低能量藍牙市場在2019年估計為47.7億美元，預計在2020-2024年期間以19.7%的復合年增長率增長。這表明BLE在物聯網領域的其他無線通信協議中正在迅速普及。直到2017年7月，BLE能夠實現一對一和一對多的拓撲應用，覆蓋范圍有限。隨著 2017 年 7 月網狀拓撲結構的加入，BLE 應用進一步擴展到需要各種高能效傳感器網絡的行業的多對多拓撲。

BLE網狀網絡是如何工作的？

將新設備添加到網狀網絡的過程稱為配置，幫助新設備連接到網狀網絡的設備稱為配置器。連接到網狀網絡的每個設備稱為一個節點。節點使用消息相互通信。托管泛洪和非對稱結構技術用于控制網格流量并使其節能。

· 管理洪水

BLE 網格使用托管泛洪中繼方法將消息從源發送到目標節點。這反過來又優化了操作，以確保泛洪不會在網絡上產生大量流量。

心跳： 每個節點定期發送檢測信號消息，以通知其他節點它處于活動狀態。它還幫助接收節點計算將消息發送到檢測信號源節點所需的希望數。

斷續器： 每條消息都包含一個生存時間 （TTL） 值，該值限制消息在網絡中可以中繼的次數。每次接收和中繼消息時，TTL 值都會遞減 1。檢測信號消息可幫助源節點設置正確的 TTL 值。

消息緩存： 每個節點都為最近收到的消息維護一個消息緩存。每當節點收到消息時，它都會檢查本地緩存的中繼消息列表，如果已經存在，則忽略。

· 不對稱結構

網狀網絡由異構節點組成，考慮到電源和處理能力等配置，這些節點可能不支持4個特征中的任何一個或很少。

中繼： 允許節點作為中間節點為他人中繼消息，這有助于網狀網絡實現大覆蓋率和可靠性。

代理： 允許節點成為中介，以實現網狀網絡與不支持網狀網絡的 BLE 設備之間的通信。

低功耗： 允許對電源敏感的節點跳過始終處于活動狀態，并在編程時喚醒自己并在活動時間接收消息。

朋友： 允許與低功耗節點建立友好關系。低功耗節點的消息將發送到相關的 Friend 節點，該節點在低功耗節點處于睡眠狀態時存儲該節點的消息。當低功耗節點變為活動狀態時，它會從相關的“友”節點接收消息。

BLE網狀網絡如何在智能家居中工作？

讓我們假設一個帶有走廊和3個房間的智能家居。這將有助于我們了解BLE網格如何將消息發送到任何節點，而不在該設備的BLE范圍內。每間客房都配有至少1個燈泡。客廳和臥室也有一個恒溫器，用于控制溫度。

智能手機應用程序在單個網狀網絡中扮演配置器，添加燈泡和恒溫器的角色，通過交換消息實現它們之間的通信。

要與恒溫器T2進行通信，最直接的方法是通過blub B1-B5傳遞消息并到達恒溫器T2。然而，這條最短的路徑可能會被墻壁或家中的其他金屬器具所阻擋。在這種情況下，繼電器節點B2-B3-B4-B5可以幫助智能手機應用程序達到恒溫器T2。

智能手機應用程序用于與恒溫器T2進行通信，后者不支持BLE網格，但支持BLE。因此，智能手機應用程序必須找到一個代理節點，該節點可以作為與網狀設備進行通信的中介。Bulb B1是這里的代理節點，它從智能手機應用程序接收消息并將消息發布到整個網狀網絡。

走廊中的燈泡B3只是一個中繼節點，它在網絡中傳輸消息。燈泡 B4 和 B5 用作恒溫器 T1 和 T2 的友節點，這些節點被抽象為低功耗節點。

這是一個簡單的例子，用于演示BLE網格在智能家居中的操作。但是，BLE網格使智能家居能夠提供高級家庭自動化功能，如組，場景，計劃管理等等。

為什么支持 BLE 網格的解決方案更可取？

BLE網狀網絡提供了一定的優勢，這使得它更可取：

· 全球互操作性：一個供應商開發的產品可與另一個供應商生產的產品無縫協作，無需額外努力

· 出色的向后兼容性： 在代理概念的幫助下，BLE網格向后兼容所有不支持網格協議的BLE設備

· 成本效益： 大多數智能手機都支持BLE 4.0 / 5.0。因此，支持BLE Mesh的解決方案可以輕松利用手機，而無需客戶購買額外的硬件設備。

· 端到端安全性： 在BLE網格中，安全性是強制性的，不能關閉。它提供了從配置過程到處理消息的完整流程安全設計

· 電源效率： BLE Mesh使用低功耗藍牙和友誼概念，與其他網狀網絡技術相比，保持功耗優化

審核編輯：郭婷