蓝牙Mesh标准：构建低能耗多点网络的基石

蓝牙Mesh规格（BLE Mesh）是一项于2017年发布的创新标准，旨在为蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy, BLE）无线技术提供一个可互操作的网络解决方案。它支持多对多、多跳（multi-hop）拓扑结构，允许设备之间建立广播和中继通信，采用泛洪或涟漪式传播，主要适用于信号传输而非大容量数据交换。蓝牙Mesh强调信号传递，适合于传感器网络、智能家居等场景，具有多级别的安全保护以及显著的通信范围扩展。 在蓝牙Mesh的体系中，存在几种角色类型： 1. **中央-外围**：这是传统的蓝牙连接模式，两个设备间进行有连接的交互，如手机与传感器。传感器作为外围设备，用户设备如手机或PC作为中央节点控制数据流。 2. **观察者-广播器**：观察者通过扫描广告数据包来获取信息，而广播器则向所有扫描者发送数据，这对实现全网覆盖特别有效。 3. **节点类型**： - **GATT Client**: 作为客户端处理GATT（Generic Attribute Profile）请求。 - **GATT Proxy**: 代理其他节点间的GATT交互，简化网络管理。 - **Relay**: 中继节点转发消息，扩大通信范围。 - **Friend Node**: 具备更多功能的节点，参与更复杂的通信任务。 - **Low-Power Node**: 节能设计，适用于电池寿命有限的设备。 - **Provisioner**: 负责网络设置和设备配对，通常用于初始配置。 节点的生命周期管理包括： - **Node Reset**: 设备复位过程。 - **Provisioning**: 包括ECDH（Elliptic Curve Diffie-Hellman）密钥交换、OOB（Out-of-Band）方法、网络密钥和地址分配。 - **Configuration**: 设定节点组成、应用密钥、组订阅与发布等。 - **Blacklisting**: 防止恶意节点接入，通过定期刷新密钥维护安全性。 - **Node Composition**: 组织和管理网络元素与模型，确保高效运作。 每个物理设备（Node）由多个元素（Element）构成，这些元素负责特定的功能，如传感器数据采集、照明控制或安全访问。通过细致的设计和丰富的节点类型，蓝牙Mesh提供了灵活且可靠的数据传输环境，为物联网（IoT）应用提供了强大的基础。