藍牙m(xù)esh:以“安全、可靠、可擴充”的連接驅動創(chuàng)新

原創(chuàng)
2017/09/08
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藍牙一直是手機和電腦的標配,但很多人使用的次數(shù)卻很少,今年隨著共享單車的大力推廣,很多人都發(fā)現(xiàn)了打開藍牙更容易掃開單車車鎖;另外,配有藍牙功能的電腦可以直接使用藍牙鼠標和藍牙鍵盤,而不需要配置那個 U 盤式的發(fā)射接收器。這些都是點對點連接,如果我們把使用范圍擴大,比如樓宇中的成千上百只燈泡,如何才能實現(xiàn)同時控制開關?這恐怕點對點的連接方式就無法支持了。值得慶幸的是,在推出藍牙 5 之后,藍牙聯(lián)盟近期又宣布支持藍牙 mesh 網(wǎng)絡。全新的 mesh 功能提供多對多設備傳輸,并特別提高構建大范圍網(wǎng)絡覆蓋的通信效能,適用于需要為數(shù)以萬計個設備在可靠、安全的環(huán)境下傳輸?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91/">物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

可大量擴充,單一網(wǎng)絡支持 32,000 個節(jié)點
人們對 mesh 網(wǎng)絡的第一印象就是單一網(wǎng)絡可以連接數(shù)量巨大的設備,藍牙 mesh 就是面向大型網(wǎng)絡需求而量身定制的,在單一網(wǎng)絡中可支持多達 32,000 個節(jié)點,目前部署于擁有超過 1,000 個節(jié)點的網(wǎng)絡之中。在高密度照明和傳感器部署的常見商用和工業(yè)環(huán)境中,網(wǎng)絡規(guī)模能夠迅速擴展;另外,藍牙的高速無線電和小型封包結合起來,能以超音速的信息傳遞,讓單一個電燈開關能夠同時控制工廠中的數(shù)百個電燈;再有管理型洪訊中繼架構結合其群發(fā)消息的發(fā)布 / 訂閱方式,讓藍牙 mesh 能夠處理樓宇自動化解決方案中大量多路廣播消息流量。


藍牙技術聯(lián)盟市場副總裁孔德容先生

多路徑傳輸,確保網(wǎng)絡可靠性
對于大型網(wǎng)絡,用戶還很看中可靠性,因為大型網(wǎng)絡一旦發(fā)生中斷,在工廠中會造成設備損壞,嚴重的可能會耽誤產(chǎn)品交期,工廠承受重大的經(jīng)濟損失。藍牙技術聯(lián)盟市場副總裁孔德容解釋,“mesh 網(wǎng)絡的可靠性有賴于從一臺設備向另一臺設備傳遞信息的能力。藍牙 mesh 網(wǎng)絡采用點對點通信和多通道信息中繼來確保信息傳遞不受干擾。有了藍牙 mesh,所有節(jié)點彼此之間就能直接通信。無需集中化的中樞或路由節(jié)點,因此不會出現(xiàn)單點故障。除了易于部署和管理之外,藍牙 mesh 采用了受控的網(wǎng)絡泛洪中繼架構,其固有的多路徑和自愈特性可確??煽康男畔鬟f?!?/p>

安全性:多層保護消除用戶的后顧之憂
自從物聯(lián)網(wǎng)興起以后,我們就一直在討論連網(wǎng)設備的安全問題,新聞上也多次報道冰箱被攻擊,垃圾桶被攻擊,以及家庭網(wǎng)絡被攻擊后生活會陷入一片混亂。藍牙作為一種無線連接方式,必然也存在各種安全風險,通過怎樣的技術手段才能確保網(wǎng)絡系統(tǒng)更安全?孔德容介紹,“藍牙 mesh 采用了一種安全性架構,它能夠解決部署大型無線設備網(wǎng)絡的公司所面臨的安全性問題?!?/p>

安全級別可達到政府級安全性: 添加至網(wǎng)絡的設備可預置 256 位橢圓曲線和帶外(Out-of-Band)認證。所有 mesh 通信均由具有 128 位密鑰的 AES-CCM 提供保護,以確保所有 mesh 信息都得以加密和認證;第二,由多層保護: 在網(wǎng)絡層應用層均實施了加密和認證。網(wǎng)絡中的所有節(jié)點都無需讀取消息內(nèi)容,就能對其進行中繼轉發(fā)。內(nèi)容由獨立的應用密鑰提供保護,可實現(xiàn)真正的端到端安全性;第三,針對隱私保護,每個 mesh 封包都會進行模糊化處理,抹去消息中的任何識別信息。這能夠防止他人追蹤 mesh 設備,尤其是當那些設備處于其他網(wǎng)絡覆蓋范圍之內(nèi)時。另外,在藍牙 mesh 中,安全性則為強制性的。網(wǎng)絡、個人應用和設備都必須是安全的,不能以任何方式關閉或降低安全性。

多次互聯(lián)互通測試,讓用戶放心
市面上的 mesh 網(wǎng)絡有很多,但大部分是私有 mesh,即只能在特定的品牌范圍內(nèi)實現(xiàn)連接,其它品牌無法兼容,而藍牙 mesh 致力于多品牌間的互聯(lián)互通。在藍牙 mesh 規(guī)格中,模型定義了網(wǎng)絡上節(jié)點的行為,且模型是不可變的。這意味著一旦采用了某種模型,它就永遠不會改變。正因模型是不可變的,就確保了今年購買的電燈開關三十年后也依然能控制屆時購買的燈泡?;ネㄐ詼y試在規(guī)格發(fā)布之前就已完成,在藍牙 mesh 網(wǎng)絡規(guī)格的開發(fā)過程中,2 年間共開展過 15 次互通性測試,1400 多個案例順利通過測試。

在發(fā)布會現(xiàn)場,藍牙聯(lián)盟的很多合作伙伴也帶來了已經(jīng)開發(fā)好的產(chǎn)品:

無線充電系統(tǒng)管理:未來咖啡店里會配置多個無線充電座墊,智能手機放在墊子上就可以充電,其中這些墊子就可以作為節(jié)點組成 mesh 網(wǎng)絡,店主可以通過 APP 查看哪些手機已經(jīng)充電完成,讓后可以對其關閉,實現(xiàn)節(jié)能的目的。


智能插座:通過藍牙可以控制插座的開關


移動臺燈:燈泡通過藍牙 mesh 組網(wǎng),用戶通過手持端的 APP 可以對燈實現(xiàn)開關、調(diào)光、調(diào)色等操作。


東芝低功耗藍牙解決方案:支持藍牙 mesh 組網(wǎng)和 Scattement 組網(wǎng)。工程師解釋,藍牙 mesh 組網(wǎng)方式以廣播的形式發(fā)送數(shù)據(jù),接收方無法向發(fā)射方發(fā)射信息;Scattement 組網(wǎng)方式可以實時連接,發(fā)射方和接收方可以相互發(fā)送信息。
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