《電子技術(shù)應(yīng)用》
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藍(lán)牙成為智能樓宇首選協(xié)議

2019-08-05
關(guān)鍵詞: 藍(lán)牙 智能樓宇

 

360截圖20190805182141189.jpg

 預(yù)計(jì)至2023年,藍(lán)牙智能樓宇設(shè)備的年出貨量將超過3.74億,屆時開發(fā)者和工程師們將迎來諸多機(jī)遇,持續(xù)投身于這場藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)的變革。那么,mesh究竟為何讓大家都為之著迷呢?

  全新的藍(lán)牙m(xù)esh功能支持多對多設(shè)備通信,且針對大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建進(jìn)行了優(yōu)化。自2017年7月發(fā)布以來,藍(lán)牙m(xù)esh已成為大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選。目前已有來自領(lǐng)先的芯片、堆棧、組件和終端產(chǎn)品供應(yīng)商的200多款具備mesh網(wǎng)絡(luò)功能的產(chǎn)品獲得認(rèn)證。

  藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)功能的背后有著巨大的發(fā)展動力,阿里巴巴和小米等智能家居市場領(lǐng)域的大型廠商都制定了戰(zhàn)略平臺決策,為采用其智能家居平臺的開發(fā)者提供藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)支持。

  商業(yè)和工業(yè)環(huán)境需要一種完善的解決方案,使其能夠在穩(wěn)定且低延遲的大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中,可靠且安全地連接成百上千臺設(shè)備。實(shí)際上,為實(shí)現(xiàn)整個設(shè)施的自動化或商用級無線傳感網(wǎng)絡(luò)而選擇的智能樓宇協(xié)議,將決定整體解決方案或產(chǎn)品發(fā)布的成敗。

  可靠性

  網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可靠性的判定是依據(jù)其從一臺設(shè)備向另一臺設(shè)備傳遞消息的能力。藍(lán)牙m(xù)esh也不例外,它使用兩種形式的消息中繼來確保不間斷的消息傳遞——對等通信(peer-to-

  peer communications)和多路徑消息中繼(multipath message relay)。但這兩種方法究竟是怎樣的,其工作方式如何呢?

  通過藍(lán)牙m(xù)esh的對等消息傳遞,所有節(jié)點(diǎn)能夠直接相互通信。它不存在集中式中樞,也就是說如果一個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,不會發(fā)生多米諾骨牌效應(yīng),網(wǎng)絡(luò)不會出現(xiàn)單點(diǎn)故障。多路徑消息傳遞使藍(lán)牙m(xù)esh能夠使用管理型泛洪(managed flood)消息中繼架構(gòu),該架構(gòu)可通過自我修復(fù)來實(shí)現(xiàn)可靠的消息傳遞。如果路徑受阻,則消息可簡單地經(jīng)由其替代性路徑傳遞,從而讓無線安裝實(shí)現(xiàn)像有線系統(tǒng)一樣的無故障性能和可擴(kuò)展性。

  安全性

  關(guān)于智能樓宇的應(yīng)用,探討最多的問題之一就是安全性。藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)是否具有相應(yīng)的安全架構(gòu),它能夠解決部署大規(guī)模無線設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的公司所迫切關(guān)注的問題嗎?答案是肯定的。為確保所有mesh消息都經(jīng)過加密和驗(yàn)證,所有通信都會使用帶有128位密鑰的AES-CCM進(jìn)行保護(hù),這本質(zhì)上是一種需要安全機(jī)密性和政府級認(rèn)證的加密算法。

  不要認(rèn)為這一切都在同一層(layer)上。藍(lán)牙m(xù)esh安全的核心是三種類型的安全密鑰——設(shè)備密鑰、應(yīng)用密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰。這些密鑰可以從不同方面為藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)提供安全性,并實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)安全性的關(guān)鍵功能——關(guān)注點(diǎn)分離(separation of concerns)。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)層面中繼消息時,不必讀取內(nèi)容;若要讀取內(nèi)容,只能使用另外的應(yīng)用密鑰消除保護(hù),從而提供真正的端到端安全性。

  最后,所有mesh數(shù)據(jù)包都是經(jīng)混淆的,使消息難以被解讀,并且消息中任何識別信息都被移除。這就能夠防止其他人跟蹤mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)安全性變得越來越重要,且設(shè)備持續(xù)處于一系列其他網(wǎng)絡(luò)中的時候。

  互通性

  全球各地的不同供應(yīng)商和企業(yè)所擁有的產(chǎn)品需要實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。藍(lán)牙m(xù)esh提供多廠商互通性,確保您從一家廠商購買的產(chǎn)品能夠與其他廠商的產(chǎn)品完美地協(xié)同工作?;ネㄐ栽诟鱾€行業(yè)都不可或缺,藍(lán)牙m(xù)esh是實(shí)現(xiàn)真正多廠商互通性的重要一步。

  藍(lán)牙m(xù)esh能夠使數(shù)千臺設(shè)備相互通信且不存在兼容性問題,同時能滿足商用及工業(yè)性能要求。通過藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)可為具有數(shù)千個節(jié)點(diǎn)的工業(yè)和商用網(wǎng)絡(luò)提供支持。高密度照明和傳感器部署在這些領(lǐng)域中很常見,且必須能夠快速擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,而藍(lán)牙m(xù)esh正是針對這些大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)需求而量身定制的。

  所有級別的藍(lán)牙技術(shù)都是完全規(guī)范(fully specified)的,通過獨(dú)特的全棧方法(full-stack),定義了從底層無線電到上層應(yīng)用的所有內(nèi)容。所謂“不可變性(immutability)”是指模型(model)和網(wǎng)絡(luò)中所用的節(jié)點(diǎn)永遠(yuǎn)適用標(biāo)準(zhǔn)。例如,如果您今年購買了一個電燈開關(guān),那么您仍然能夠使用它來控制30年后購買的燈泡。

  藍(lán)牙技術(shù)的擴(kuò)展

  藍(lán)牙技術(shù)的功能遠(yuǎn)不止于mesh網(wǎng)絡(luò)本身,它還能為您的產(chǎn)品帶來顯著的附加價值。如果您要添加藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)支持,可將藍(lán)牙芯片本身作為Beacon,從而提供本地化信息、資產(chǎn)跟蹤及導(dǎo)航服務(wù)。

  基于位置服務(wù)的解決方案通常分為兩類:接近類解決方案和定位系統(tǒng)。接近類解決方案包括物品追蹤解決方案(如個人財(cái)物標(biāo)簽)及地標(biāo)信息解決方案(如接近類感知Beacon);而定位系統(tǒng)則包括可用于資產(chǎn)跟蹤的實(shí)時定位系統(tǒng)(RTLS)和可用于室內(nèi)導(dǎo)航的室內(nèi)定位系統(tǒng)(IPS)。這些超越了mesh本身的增值功能使藍(lán)牙成為能夠提供更豐富的智能樓宇解決方案的技術(shù)提供商。

  今年1月,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布了全新的尋向功能,使藍(lán)牙設(shè)備能夠明確藍(lán)牙信號的方向。這一新功能包含能夠識別設(shè)備方向的藍(lán)牙接近類(proximity)解決方案,以及具備厘米級位置精度的藍(lán)牙定位系統(tǒng),進(jìn)而使藍(lán)牙能夠滿足全方位的定位用例,并進(jìn)一步將藍(lán)牙打造成為智能樓宇領(lǐng)域的首選協(xié)議。

  如今,藍(lán)牙作為領(lǐng)先的低功耗無線連接技術(shù),可用于在設(shè)備間傳輸音頻、數(shù)據(jù)或廣播信息。

  現(xiàn)在,隨著mesh網(wǎng)絡(luò)功能的引入和對藍(lán)牙定位服務(wù)的進(jìn)一步支持,藍(lán)牙將進(jìn)一步促進(jìn)工業(yè)自動化、互聯(lián)照明、智慧城市的應(yīng)用,以及其他工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和高級智能樓宇解決方案的發(fā)展。


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