,帮助开发者轻松构建和扩展多种设备产品。 

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移动端解决方案

功能齐全的移动端SDK(支持iOS/Android),提供全面的设备管理和控制功能,同时具备直观的用户界面和可扩展的架构,帮助开发者快速创建稳定且高效的移动应用。

产品应用

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实现指导

1
确定产品角色与芯片选型

a)根据产品功能(如照明、传感器、网关等)选择合适的蓝牙Mesh角色。
b)参考 选型表 完成硬件选型。

2
获取开发套件

a)在 网上商城 购买官方评估板。
b)通过 开发者门户 下载SDK工具包(含Mesh协议栈、基础示例代码以及配置工具)。

3
组网与功能开发

a)组网配置:使用Provisioning角色完成设备入网与密钥分发。
b)场景化开发:基于Model规范实现设备功能(如Lighting相关Models调光控制)。

4
测试与认证

a)功能验证:消息收发成功率测试与多节点压力测试。
b)认证准备:参考 蓝牙认证

5
量产部署

a)使用 量产工具 烧录设备。
b)集成OTA升级功能,使用 OTA工具 保障后续维护。

推荐硬件

型号
RTL8762CMF RTL8762EMF RTL8762EMF-VS RTL8762GKH

MCU

CM4F 40M

CM0+ 40M

CM0+ 40M

CM55 125MHz

Flash

512KB

512KB

1024KB

1024KB

RAM

160KB

104KB

104KB

384KB

Tx/Rx

7.9mA/7.3mA

5.9mA/5.3mA

5.9mA/5.3mA

6.9mA/5.6mA

PWM

8

6

6

10

UART

3

2

2

6

Operating temperature

-40 ~ 105°C

-40 ~ 85°C

-40 ~ 85°C

-40 ~ 85°C

Package (mm)

QFN40, 5x5

QFN40, 5x5

QFN40, 5x5

QFN48, 6x6

Bluetooth LE Qualification

Core 5.4

Core 5.4

Core 5.4

Core 5.4

Bluetooth Mesh Qualification

Mesh 1.1

Mesh 1.1

Mesh 1.1

Mesh 1.1

Features

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Supported Features