小米物联网开发者大会上蓝牙联网是如何实现的?
现在我们正在经历物联网阶段的第三次大连接,手机时代创立的蓝牙技术面临挑战。蓝牙技术联盟亚太区高级市场经理李女士表示:面对物联网领域的机遇,蓝牙有几个必须攻克的技术特性。一是由于物联网将导致联网设备数量大幅增加,现有的IPv4支持能力将受到限制,IPv6技术支持势在必行,联网能力将受到考验;其次,便携式移动设备对功耗的要求更加严格;物联网与生活结合更加紧密后,安全性也是一个重要的考虑因素。陆地
为了顺应时代潮流,推出了蓝牙低功耗(BLE)技术,比传统蓝牙信噪比更好,传输距离更远,通常可达50米,而传统的只有6~8米。蓝牙BLE具有功耗低、省电、数据传输量小但速度快的优点。虽然优点很多,但在智能家居、智能照明等领域的应用中,始终存在距离短、组网能力差等问题。
随后,2014年底,蓝牙技术联盟推出了新的蓝牙4.2核心规范,在隐私保护、传输速度、通过IPv6和6LoWPAN直接接入互联网等方面做出了重大改进,让物联网领域的互联更快更安全。2065438+2005年2月,蓝牙技术联盟成立了蓝牙智能mesh工作组,帮助蓝牙智能技术实现标准化的mesh网络功能。
蓝牙网状技术
在介绍蓝牙Mesh技术之前,我们首先要了解什么是Mesh网络。无线mesh网络(Wireless mesh network)又称多跳网络,由mesh路由器和mesh客户端组成,其中Mesh路由器构成骨干网,与有线互联网相连,负责为Mesh客户端提供多跳无线互联网连接。无线mesh网络是一种基于多跳路由和对等网络技术的新型网络结构,具有移动宽带的特点。同时可以动态扩展、自组织、自管理、自修复、自平衡。
无线Mesh网络将传统WLAN中的无线热点扩展为真正大面积覆盖的无线地热区域。无线Mesh非常适合覆盖大型开放区域(包括室外和室内)的无线局域网解决方案。
蓝牙Mesh脱胎于CSR Mesh,CSR倡导的私有协议。CSR Mesh是CSR公司于2014年2月推出的全新蓝牙智能解决方案。这项技术主要是将蓝牙配置和控制协议集成在一个芯片上,利用星型网络和中继技术,使每个网络可以连接超过65000个节点,网络之间也可以互联。最后,无数配备蓝牙智能的设备可以通过同一个手机、平板电脑或PC互联或直接控制,从而构建一个整体的家庭自动化。
被称为家庭自动化的CSR Mesh的技术特点。
特点一:CSR Mesh的功耗只有Zigbee的十分之几。
它可以通过节点间的信息传递,在Mesh网络间不断传递信号,从而实现无需传统网关就能控制目标设备的功能。所以我们可以用手机或者平板上的APP来控制,操作起来非常方便。
特点二:互锁加密功能确保信息安全。
在提到CSR Mesh技术在安全方面的表现时,专业人士指出,在这样一个由CSR Mesh组成的家庭网络中,所有的数据都采用AES算法加密,数据之间的传输将基于经典的嵌套密钥交换& amp;Diffee-Hellman-Merkle运行的加密协议。每当有新设备想要接入联网,都需要依靠设备本身拥有的128位UUID(通用唯一识别码)来方便手机APP的识别,然后还要通过64位编码的认证才能连接手机,认证通过后设备才能获得唯一的联网密钥进行通信。
除了CSR,恩智浦等其他制造商也推出了蓝牙网状解决方案。恩智浦蓝牙智能网格的解决方案不同于其他网格技术,可能会导致洪水泛滥,引发广播风暴,增加能耗。恩智浦的低功耗解决方案可以完全同步和路由各种协议,从而实现节点间高效的端到端连接;可以创新性地将全网能效提高几个数量级;它还具有增强的安全性和具有自愈功能的网络自组织功能,并将在未来保护分层网状架构,以更好地支持蓝牙智能设备。其提供的空中无线升级功能可以帮助部署后的网络升级。恩智浦的解决方案可以帮助开发商和制造商在开发智能家居产品时实现多节点通信设计,包括照明、传感器、恒温器和其他家庭蓝牙智能设备。
蓝牙网状网络的优势
一、成本低:每年十几亿部智能手机几乎都搭载了蓝牙4.0,巨大的体量摊销了蓝牙协议和蓝牙芯片的软硬件研发成本。蓝牙模块的平均成本只有其他协议的一半左右。阿里巴巴赠送物联网无线模块9.9元和19.9元时,9.9元是蓝牙模块,19.9元是Wi-Fi模块。
二、超低功耗:适中的带宽,低发射功率,完整的睡眠机制,让蓝牙超低功耗。蓝牙4.0中BLE的出现,将待机功耗带到了微瓦级别,启动速度快,不像Wi-Fi启动一次需要数百毫秒,消耗系统电量。
3.多通道:Wi-Fi在2.4GHz只定义了14个通道,而蓝牙4.0定义了79个通道。在中国公寓楼这种常见的场景下,智能家居联网必须有足够的通道,避免同频干扰。至此,蓝牙已经彻底打败了Wi-Fi。ZigBee只定义了2.4GHz、868MHz、915MHz的27个信道,远远不能胜任大规模家庭使用带来的同频干扰。
4.覆盖盲区少:蓝牙自组网降低了对覆盖距离的要求,节点越多,覆盖盲区越少。一般家庭5个以上的蓝牙灯泡或开关,就能形成全家的盲区覆盖。
5.传输速度:蓝牙4.2的理论带宽限制是24Mb,带宽可以传输短视频或者图片。
七、IPV6:蓝牙4.2可以直接接入互联网,甚至预留了未来的互联网标准,IPV6。
未来蓝牙技术会如何发展?
蓝牙技术的未来发展主要包括两个方面:技术和应用。在技术上,除了发展蓝牙Mesh技术,蓝牙技术还将突破目前10米的通信距离,解决通信距离限制的问题。同时,在不增加能耗的情况下,蓝牙技术的传输速度将提高一倍。
未来蓝牙技术不仅仅是传输文件,还会有更多的应用场景。首先,灯塔。蓝牙信标应用彻底改变了人们对连接和信息发布的认识。Beacon,很多人都很熟悉,用于零售。其实这只是灯塔市场的一小部分,灯塔还可以用于工业和农业。第二,定位和发现。第三,更智能的自动化解决方案。智能建筑、智能家居、智能汽车,未来都可以通过蓝牙连接在一起,包括控制温度、控制门锁、控制窗户。蓝牙非常适合这些低功耗的小设备。您还可以通过Mesh的功能将所有设备连接在一起,提供一套完整的解决方案,从而了解更多信息。
最后,至于谁会最终成为智能家居领域的标准,蓝牙Mesh虽然具有功耗更低、真正互联互通的优势,但最终谁会胜出还需要时间来告诉我们。