Mesh網(wǎng)絡(luò)中每個設(shè)備節(jié)點都能發(fā)送和接收信息，只要有一個設(shè)備連上網(wǎng)關(guān)，信息就能夠在節(jié)點之間被中繼，從而讓消息傳輸至比無線電波正常傳輸距離更遠的位置。這樣，Mesh網(wǎng)絡(luò)就可以分布在制造工廠、辦公樓、購物中心、商業(yè)園區(qū)以及更廣的場景中，為照明設(shè)備、工業(yè)自動化設(shè)備、安防攝像機、煙霧探測器和環(huán)境傳感器提供更穩(wěn)定的控制方案。

Part 01、發(fā)展歷史

藍牙技術(shù)開始于愛立信在1994年創(chuàng)制的方案，該方案旨在研究移動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的無線通訊創(chuàng)造一組統(tǒng)一規(guī)則（標準化協(xié)議），以解決用戶間互不兼容的移動電子設(shè)備的通信問題，用于替代RS-232串口通訊標準。

1998年5月20日，愛立信聯(lián)合IBM、英特爾、諾基亞及東芝公司等5家著名廠商成立「特別興趣小組」（Special Interest Group，SIG），即藍牙技術(shù)聯(lián)盟的前身，目標是開發(fā)一個成本低、效益高、可以在短距離范圍內(nèi)隨意無線連接的藍牙技術(shù)標準。當年藍牙推出0.7規(guī)格，支持Baseband與LMP（Link Manager Protocol）通訊協(xié)定兩部分。

1999年藍牙1.0版本出現(xiàn)，但直到2003年1.2版本推出才滿足了無線語音和音頻傳輸?shù)裙δ艿幕疽蟆?/span>

2004年推出的藍牙2.0版本和2007年推出的2.1版本將藍牙的傳輸速率提高到了3Mbit/s，并改善了藍牙設(shè)備的配對體驗。

2009年發(fā)布的藍牙3.0新增了High Speed功能，使傳輸速率高達24Mbit/s。但此功能應(yīng)用范圍較窄，僅在電腦上出現(xiàn)過。

2010年發(fā)布了藍牙4.0版本，增加了藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy）技術(shù)。藍牙進入了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中。

2016年藍牙5.0協(xié)議發(fā)布，在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力。速度上限達到2Mbit/s，傳輸有效距離理論上可達300m。

2017年發(fā)布了藍牙Mesh1.0協(xié)議。藍牙通過這個協(xié)議正式進入了物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域。

Part 02、發(fā)展前景

藍牙Mesh的優(yōu)點：

1.芯片成本低。基本人手一個帶藍牙的智能手機，普及度高。低功耗模式下功耗低，可以使用電池供電。

2.網(wǎng)絡(luò)容量大，理論可以支持網(wǎng)絡(luò)接入6萬個設(shè)備。流行os實現(xiàn)中（安卓、linux）穩(wěn)定的協(xié)議棧及智能手機控制，未來潛力巨大。

當前，小米作為國內(nèi)智能家居的大廠，目前主推藍牙Mesh協(xié)議，不斷推出藍牙Mesh協(xié)議的智能家居產(chǎn)品，并且在開發(fā)文檔中明確說明不再推廣ZigBee接入方案。阿里巴巴作為SIG國際藍牙組織智能家居專項組主席，不斷推進藍牙Mesh在智能照明電工、大小家電等各個領(lǐng)域的協(xié)議落地。天貓精靈AI智能音箱也在積極推動藍牙Mesh設(shè)備接入，并且阿里也推出了平頭哥藍牙Mesh芯片。

國外亞馬遜、谷歌、蘋果等科技巨頭也在積極投入藍牙Mesh生態(tài)。迄今為止，全球銷量榜前6的智能音箱中，五款內(nèi)置藍牙Mesh網(wǎng)關(guān)功能。

Part 03、基本概念

- 廣播和洪泛

藍牙Mesh技術(shù)是基于低功耗藍牙廣播報文來實現(xiàn)的。這是一種基于洪泛（flooding）的消息傳遞機制。當一個節(jié)點需要向另一個節(jié)點發(fā)送消息時，它會廣播一條消息，所有收到這個消息的節(jié)點都接收并且轉(zhuǎn)發(fā)這條消息，確保目標節(jié)點能夠收到這一消息。

- 節(jié)點和設(shè)備

在藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中，我們通常把還未加入藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備叫做未配網(wǎng)設(shè)備（Unprovisioned device），未配網(wǎng)設(shè)備加入一個藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)之后就被稱為節(jié)點（Node）。

把一個未入網(wǎng)設(shè)備加入藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)變成節(jié)點的過程叫做配網(wǎng)過程（Provisioning）。在藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中，通常是由一個配網(wǎng)器（Provisioner）來將未配網(wǎng)設(shè)備進行配網(wǎng)從而變成藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點的。

一些節(jié)點扮演不同的角色，表現(xiàn)出以下四個節(jié)點特征（Features）：

• 低功耗 (Low-Power) 特性

功率受限的節(jié)點可能會利用低功耗特性來減少無線電接通時間并節(jié)省功耗。同時低功耗節(jié)點（LPN）可以與Friend節(jié)點協(xié)同工作。

• Friend 特性

功率不受限的節(jié)點很適合作為Friend節(jié)點。Friend節(jié)點能夠存儲發(fā)往低功耗節(jié)點（LPN）的消息和安全更新；當?shù)凸墓?jié)點需要時再將

• 中繼 (Relay) 特性

中繼節(jié)點能夠接收和轉(zhuǎn)發(fā)消息，通過消息在節(jié)點之間的中繼，實現(xiàn)更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點是否能夠具備這一特性取決于其電源和計算能力。

• 代理 (Proxy) 特性

代理節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)GATT和藍牙Mesh節(jié)點之間的Mesh消息發(fā)送與接收。承擔這一角色的節(jié)點需要固定的電源和計算資源。

- 元素

一個節(jié)點是由元素組成的，節(jié)點至少要包含一個主元素（Primary Element），也可以包含多個元素，每個節(jié)點里包含的元素個數(shù)和結(jié)構(gòu)是固定的，每個元素都有自己的地址，主元素的單播地址在配網(wǎng)過程中由配網(wǎng)器下發(fā)，而節(jié)點中其余元素的地址則依序增加。

- 狀態(tài)

狀態(tài)（State）用于表示節(jié)點中元素處于的某一個特定狀況。元素的狀態(tài)是通過客戶-服務(wù)端的機制來訪問的。例如，某個節(jié)點（比如插座）中的元素有通用開關(guān)模型的開關(guān)服務(wù)端，用來代表這個元素的開關(guān)狀態(tài)；另一個節(jié)點的元素（比如開關(guān)按鈕）有通用開關(guān)模型的開關(guān)客戶端，這樣就可以通過開關(guān)按鈕上的開關(guān)客戶端發(fā)送開關(guān)模型定義好的消息去訪問或控制插座上開關(guān)服務(wù)端的開關(guān)狀態(tài)。

- 消息

藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通信都是通過消息來實現(xiàn)的。每個狀態(tài)都關(guān)聯(lián)一系列消息，客戶端會發(fā)送這些消息給服務(wù)端去讀取或設(shè)置服務(wù)器端的狀態(tài)，服務(wù)端也會在狀態(tài)改變時發(fā)出消息來通知其他節(jié)點的客戶端。

藍牙Mesh的消息定義包含了消息報文格式及消息的交互機制。消息報文格式由操作碼和相關(guān)參數(shù)組成。

消息分為需要回復的消息和不需要回復的消息。

- 模型

模型（Model）定義了節(jié)點具備的基本功能，包含實現(xiàn)這個功能所必需的狀態(tài)和操作狀態(tài)的消息及其他一些行為。一個節(jié)點可以包含多個模型。在藍牙Mesh模型里，采用客戶端-服務(wù)端的架構(gòu)進行通信。因此，在藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也被定義成這3種模型：服務(wù)端模型、客戶端模型和控制模型。

- 發(fā)布和訂閱

在藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點在需要時可以向單播地址、組播地址、虛擬地址發(fā)布消息，而其他節(jié)點可以通過訂閱這些地址來獲取這些消息。如客廳中的燈具可以訂閱客廳的組播地址。

- 配網(wǎng)過程

1）未配網(wǎng)設(shè)備向外廣播自己的存在。

2）在未配網(wǎng)設(shè)備和配網(wǎng)器間建立一個鏈接。

3）安全的建立一個共享密鑰，用于后期傳送配網(wǎng)數(shù)據(jù)。

4）通過OOB信息認證未配網(wǎng)設(shè)備是否可以加入藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò)。

5）加密傳輸配網(wǎng)數(shù)據(jù)。