蓝牙低功耗网状网络(BLE Mesh)是建立在蓝牙低功耗(BLE)协议基础上的一种通信协议,它允许大量 BLE 设备组成一个网状网络,在足够大的物理覆盖范围内实现设备之间的互联与协同控制,从而满足多设备场景下的通信需求。
BLE Mesh 通信协议支持低功耗、可扩展性、灵活性、高可靠性、安全性等优秀特性,在智能家居、智能照明、工业自动化、医疗健康、环境监测等领域具有广泛的应用价值。
# 1. 基础概念 # BLE Mesh 网络BLE Mesh 网络是一种多对多的网络拓扑结构,网络中的设备节点通过「发布 / 订阅机制」收发消息。
# 设备配网未配网 BLE Mesh 设备需要完成配网操作后,才能加入 BLE Mesh 网络并成为设备节点,与网络中的其他节点进行消息通信。帮助 BLE Mesh 设备完成配网操作的设备叫做「启动配置设备」。
# 设备节点未配网 BLE Mesh 设备经过配网操作后,就成为了 BLE Mesh 网络中的设备节点。设备节点一般都具有中继、代理、好友、低功耗等特性中的一个或多个。
设备节点由多个元素构成,每个元素包含了多个模型,而每个模型定义了节点的基本功能,比如节点所需要的状态、控制状态的消息以及处理消息所产生的动作等。节点功能的实现是基于模型的,模型可分为 SIG 模型和自定义模型,前者由 SIG 定义,而后者由开发者定义。模型也可基于消息的发送 / 接收方分为客户端模型与服务端模型。
# Mesh 地址BLE Mesh 网络中的设备节点之间想要进行消息通信,就需要为每个节点分配地址用于消息的收发。Mesh 地址主要分为单播地址、组播地址、虚拟地址三种。
单播地址是在设备配网成功后由「启动配置设备」分配的。单播地址可能会出现在消息的来源 / 目标地址字段中。发送到单播地址的消息只能由拥有该单播地址的元素进行处理。
组播地址是 BLE Mesh 网络中的一种多播地址,通常用于将设备节点进行分组。如果发送带有组播地址的消息,所有订阅过该组播地址的设备节点都会收到该消息。
虚拟地址与特定的 UUID 标签相关联,可以用作模型的发布地址或订阅地址。
# Mesh 消息Mesh 消息分为控制消息与接入消息。控制消息是与 BLE Mesh 网络操作有关的消息,例如心跳和好友的请求消息。接入消息允许客户端模型检索或设置服务端模型中的状态值,或被服务端用于报告状态值。
Mesh 消息是 BLE Mesh 网络中数据传输的基本单位,由操作码(opcode)和携带参数(parameters)组成,前者用于标识消息的用途唯一性,后者可以存储有效数据,例如目标地址、设备状态等。
# 代理设备如果想要不是 BLE Mesh 设备的其他设备(例如手机)也能成为 BLE Mesh 网络中的一员,可以通过与代理设备节点进行 GATT 连接,借助代理设备实现在 BLE Mesh 网络中收发各种消息。
# 2.「小程序 BLE Mesh 插件」使用流程在小程序中,基于标准 BLE Mesh 通信协议,以小程序插件形式提供了 BLE Mesh 的基础能力。开发者可以通过「小程序 BLE Mesh 插件」实现 BLE Mesh 设备的本地快速配网、控制管理、网络共享等功能。平台提供了「接口文档」与「示例小程序」,方便开发者接入使用。
# 2.1 接入插件在使用插件前,首先需要在小程序管理后台的「设置 - 第三方服务 - 插件管理」中添加插件,开发者可以登录小程序管理后台,通过 appid - wx013447465d3aa024 查找插件并添加。然后在 app.json 文件中