walker2048 发表于 2024-7-21 19:12

全能小网关|CH32V208--4. 初步学习低功耗蓝牙Mesh网络

#### 低功耗蓝牙Mesh网络介绍
BLE Mesh(蓝牙Mesh)是一种先进的Mesh网络技术,它扩展了低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy, BLE)的功能,使其能够在具有数千个节点的网络中实现强大的并发多播(多对多)通信。以下是BLE Mesh技术的一些关键特点和优势:

1. 网络拓扑结构
BLE Mesh使用低功耗蓝牙作为其信息的承载或传输方式,支持多种网络拓扑结构,如星型、树型和网状结构等,能够灵活地满足不同应用场景的需求。

2. 节点类型
在BLE Mesh网络中,有多种类型的节点:
- 普通节点:具有收发消息的功能。
- 中继节点:可以接收并转发其他节点发送的消息,扩展网络的覆盖范围和可靠性。
- 低功耗节点:为了节省电量,大部分时间处于休眠状态,只在特定的时间间隔唤醒并与网络通信。
- 朋友节点:为低功耗节点提供缓存服务,将低功耗节点休眠期间传递给它的消息保存下来,等待低功耗节点唤醒后再发送给它。
- 代理节点:可以为不支持蓝牙Mesh的BLE设备提供代理服务,将BLE设备发送的消息转换为蓝牙Mesh消息,并通过广播方式转发给网络中的其他节点。
3. 消息传输机制
BLE Mesh网络利用管理泛洪方法进行消息传输,这是一种简单可靠的消息中继形式,特别适用于低功耗无线网状网络。消息可以通过所谓的“跳跃”多次中继,最多可能有127跳,足以在巨大的物理区域中中继消息。

5. 易于部署
借助Bluetooth®技术,安装人员可以使用调试应用程序直接与Bluetooth® Mesh 网络上的节点进行通信,无需专业工程知识或互联网和云平台来支持系统的安装和运行。远程配置功能使添加新设备或更改现有设备变得更加容易。

6. 可靠性和可扩展性
Bluetooth® Mesh是专为大规模无线网络部署而设计的,具有以下特点:
分散式控制架构:智能分布在所有终端设备上,使系统以更低的成本实现更大的规模、可靠性和性能。
发布/订阅寻址方法:减少网络上的信息收发流量,实现更大的网络规模和更高的性能。
信息中继的多种选择:包括托管洪泛(Managed Flood)和定向转发,提高信息传递效率。

#### mesh网络节点图示
这里我们借用一下wch官网上的BLE mesh网络图示来举例,
1、左边和手机交互数据的灯泡就是代理节点,它负责和手机进行通信,让手机app可以控制mesh网络里的设备,获取相关信息。
2、mesh网络里的设备均为中继节点,将对应的数据包转发至目标节点,期间通过节点跳跃次数(即TTL,wch官方文档里称作生存跳数)来保证所有设备接收到消息,同时中继节点也会缓存消息,避免重复的消息二次广播。
3、最右边则是与低功耗温度计连接的朋友节点,它负责将低功耗节点与其他节点的消息传递,在低功耗节点唤醒时发送给它。


从这里我们不难看出,mesh网络的整体功耗并不会很低,中继节点都是在线的,同时由于mesh网络比较依赖广播,它的网络吞吐量也同样达不到ble的相关速率。

#### mesh网络的发送数据代码
由于我手上并没有多块ch32v208板子,现在也没有条件去测试mesh网络相关代码,简单分析一下wch文档里的mesh数据发送代码。
代码功能也是比较简单的,指定消息的app key,目的地址,重传次数,重传时间间隔,TTL等等内容,调用对应函数发送消息即可

Jacktang 发表于 2024-7-22 08:41

<p>指定消息的app key,目的地址,重传次数,重传时间间隔,TTL等等内容,调用对应函数发送消息即可,,</p>

<p>代码的功能不少</p>
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