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蓝牙将成为智能楼宇首选协议

关键词:蓝牙智能楼宇设备蓝牙mesh网络

时间:2019-08-02 16:00:31       来源:互联网

预计至2023年,蓝牙智能楼宇设备的年出货量将超过3.74亿,届时开发者和工程师们将迎来诸多机遇,持续投身于这场蓝牙mesh网络的变革。那么,mesh究竟为何让大家都为之着迷呢?

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全新的蓝牙mesh功能支持多对多设备通信,且针对大规模设备网络的创建进行了优化。自2017年7月发布以来,蓝牙mesh已成为大规模设备网络的优选。目前已有来自领先的芯片、堆栈、组件和终端产品供应商的200多款具备mesh网络功能的产品获得认证。
 
蓝牙mesh网络功能的背后有着巨大的发展动力,阿里巴巴和小米等智能家居市场领域的大型厂商都制定了战略平台决策,为采用其智能家居平台的开发者提供蓝牙mesh网络支持。
 
商业和工业环境需要一种完善的解决方案,使其能够在稳定且低延迟的大规模设备网络中,可靠且安全地连接成百上千台设备。实际上,为实现整个设施的自动化或商用级无线传感网络而选择的智能楼宇协议,将决定整体解决方案或产品发布的成败。
 
可靠性

 
网状网络可靠性的判定是依据其从一台设备向另一台设备传递消息的能力。蓝牙mesh也不例外,它使用两种形式的消息中继来确保不间断的消息传递——对等通信(peer-to-peer communications)和多路径消息中继(multipath message relay)。但这两种方法究竟是怎样的,其工作方式如何呢?
 
通过蓝牙mesh的对等消息传递,所有节点能够直接相互通信。它不存在集中式中枢,也就是说如果一个节点发生故障,不会发生多米诺骨牌效应,网络不会出现单点故障。多路径消息传递使蓝牙mesh能够使用管理型泛洪(managed flood)消息中继架构,该架构可通过自我修复来实现可靠的消息传递。如果路径受阻,则消息可简单地经由其替代性路径传递,从而让无线安装实现像有线系统一样的无故障性能和可扩展性。
 
安全性
 
关于智能楼宇的应用,探讨最多的问题之一就是安全性。蓝牙mesh网络是否具有相应的安全架构,它能够解决部署大规模无线设备网络的公司所迫切关注的问题吗?答案是肯定的。为确保所有mesh消息都经过加密和验证,所有通信都会使用带有128位密钥的AES-CCM进行保护,这本质上是一种需要安全机密性和政府级认证的加密算法。
 
不要认为这一切都在同一层(layer)上。蓝牙mesh安全的核心是三种类型的安全密钥——设备密钥、应用密钥和网络密钥。这些密钥可以从不同方面为蓝牙mesh网络提供安全性,并实现蓝牙mesh网络安全性的关键功能——关注点分离(separation of concerns)。当在网络层面中继消息时,不必读取内容;若要读取内容,只能使用另外的应用密钥消除保护,从而提供真正的端到端安全性。
 
最后,所有mesh数据包都是经混淆的,使消息难以被解读,并且消息中任何识别信息都被移除。这就能够防止其他人跟踪mesh网络设备,尤其是当网络安全性变得越来越重要,且设备持续处于一系列其他网络中的时候。
 
互通性
 
全球各地的不同供应商和企业所拥有的产品需要实现协同工作。蓝牙mesh提供多厂商互通性,确保您从一家厂商购买的产品能够与其他厂商的产品完美地协同工作。互通性在各个行业都不可或缺,蓝牙mesh是实现真正多厂商互通性的重要一步。
 
蓝牙mesh能够使数千台设备相互通信且不存在兼容性问题,同时能满足商用及工业性能要求。通过蓝牙mesh网络可为具有数千个节点的工业和商用网络提供支持。高密度照明和传感器部署在这些领域中很常见,且必须能够快速扩展网络规模,而蓝牙mesh正是针对这些大规模网络需求而量身定制的。
 
所有级别的蓝牙技术都是完全规范(fully specified)的,通过独特的全栈方法(full-stack),定义了从底层无线电到上层应用的所有内容。所谓“不可变性(immutability)”是指模型(model)和网络中所用的节点永远适用标准。例如,如果您今年购买了一个电灯开关,那么您仍然能够使用它来控制30年后购买的灯泡。
 
蓝牙技术的扩展

 
蓝牙技术的功能远不止于mesh网络本身,它还能为您的产品带来显著的附加价值。如果您要添加蓝牙mesh网络支持,可将蓝牙芯片本身作为Beacon,从而提供本地化信息、资产跟踪及导航服务。
 
基于位置服务的解决方案通常分为两类:接近类解决方案和定位系统。接近类解决方案包括物品追踪解决方案(如个人财物标签)及地标信息解决方案(如接近类感知Beacon);而定位系统则包括可用于资产跟踪的实时定位系统(RTLS)和可用于室内导航的室内定位系统(IPS)。这些超越了mesh本身的增值功能使蓝牙成为能够提供更丰富的智能楼宇解决方案的技术提供商。
 
今年1月,蓝牙技术联盟发布了全新的寻向功能,使蓝牙设备能够明确蓝牙信号的方向。这一新功能包含能够识别设备方向的蓝牙接近类(proximity)解决方案,以及具备厘米级位置精度的蓝牙定位系统,进而使蓝牙能够满足全方位的定位用例,并进一步将蓝牙打造成为智能楼宇领域的首选协议。
 
如今,蓝牙作为领先的低功耗无线连接技术,可用于在设备间传输音频、数据或广播信息。

现在,随着mesh网络功能的引入和对蓝牙定位服务的进一步支持,蓝牙将进一步促进工业自动化、互联照明、智慧城市的应用,以及其他工业物联网和高级智能楼宇解决方案的发展。

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