藍(lán)牙Mesh智能家居領(lǐng)域超越ZigBee？

　　市場分析機(jī)構(gòu)預(yù)測2017年后智能家居將成為物聯(lián)網(wǎng)最大的用戶，巨大的市場意味著通信標(biāo)準(zhǔn)競爭的激烈。目前ZigBee備受關(guān)注，Thread來勢洶洶，被認(rèn)為有致命缺陷的藍(lán)牙技術(shù)能否成為最終標(biāo)準(zhǔn)？

　　藍(lán)牙（Bluetooth）無線技術(shù)工作于免許可的2.4GHz的ISM頻段，采用1600hop/s的快速跳頻技術(shù)、正向糾錯(cuò)編碼（FEC）技術(shù)和FM調(diào)制方式，設(shè)備簡單，支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)通信。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言，其最大的致命缺陷在于點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，但是藍(lán)牙Mesh或許能彌補(bǔ)這一缺陷。

　　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代藍(lán)牙技術(shù)的挑戰(zhàn)

　　在過去的20多年里，人類經(jīng)歷2次大的連接，第一次是90年代起Internet 逐步普及，網(wǎng)線將11億人連接到一起。第二次是2000年以后手機(jī)的普及又將地球人又一次緊密連接起來。藍(lán)牙技術(shù)在1994年由電信巨頭愛立信公司創(chuàng)制，隨后，1998年藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟成立，創(chuàng)始公司包括：蘋果、愛立信、英特爾、聯(lián)想、微軟、諾基亞、東芝。

　　現(xiàn)在我們正經(jīng)歷物聯(lián)網(wǎng)階段的第三次大的連接，創(chuàng)立于手機(jī)時(shí)代的藍(lán)牙技術(shù)面臨挑戰(zhàn)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區(qū)市務(wù)高級(jí)經(jīng)理李佳蓉女士介紹：“面對(duì)IoT領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，藍(lán)牙有幾項(xiàng)技術(shù)特性必須克服，首先，因?yàn)镮oT將導(dǎo)致聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)量大幅增加，現(xiàn)有的IPv4支持能力將有限，IPv6的技術(shù)支持勢在必行，組網(wǎng)的能力也會(huì)受到考驗(yàn)；其次，便攜式移動(dòng)設(shè)備對(duì)于功耗的要求更為嚴(yán)苛；在物聯(lián)網(wǎng)與生活結(jié)合得更加緊密之后，安全性也是重要的考量。”

　　為順應(yīng)時(shí)代潮流，藍(lán)牙低功耗（BLE）技術(shù)推出，相較傳統(tǒng)藍(lán)牙擁有更好的信噪比，傳輸距離更遠(yuǎn)，通?？梢赃_(dá)到50米，而傳統(tǒng)的只有6~8米。藍(lán)牙BLE功耗低，省電，數(shù)據(jù)傳輸量小但速率快。盡管優(yōu)點(diǎn)多多，然而在智能家居、智能照明等領(lǐng)域的應(yīng)用上，一直存在著距離短、組網(wǎng)能力差等問題。

　　隨后，2014年底藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟推出全新藍(lán)牙4.2核心規(guī)格，在隱私保護(hù)、傳輸速度和直接通過IPv6和6LoWPAN接入互聯(lián)網(wǎng)等方面做出重大改進(jìn)，讓物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的互聯(lián)更加快速安全。2015年2月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟成立Bluetooth Smart Mesh工作組，助力Bluetooth Smart技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的mesh網(wǎng)絡(luò)功能。

　　藍(lán)牙Mesh技術(shù)

　　介紹藍(lán)牙Mesh技術(shù)之前，我們首先要明白Mesh網(wǎng)絡(luò)是什么？無線Mesh網(wǎng)絡(luò)（無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）也稱為“多跳（mulTI-hop）”網(wǎng)絡(luò)，由mesh routers（路由器）和mesh clients（客戶端）組成，其中mesh routers構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)，并和有線的 internet網(wǎng)相連接，負(fù)責(zé)為mesh clients提供多跳的無線internet連接。無線網(wǎng)狀網(wǎng)是一種基于多跳路由、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有移動(dòng)寬帶的特性，同時(shí)它本身可以動(dòng)態(tài)地不斷擴(kuò)展，自組網(wǎng)、自管理，自動(dòng)修復(fù)、自我平衡。

　　無線Mesh網(wǎng)將傳統(tǒng)WLAN中的無線”熱點(diǎn)”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線”熱區(qū)”。無線Mesh非常適合于覆蓋大面積開放區(qū)城（包括室外和室內(nèi)）的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解決方案。

　　藍(lán)牙Mesh脫胎于CSR倡導(dǎo)的私有協(xié)議CSR Mesh。CSR Mesh是2014年2月由CSR公司推出的一款全新的Bluetooth Smart解決方案。這項(xiàng)技術(shù)主要是通過將藍(lán)牙配置與控制協(xié)議整合到單一的芯片中，利用星型網(wǎng)絡(luò)和中繼技術(shù)，讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以連接超過65000個(gè)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)間也能實(shí)現(xiàn)互連，最終可對(duì)無數(shù)個(gè)搭配Bluetooth Smart的設(shè)備通過同一手機(jī)、平板電腦或PC進(jìn)行互聯(lián)或直接操控，從而構(gòu)建整體家居自動(dòng)化。

　　號(hào)稱為家庭自動(dòng)化而生的CSR Mesh技術(shù)特點(diǎn)

　　特點(diǎn)一： CSR Mesh的功耗只有Zigbee的幾十分之一。

　　它可以通過節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的信息傳播，讓信號(hào)在Mesh網(wǎng)絡(luò)間不斷地傳輸，以達(dá)到控制目標(biāo)設(shè)備的功能，而無需傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)關(guān)，因此，我們可以利用手機(jī)或平板上的APP來進(jìn)行控制，操作起來十分方便。

　　CSR Mesh 技術(shù)的組成架構(gòu)

　　特點(diǎn)二：環(huán)環(huán)相扣的加密功能保障信息安全

　　在提及CSR Mesh技術(shù)在安全上的性能表現(xiàn)時(shí)，專業(yè)人士指出，在這樣一個(gè)由CSR Mesh構(gòu)成的家庭網(wǎng)絡(luò)中，一切的數(shù)據(jù)都是使用AES算法進(jìn)行加密，數(shù)據(jù)間的傳輸也會(huì)基于經(jīng)典的嵌套式密鑰交換&加密協(xié)議Diffee-Hellman-Merkle來運(yùn)行。每當(dāng)有新設(shè)備要接入組網(wǎng)時(shí)，需要憑借設(shè)備自身擁有的128位UUID（通用唯一識(shí)別碼）以方便手機(jī)APP識(shí)別，隨后還得通過64位代碼的認(rèn)證才能連上手機(jī)，認(rèn)證通過了設(shè)備才可以獲得唯一的組網(wǎng)密鑰，以用于通信。

　　智能燈泡加入CSR Mesh網(wǎng)絡(luò)的流程

　　除了CSR，其他廠商如恩智浦也推出了藍(lán)牙Mesh解決方案。恩智浦Bluetooth Smart Mesh的解決方案不同于其他網(wǎng)格技術(shù)可能出現(xiàn)泛洪（Flooding）而導(dǎo)致“廣播風(fēng)暴（broadcast storm）”、增加能源消耗等缺陷。恩智浦低功耗解決方案能夠完全同步和路由各種協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的高效端對(duì)端連接；能夠創(chuàng)新的在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)量級(jí)的能效提升；還具有增強(qiáng)的安全性和帶自愈功能的網(wǎng)絡(luò)自組功能，并在未來保護(hù)分層網(wǎng)格架構(gòu)（layered-mesh architecture），以更好地支持藍(lán)牙智能設(shè)備，其所提供over-the-air 無線升級(jí)功能，可助部署之后的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。恩智浦這個(gè)方案能夠幫助開發(fā)商和制造商在開發(fā)智能家居產(chǎn)品，包括照明、傳感器、溫控器以及其他家用藍(lán)牙智能設(shè)備時(shí)，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)通信設(shè)計(jì)。