蓝牙mesh:以“安全、可靠、可扩充”的连接驱动创新

2017-09-08 18:00:54 来源:EEFOCUS
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蓝牙一直是手机和电脑的标配,但很多人使用的次数却很少,今年随着共享单车的大力推广,很多人都发现了打开蓝牙更容易扫开单车车锁;另外,配有蓝牙功能的电脑可以直接使用蓝牙鼠标和蓝牙键盘,而不需要配置那个U盘式的发射接收器。这些都是点对点连接,如果我们把使用范围扩大,比如楼宇中的成千上百只灯泡,如何才能实现同时控制开关?这恐怕点对点的连接方式就无法支持了。值得庆幸的是,在推出蓝牙5之后,蓝牙联盟近期又宣布支持蓝牙mesh网络。全新的mesh功能提供多对多设备传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信效能,适用于需要为数以万计个设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。

 

可大量扩充,单一网络支持32,000个节点
人们对mesh网络的第一印象就是单一网络可以连接数量巨大的设备,蓝牙mesh就是面向大型网络需求而量身定制的,在单一网络中可支持多达32,000个节点,目前部署于拥有超过1,000个节点的网络之中。在高密度照明和传感器部署的常见商用和工业环境中,网络规模能够迅速扩展;另外,蓝牙的高速无线电和小型封包结合起来,能以超音速的信息传递,让单一个电灯开关能够同时控制工厂中的数百个电灯;再有管理型洪讯中继架构结合其群发消息的发布/订阅方式,让蓝牙mesh能够处理楼宇自动化解决方案中大量多路广播消息流量。

 


蓝牙技术联盟市场副总裁孔德容先生

 

多路径传输,确保网络可靠性
对于大型网络,用户还很看中可靠性,因为大型网络一旦发生中断,在工厂中会造成设备损坏,严重的可能会耽误产品交期,工厂承受重大的经济损失。蓝牙技术联盟市场副总裁孔德容解释,“mesh网络的可靠性有赖于从一台设备向另一台设备传递信息的能力。蓝牙mesh网络采用点对点通信和多通道信息中继来确保信息传递不受干扰。有了蓝牙mesh,所有节点彼此之间就能直接通信。无需集中化的中枢或路由节点,因此不会出现单点故障。除了易于部署和管理之外,蓝牙mesh采用了受控的网络泛洪中继架构,其固有的多路径和自愈特性可确保可靠的信息传递。”

 

安全性:多层保护消除用户的后顾之忧
自从物联网兴起以后,我们就一直在讨论连网设备的安全问题,新闻上也多次报道冰箱被攻击,垃圾桶被攻击,以及家庭网络被攻击后生活会陷入一片混乱。蓝牙作为一种无线连接方式,必然也存在各种安全风险,通过怎样的技术手段才能确保网络系统更安全?孔德容介绍,“蓝牙mesh采用了一种安全性架构,它能够解决部署大型无线设备网络的公司所面临的安全性问题。”

 

安全级别可达到政府级安全性: 添加至网络的设备可预置256位椭圆曲线和带外(Out-of-Band)认证。所有mesh通信均由具有128位密钥的AES-CCM提供保护,以确保所有mesh信息都得以加密和认证;第二,由多层保护: 在网络层和应用层均实施了加密和认证。网络中的所有节点都无需读取消息内容,就能对其进行中继转发。内容由独立的应用密钥提供保护,可实现真正的端到端安全性;第三,针对隐私保护,每个mesh封包都会进行模糊化处理,抹去消息中的任何识别信息。这能够防止他人追踪mesh设备,尤其是当那些设备处于其他网络覆盖范围之内时。另外,在蓝牙mesh中,安全性则为强制性的。网络、个人应用和设备都必须是安全的,不能以任何方式关闭或降低安全性。

 

多次互联互通测试,让用户放心
市面上的mesh网络有很多,但大部分是私有mesh,即只能在特定的品牌范围内实现连接,其它品牌无法兼容,而蓝牙mesh致力于多品牌间的互联互通。在蓝牙mesh规格中,模型定义了网络上节点的行为,且模型是不可变的。这意味着一旦采用了某种模型,它就永远不会改变。正因模型是不可变的,就确保了今年购买的电灯开关三十年后也依然能控制届时购买的灯泡。互通性测试在规格发布之前就已完成,在蓝牙mesh网络规格的开发过程中,2年间共开展过15次互通性测试,1400多个案例顺利通过测试。

 

在发布会现场,蓝牙联盟的很多合作伙伴也带来了已经开发好的产品:

无线充电系统管理:未来咖啡店里会配置多个无线充电座垫,智能手机放在垫子上就可以充电,其中这些垫子就可以作为节点组成mesh网络,店主可以通过APP查看哪些手机已经充电完成,让后可以对其关闭,实现节能的目的。


智能插座:通过蓝牙可以控制插座的开关


移动台灯:灯泡通过蓝牙mesh组网,用户通过手持端的APP可以对灯实现开关、调光、调色等操作。


东芝的低功耗蓝牙解决方案:支持蓝牙mesh组网和Scattement组网。工程师解释,蓝牙mesh组网方式以广播的形式发送数据,接收方无法向发射方发射信息;Scattement组网方式可以实时连接,发射方和接收方可以相互发送信息。
 

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作者简介
郭云云
郭云云

与非网北京站编辑,网名:咖啡不解困。混迹在电子社区,混迹在电子产业圈,虽不如工程师懂技术但也算半个电子人,喜欢听别人讲故事,喜欢思考电子圈的是是非非,更喜欢发表自己的“正理邪说”,时刻保持对所见所得的思考。

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