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潛入藍(lán)牙m(xù)esh海洋深處

2018-04-02 15:05:30   作者:藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟EMEA開(kāi)發(fā)關(guān)系經(jīng)理 Martin Woolley   來(lái)源:CTI論壇   評(píng)論:0  點(diǎn)擊:


  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)讓您在無(wú)線設(shè)備之間得以建立多對(duì)多的通信關(guān)系,并且可以讓設(shè)備將數(shù)據(jù)中繼到自身無(wú)線電傳輸范圍以外的其他設(shè)備。通過(guò)這種方式,藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)能夠跨越廣泛的物理區(qū)域,支持?jǐn)?shù)十、數(shù)百、乃至數(shù)千臺(tái)設(shè)備。
  mesh開(kāi)發(fā)的目的
  mesh拓?fù)涮峁┝俗罴训钠脚_(tái),能夠滿(mǎn)足從建筑自動(dòng)化到傳感器網(wǎng)絡(luò)等商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域日益普遍的通信需求。因此,藍(lán)牙m(xù)esh致力于提供:
  • 大面積覆蓋
  • 直接的互通性
  • 設(shè)備監(jiān)控
  • 低功耗
  • 效率及可拓展性方面的優(yōu)化
  • 與智能手機(jī)、平板電腦和PC的兼容性
  • 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、政府級(jí)的安全性
  針對(duì)解決工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要解決的挑戰(zhàn),其他支持mesh拓?fù)涞牡凸臒o(wú)線技術(shù)并非最優(yōu)選擇。數(shù)據(jù)傳輸速率低、跳數(shù)有限、可擴(kuò)展性的限制、以及缺少移動(dòng)設(shè)備支持等因素都阻礙了新物聯(lián)網(wǎng)解決方案的發(fā)展;诘凸乃{(lán)牙(Bluetooth LE)堆棧創(chuàng)建的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)mesh技術(shù)使我們能夠滿(mǎn)足這些要求,且不受相關(guān)限制和約束。
  消息導(dǎo)向的通信
  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)使用發(fā)布/訂閱消息系統(tǒng),讓設(shè)備能夠?qū)⑾l(fā)送到設(shè)備組,例如“工廠照明 ”。當(dāng)設(shè)備向一組地址發(fā)布消息時(shí),訂閱該地址的所有其他設(shè)備都會(huì)收到該消息的副本,對(duì)其進(jìn)行處理并作出回應(yīng)。
  可以想象一下,某工廠里安裝了一套戶(hù)外照明系統(tǒng)。每臺(tái)照明燈都配置為訂閱“工廠照明消息。當(dāng)藍(lán)牙m(xù)esh照明開(kāi)關(guān)向“工廠照明”地址發(fā)送“開(kāi)啟(ON)”消息時(shí),工廠內(nèi)所有照明燈都會(huì)接收到“開(kāi)啟(ON)”這一消息,并通過(guò)開(kāi)啟照明以做出回應(yīng)。
  中繼
  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)讓設(shè)備能夠在廣范圍內(nèi)相互通信,也因此成為了商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)或辦公樓的理想選擇。這些設(shè)施中的墻壁和其他物理屏障可能會(huì)妨礙設(shè)備間的直接無(wú)線電通信。為解決這一問(wèn)題,藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)讓您能夠?qū)⒁恍┰O(shè)備指定為“中繼設(shè)備”。
  中繼設(shè)備會(huì)對(duì)接收到的消息進(jìn)行重新傳輸,將其發(fā)送至原始消息發(fā)布設(shè)備的無(wú)線電范圍以外的設(shè)備。一則消息可被多次中繼,最多可達(dá)127跳。
  管理型網(wǎng)絡(luò)泛洪
  在藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)中,消息并非沿特定路徑傳輸,而是傳輸范圍內(nèi)的所有設(shè)備都會(huì)收到消息。那些充當(dāng)中繼的設(shè)備會(huì)將消息轉(zhuǎn)發(fā)給其傳輸范圍內(nèi)的所有其他設(shè)備。
  采用網(wǎng)絡(luò)泛洪方式,不需要任何設(shè)備作為中央路由器。采用中央路由器時(shí),如果它發(fā)生故障,就可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法運(yùn)行。特定通信線路出現(xiàn)不可用的情況時(shí),也可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成災(zāi)難性的影響,這都可以通過(guò)泛洪的方式來(lái)避免。泛洪方式讓消息能夠通過(guò)多條路徑得以傳輸,從而形成更加可靠的網(wǎng)絡(luò)。
  優(yōu)化能源使用
  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)包括若干能夠優(yōu)化單一設(shè)備和整體網(wǎng)絡(luò)能源使用的措施。
  所有數(shù)據(jù)包可能都會(huì)限制消息中繼時(shí)的跳數(shù)。每隔一段時(shí)間發(fā)送的一次TTL (Time to Live) ,讓網(wǎng)絡(luò)能夠了解其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及每臺(tái)設(shè)備的跳數(shù),這樣即可避免不必要的消息中繼。同時(shí),每臺(tái)設(shè)備還包含一個(gè)消息緩存,因而可以確認(rèn)之前是否已看到過(guò)該消息,丟棄冗余并避免不必要的消息處理。
  另外,功率受限的設(shè)備(例如電池供電的傳感器)可被指定為低功耗節(jié)點(diǎn)。低功耗節(jié)點(diǎn)與指定為好友節(jié)點(diǎn)的一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備協(xié)同工作。好友節(jié)點(diǎn)作為低功耗節(jié)點(diǎn)的代表,不但可存儲(chǔ)消息,而且能當(dāng)?shù)凸墓?jié)點(diǎn)需要時(shí)才將消息傳送給它。這種與好友的協(xié)同工作的方式能夠讓低功耗節(jié)點(diǎn)以對(duì)于設(shè)備來(lái)說(shuō)合理的任何頻率來(lái)規(guī)劃無(wú)線電使用,接收消息,并且可以是相對(duì)于一直收聽(tīng)消息的情況下要低得多的頻率。
  安全性
  安全性 是藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的核心,其使用是強(qiáng)制性的。每個(gè)數(shù)據(jù)包都經(jīng)過(guò)加密和驗(yàn)證。通過(guò)正確使用序列號(hào)可防止中繼攻擊。在重要的程序中,可通過(guò)使用非對(duì)稱(chēng)性密碼來(lái)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受中間人攻擊(Man-in-the-Middle Attack)。而針對(duì)使用丟棄設(shè)備的垃圾桶攻擊(Trash Can Attack),可通過(guò)定期安全密鑰刷新來(lái)進(jìn)行管理。
  安全分級(jí)考量 (Separation of Concerns)是藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)安全中體現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)重要原則。網(wǎng)絡(luò)的安全性與照明、供暖或物理建筑安全等個(gè)人應(yīng)用的安全性彼此獨(dú)立。不同的安全密鑰會(huì)分別用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)層操作(例如中繼)或應(yīng)用特定的消息內(nèi)容。例如,燈泡可訪問(wèn)由照明燈開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤膽?yīng)用程序密鑰。相同的燈泡可將來(lái)自訪問(wèn)令牌的消息中繼到前門(mén)的鎖中,但是無(wú)法查看這些消息的應(yīng)用層內(nèi)容。
  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)
  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)是一種高效且用途明確的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),它的出現(xiàn)旨在滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的苛刻要求。因此,我們希望看到它能夠被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域,尤其是商業(yè)照明,它是藍(lán)牙m(xù)esh非常振奮人心的應(yīng)用之一,這種應(yīng)用能夠讓您將照明打造為其它建筑服務(wù)的無(wú)線平臺(tái),例如資產(chǎn)跟蹤和定位功能。
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