Что такое сеть Bluetooth?

Bluetooth mesh — это технология Bluetooth, принадлежащая Bluetooth Special Interest Group. (SIG). Он был запущен в июле 2017. В целом, его можно определить как компьютерную сеть, которая обеспечивает связь между коммуникативными устройствами "многие ко многим"..

Он идеально подходит для создания широких сетей между устройствами.. Согласно Bluetooth SIG, Сеть Bluetooth была создана для соответствующей автоматизации и предлагала несколько вариантов Интернета вещей. (Интернет вещей) решения, где тысячи устройств могут эффективно и безопасно обмениваться данными.

Это также позволяет тысячам узлов эффективно обмениваться данными без какого-либо подключения, но в одной сети.. Это надежный метод обмена информацией в больших сетях..

Как работает сеть Bluetooth?

Сеть Bluetooth работает по одному принципу; сеть наводнения. Здесь узлы передают сообщения определенным образом., либо при неконтролируемом затоплении, либо при контролируемом затоплении.

При неконтролируемом наводнении, каждый узел безоговорочно передает одно и то же сообщение всем своим соседям. При контролируемом наводнении, каждый узел выполняет обе роли передачи или приема сообщения.

Bluetooth Mesh имеет кеш сообщений, который предотвращает передачу похожих сообщений или сообщений, переданных недавно.. На рисунке выше показано, как работает ячеистая сеть Bluetooth..

Характеристики сообщений, передаваемых в сети Bluetooth

1. Все передаваемые сообщения должны начинаться с кода операции, как показано ниже.;

2. Все сообщения имеют адреса отправителя и получателя..
3. Все они имеют порядковые номера, которые необходимы, поскольку они защищают сеть от всех атак..
4. У всех есть время жить (TTL).
5. Все они зашифрованы и аутентифицированы с использованием следующих ключей;

• • Сетевые ключи
  • Ключи приложений

6. Каждое отправленное сообщение не должно превышать 384 байты. тем не мение, большинство ретранслируемых сообщений 11 длина в байтах.

Bluetooth Mesh безупречно работает в сети из нескольких совместимых устройств, таких как;

• Ноутбуки
• Смартфон
• Телевизоры
• Настольные компьютеры
• Динамики
• Наушники
• Другие маломощные устройства

Протоколы связи BLE Mesh

Сетка Bluetooth использует различные стеки протоколов во время связи. Основные стеки разделены на два;

• Стек хоста, который имеет дело с данными высокого уровня и действует как сегмент операционной системы.
• Стек контроллера

тем не мение, наиболее важным компонентом протокола связи Bluetooth является Общий профиль доступа (ЗАЗОР). Этот элемент ячеистой технологии Bluetooth управляет процессами сканирования и трансляции всех устройств Bluetooth..

GAP также играет важную роль в управлении подключением устройств к другим близлежащим устройствам.. блютуз 4.1 а также 5.0 разрешить всем устройствам подключаться и транслировать данные напрямую на другие устройства.

Преимущества Bluetooth Mesh

Хотя было предложено множество решений с использованием различных беспроводных технологий., Лучшее - технология Bluetooth Mesh. Он имеет ряд преимуществ перед другими беспроводными сетями.. Читать дальше.

1. Он более надежен, поскольку обеспечивает совместимость с поставщиками.. Например, Технологии Nordic Bluetooth Mesh, особенно nRF52 Series Soc и nRF Bluetooth Mesh, надежны, поскольку у них есть несколько путей от отправителя к получателю, которые работают без сбоев. Стек ячеистой сети Bluetooth в этом nRF помогает в реализации спецификаций профиля ячеистой сети Bluetooth..
2. Расширяет диапазон, в отличие от других беспроводных технологий, таких как WI-FI.
3. Он использует низкую энергию, особенно низкоэнергетическая сетка Bluetooth.
4. Он может эффективно работать на другом существующем оборудовании Bluetooth., особенно Bluetooth 4.0.
5. Это более безопасно, чем другие беспроводные сети. Например, все сообщения в этой технологии зашифрованы и аутентифицированы.
6. Быстро и легко установить.

Применение ячеистой сети Bluetooth

Ячеистая сеть Bluetooth широко используется во всем мире. Он используется в сфере образования., центры здоровья, города, и многие другие места, где другие беспроводные сети становятся ненадежными.

1. Сеть Bluetooth в школах

Студенты и сотрудники университетов и колледжей широко используют Bluetooth Mesh. Эта технология также используется в средних школах..

Это удобно в учебных центрах, так как помогает студентам и преподавателям загружать большие учебные файлы., особенно когда WI-FI становится ненадежным. Также, благодаря широкому охвату интернет-соединения сеткой Bluetooth, безопасность студентов и сотрудников гарантирована, так как они могут легко получить информацию в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

2. Сеть Bluetooth в городах

С сеткой Bluetooth, теперь города могут легко подключать горожан с помощью этого соединения. Пассажиры могут легко проверить свою электронную почту и другие социальные сети, где бы они ни находились.. Эта технология также повысила безопасность в городах, поскольку в экстренных случаях связь через Интернет становится простой и быстрой..

3. Сетка Bluetooth в Health Centявляетсяs

Многие больницы предпочитают ячеистые сети Bluetooth традиционным сетям, поскольку они удобны и просты в установке.. Подключение к Интернету в этом секторе имеет жизненно важное значение, поскольку для удобства файлы пациентов необходимо обновлять каждый день.. Также, врачи могут легко отслеживать пациентов и других коллег со своих ноутбуков или планшетов на месте.

4. Сеть Bluetooth в гостиничном секторе

Ячеистая технология Bluetooth стала нормой в большинстве ресторанов и отелей по всему миру.. Легко и быстро устанавливается как на улице, так и в помещении.. Это эффективнее проводной сети, особенно во время концертов под открытым небом на этих курортах. Это также дешевле по сравнению с WI-FI..

5. Bluetooth Mesh на складах

Большинство современных складов используют эту технологию для отслеживания всей складской логистики..

Безопасность в ячеистой сети Bluetooth

Одна из основных проблем, которые необходимо решить в отношении Интернета вещей, - это безопасность.. Это повторяющаяся проблема, которая может помешать таким преимуществам Интернета вещей, как удобство и гибкость.. Это должно быть приоритетом номер один, особенно в ячеистой сети Bluetooth.

Основная причина, по которой безопасность ячеистой сети Bluetooth должна быть обязательной, заключается в том, что задействовано много устройств.. В целом, он построен на тысячах ячеистых устройств Bluetooth, которые обмениваются данными друг с другом.. тем не мение, в низкоэнергетической сети Bluetooth, безопасность не является обязательной, поскольку задействовано только одно устройство.

Основы безопасности Bluetooth Mesh

Эти заявления о безопасности должны применяться ко всем сетевым устройствам Bluetooth..

1.Шифрование и аутентификация

Все сообщения, которыми обмениваются сетевые устройства Bluetooth, должны быть зашифрованы и аутентифицированы для повышения безопасности..

2.Разделение проблем

В безопасности ячеистой сети Bluetooth используются три типа ключей безопасности.. Они включают;

• Ключи приложений, которые решают проблемы безопасности приложений.
• Сетевые ключи (Netkey), которые решают проблемы сетевой безопасности.
• Ключ устройства (Devkey), который решает проблемы безопасности устройства.

Все они используются для решения различных проблем безопасности в ячеистой сети Bluetooth.. Другими словами, все вопросы безопасности решаются самостоятельно.

3.Изоляция области

В сетке Bluetooth, сеть иногда делится на разные подсети. В таком случае, каждой подсети присваивается собственный ключ, и она может взаимодействовать только с подсетями с одним и тем же ключом.

4.Обновление ключа

Как видно выше, большинство узлов сети Bluetooth имеют специальные ключи безопасности. Но эти ключи могут нуждаться в замене в случае выхода узла из строя.. В таком случае, выполняется процедура обновления ключа, и всем остальным узлам выдаются новые ключи безопасности.

5.Обфускация сообщений

Обфускация предотвращает отслеживание сообщений, отправляемых в сети. Это также гарантирует безопасность узлов..

6.Защита от повторной атаки

Атака повторного воспроизведения - это когда перехватчик перехватывает передаваемое сообщение и повторно передает его позже, чтобы заставить получателя сделать то, что злоумышленнику сделать не разрешено.. Безопасность сети Bluetooth помогает предотвратить такие эпизоды.

7.Защита от атак мусорного ведра

Когда неисправные узлы удаляются из сети, они больше не могут использовать свои сетевые ключи, поскольку оставшимся узлам выдаются новые ключи. Это помогает предотвратить атаки мусорного ведра..

8.Безопасная подготовка устройства

Процесс добавления дополнительных узлов и устройств в ячеистую сеть Bluetooth безопасен и надежен..

Комплект для разработки программного обеспечения Bluetooth Mesh

Чтобы получить максимальную пользу от функций сети Bluetooth, вам нужно программное обеспечение Bluetooth Mesh. Некоторые из функций, которые помогает улучшить комплект для разработки сетей Bluetooth:;

• Угол прихода (AoA)
• Угол вылета (AoD)
• 2Физические уровни большого радиуса действия M и LE
• Рекламные наборы
• Расширения длины данных LE
• Двойная топология LE
• Отчеты о событиях сканирования LE Безопасные соединения

Продукты, использующие технологию Bluetooth Mesh?

Эта технология Bluetooth используется в различных продуктах на рынке.. Для продукта, обладающего потенциалом ячеистой сети Bluetooth, он должен пройти процесс квалификации сети Bluetooth. Это гарантирует, что он соответствует всем требованиям Bluetooth..

Читайте дальше, чтобы узнать о процессе квалификации Bluetooth, который должны пройти все продукты, чтобы соответствовать требованиям. Bluetooth-маяки.

Процесс квалификации Bluetooth

Этот процесс позволяет компаниям, которые хотят, чтобы их продукты были оснащены функциями Bluetooth, соответствовали требованиям;

• Патент на Bluetooth и лицензионное соглашение об авторских правах.
• Лицензионное соглашение о товарном знаке Bluetooth.
• Характеристики Bluetooth.

Чтобы претендовать на этот процесс, ваши продукты должны иметь все конструкции Bluetooth. Это означает, что у них должно быть необходимое оборудование и программное обеспечение для спецификаций сети Bluetooth, как описано в профиле сети Bluetooth..

Чтобы квалифицировать ваши продукты, нужно иметь в виду разные вещи;

1.Чтобы ваше творение считалось продуктом Bluetooth, процесс квалификации является ключевым.

Даже если продукт вашего поставщика прошел квалификационный процесс., ваши продукты также должны пройти процесс. Коротко, вы не можете унаследовать квалификационные права от своего поставщика.

Также, продукт может успешно пройти процесс квалификации, если он находится под учетной записью Компании-участника, а не под учетной записью поставщика.

2.Проверьте квалификацию товаров, если вы перепродаете.

Всегда рекомендуется проверять, прошли ли продукты, которые вы перепродаете у другой компании, процесс квалификации.. Это важно, особенно если вы перепродаете его как продукт с сеткой Bluetooth.

3.Не продавайте свою продукцию, если не прошли квалификационный процесс..

Незаконно продавать свои товары как продукты с поддержкой Bluetooth, если они еще не прошли квалификацию.. Вы можете распространять их только после успешного прохождения квалификации.. Также, в процессе, убедитесь, что вы указали правильные данные, которые точно соответствуют вашим продуктам.

Последние версии Bluetooth Mesh

Технология беспроводной связи Интернета вещей испытывает множество проблем. Решением этих проблем является внедрение последних версий сети Bluetooth.. Одна из таких версий, широко используемых во всем мире, — блютуз 5.0 ячеистая сеть.

Обзор Bluetooth 5.0 сетка

Эта спецификация Bluetooth была представлена ​​в 2016. В основном это было улучшение Bluetooth. 4. Некоторые из этих улучшений, которые делают две версии разными, как показано на рисунке ниже;

Из приведенной выше таблицы, очевидно, что Bluetooth 5.0 В mesh больше улучшенных функций, которые могут помочь решить некоторые проблемы интернета вещей.. Эти функции включают;

• Повышенная скорость
• Увеличенная длина сообщения
• Увеличенная емкость отправки сообщений
• Повышенная скорость передачи данных
• Повышенная выходная мощность
• Увеличенный диапазон

Все вышеперечисленные функции делают Bluetooth 5 сетка более выгодна, чем другие версии, такие как Bluetooth 4.0. Все новейшие интеллектуальные устройства теперь поддерживают эту версию технологии Bluetooth..

Другой Bluetooth 5.0 Особенности сетки

Другие вещи, которые предлагает эта последняя версия Bluetooth, включают следующее:;

1.Bluetooth с низким энергопотреблением для наушников

Bluetooth с низким энергопотреблением потребляет меньше энергии, поскольку устройства взаимодействуют друг с другом. Эта функция важна для таких устройств, как телефоны и наушники, поскольку они получают энергию от батарей..

Хотя Bluetooth с низким энергопотреблением был представлен и включен в Bluetooth 4.0 сетка, это было не так полезно, как в Bluetooth 5. Это было применимо только к небольшим устройствам с Интернетом вещей., носимый, и маяки. Следовательно, наушники и другие крупные гаджеты по-прежнему будут использовать мощные Bluetooth-соединения..

Все устройства теперь могут обмениваться данными через Bluetooth с низким энергопотреблением с введением Bluetooth. 5 сетка. Это увеличивает время автономной работы этих устройств связи..

2.Двойное аудио по Bluetooth

Это просто означает подключение более одного аудиоустройства к источнику.. Например, к ноутбуку можно подключить два наушника или два динамика. Это возможно с Bluetooth 5.0 сетка.

Другие сертифицированные модели ячеистой сети Bluetooth

Сетка ESP32 Bluetooth - еще одна модель этой технологии Bluetooth, сертифицированная Bluetooth SIG.. Его особенности включают;

1. Имеет чипы Bluetooth и WI-FI

ESP32 имеет интерфейсы SPI и SDIO, которые позволяют ему обеспечивать функции Bluetooth и WI-FI.. Он также может работать как автономная система и может использоваться для различных приложений..

2. Имеет прочную конструкцию

ESP32 эффективно работает в промышленных условиях в диапазоне температур от –40 ° C до + 125 ° C..

3. Он имеет сверхнизкое энергопотребление

ESP32 эффективно используется в приложениях Интернета вещей и мобильных устройствах, так как потребляет мало энергии.. Он имеет динамические режимы мощности и функции масштабирования мощности.

4. Он высоко интегрирован

ESP32 встроен с различными функциями, которые обеспечивают правильную работу ваших приложений.. Они включают;

• Фильтры
• Усилители мощности
• Антенные переключатели
• Модули управления питанием
• Усилители с низким уровнем шума

Будущее моделей Bluetooth

Технология Bluetooth претерпела значительные изменения, поскольку она открывает новые широкие возможности для новаторов, чтобы экспериментировать и проявлять свои творческие способности.. Группа Bluetooth Special Interest недавно объявила о разработке Bluetooth. 5.1 сетка.

Хотя для Bluetooth может потребоваться некоторое время 5.1 для работы в большинстве ячеистых устройств Bluetooth, это скоро найдет свой путь. Эта технология будет иметь различные новые функции., как обсуждается ниже.

1. Повышенная точность

Текущая технология Bluetooth, особенно Bluetooth 5.0, может определить расстояние до устройства, определив уровень его сигнала. Но он не может угадать направление этого устройства, т.е., куда устройство направляется или откуда.

что интересно, новый Bluetooth 5.1 технология будет иметь эту функцию пеленгации. Эта технология будет иметь возможность определять точное местоположение устройства., направление, откуда он идет, и расстояние.

Следовательно, эта технология Bluetooth будет иметь жизненно важное значение в будущем для упрощения отслеживания сетевых устройств.. Например, если вы потеряете свой смартфон или ноутбук, функция направления сделает процесс поиска быстрее и проще.

2. Повышенная скорость подключения

блютуз 5.1 будет подключаться к другим устройствам быстрее, чем Bluetooth 5.0 так как у него будет лучшее кеширование. Эта технология также сэкономит время, которое клиенты тратят на обнаружение сервисов при подключении к Bluetooth.. Это сделает соединение быстрее.

3. Меньшее потребление энергии

Как Bluetooth 5.0, эта новая технология Bluetooth будет с низким энергопотреблением. Это означает, что даже если он агрессивно выполняет все свои функции, уровень энергопотребления низкий.

4. Рекламные достижения

блютуз 5.1 будет больше разработок по рекламе подключения. Это означает, что у него будет несколько подключений, чтобы сообщать о своем присутствии всем ближайшим устройствам Bluetooth.. Эта технология также поможет снизить вероятность возникновения помех, когда несколько устройств Bluetooth находятся в одной зоне..

Что делает беспроводная ячеистая сеть?

Беспроводная ячеистая сеть - это сетевое устройство, состоящее из нескольких беспроводных радиостанций с программным обеспечением, которое помогает им работать гармонично без координации.. Эта технология отличается от традиционных сетей., поскольку у него нет централизованной координации или компьютера для обработки всего сетевого трафика. Вместо, устройства легко и эффективно обмениваются данными между собой.

Беспроводная ячеистая сеть имеет маршрутизаторы с беспроводным подключением., которые действуют как точки беспроводного доступа для своих клиентов, такие как смартфоны и ноутбуки.

Эти маршрутизаторы подключены через магистраль, которая напоминает сетчатую структуру.. Чтобы клиенты могли отправлять или получать информацию, эта ячеистая магистральная сеть используется. Маршрутизаторы также помогают этим клиентам получить доступ к сети..

Для подключения к Интернету, внешняя сеть, вы должны подключить некоторые маршрутизаторы к проводной сети. Эти маршрутизаторы помогают действовать в качестве шлюзов..

Типы беспроводной ячеистой сети

Эта технология разделена на две топологии;

• Частично подключенная ячеистая сеть
• Полностью подключенная ячеистая сеть

Полностью подключенный - это тот, который создает сетчатую структуру сетевых подключений.. В этой технологии, все узлы связаны друг с другом и гармонично общаются. Также, узлы должны сотрудничать при распространении информации.

В частично подключенной технологии, некоторые узлы будут связаны между собой, и они общаются через концентраторы и коммутаторы.

На рисунке ниже показано, как работает беспроводная ячеистая сеть в процессе совместного использования Интернета..

Как видно на рисунке выше, только один узел требуется для подключения к Интернету в беспроводной ячеистой сети. Затем он использует подключение к Интернету со всеми узлами рядом с ним по беспроводной сети.. Так, всем этим узлам требуется источник питания, такой как солнечные панели или батареи, но не провода для работы на открытом воздухе.

Действительно ли Mesh-сети работают?

да. Mesh-сети идеально подходят для подключения всего города к сети.. Он делает это через беспроводное соединение., надежный, и существующие технологии.

В отличие от традиционных сетей, которые полагаются на проводные технологии для подключения пользователей, беспроводные ячеистые сети полагаются на несколько беспроводных ячеистых узлов для подключения пользователей всего города к сети.

Преимущества Mesh Network

1.Масштабируемость

Каждый узел в ячеистой сети действует как маршрутизатор.. Его, следовательно, не требуется для дополнительных маршрутизаторов. Так, вы можете удобно увеличить размер вашей сети, в зависимости от ваших потребностей.

Например, если вы хотите добавить несколько компьютеров и смартфонов в конференц-зал, ты можешь сделать это легко. Самое приятное, что добавленные гаджеты будут подключаться к сети автоматически..

Вы также можете быстро добавить источники света в конференц-зал или другие дополнительные офисы, поскольку вы контролируете всю сетевую систему, не требуя дополнительного управления.

2.Может легко противостоять проблемам

Еще одним преимуществом ячеистой сети является ее способность к самовосстановлению.. Если один узел перестает функционировать или теряет сигнал, это не влияет на весь сетевой процесс. Другие узлы могут легко завершить сетку, поскольку вышедший из строя узел заживает сам.

Причина этого исцеления - способность каждого узла отправлять, получить, и переводить информацию. Избыточность, созданная в процессе, помогает поддерживать работу узлов, даже если один из них выходит из строя..

3.Это доступно

В целом, ячеистые сети используют несколько проводов. Это означает, что стоимость установки невысока.. Так, даже если вы хотите создать сеть, которая может покрыть большую площадь, ты легко можешь себе это позволить.

4.Добавить диапазон легко

Вы можете легко добавить диапазон, который должна покрывать ваша ячеистая сеть.. Вы просто делаете это, добавляя больше узлов или подключая некоторые из ваших узлов к шлюзам..

5.Это удобно

Mesh-сети подходят там, где нет настенных подключений Ethernet.. Например, если у вас концерт на открытом воздухе, эта сеть более подходящая. А также удобен практически во всех транспортных условиях..

6.Самостоятельная настройка

Как было сказано ранее, вы можете увеличить количество узлов в ячеистой сети, если хотите увеличить охватываемый ею диапазон. В таком случае, добавленные узлы не требуют, чтобы какой-либо сетевой администратор настраивал сеть для их работы.

Сеть включает их автоматически, поскольку они самоконфигурируются..

7.Легко установить

Обычно, узлы в ячеистых сетях легко устанавливать и удалять. Это позволяет легко изменить зону покрытия., в зависимости от ваших требований.

Недостатки ячеистой сети

1.Сложная начальная настройка сети

Настройка ячеистой сети с нуля может быть очень сложной и утомительной.. Создание идеального места для установки каждого узла также сложно и требует много времени, так как вы должны устанавливать их там, где не будет проблем с задержкой.. Но как только вы закончите первоначальную настройку, легко и быстро добавить больше узлов.

2.Потребляет больше энергии

Каждый узел в ячеистой сети действует как передатчик и приемник.. По этой причине, узлы напрягаются, пытаясь играть обе роли. Так, чтобы они работали эффективно, требуется больше мощности.

Это может быть небольшой проблемой для крупных узлов, поскольку они подключены к электрической системе напрямую., в отличие от маленьких с батарейным питанием.

3.Проблемы с задержкой

Задержка - это время, которое требуется сообщению для перемещения от каждого узла к шлюзу.. Это время может повлиять на всю настройку ячеистой сети.. Вы можете легко решить проблему задержки, используя ячеистую сеть с дополнительной памятью., мощность, и пропускная способность.

тем не мение, для маломощных, глобальные сети, задержка становится серьезной проблемой для ячеистых сетей.

4.Сложная рабочая нагрузка

Mesh-сети обладают высокой масштабируемостью и требуют добавления дополнительных узлов в зависимости от потребностей.. Сложности возникают, когда у вас проблемы с задержкой, и вам потребуется добавить больше узлов, чтобы помочь решить проблему. Планирование всей сети становится более сложным, поскольку вам необходимо развернуть различные типы оборудования, чтобы сеть функционировала должным образом..

Что отличает сеть Bluetooth от других

Сетка Bluetooth делает домашнюю автоматизацию лучше, чем другие беспроводные сети, особенно WI-FI. Даже если вы можете включить домашнее питание с помощью смартфона или ноутбука с WI-FI, Сеть Bluetooth предлагает лучший опыт.

Вы можете включить свою развлекательную систему, кондиционирование воздуха, или сигнализация, просто открыв входную дверь. Это обеспечивается технологией ячеистой сети Bluetooth..

Также, Сетка Bluetooth дешевле и эффективнее, чем другие беспроводные технологии, такие как WI-FI.. Например, Эта технология упростила отслеживание устройств, а также повысила безопасность беспроводной сети..

Другие традиционные беспроводные сети неудобны при общении между множеством людей.. WI-FI усугубляет проблему, так как для того, чтобы сигнал WI-FI охватил большую площадь, требуется высокая мощность.. В таких случаях, Ячеистая технология Bluetooth эффективна, поскольку устройства подключаются друг к другу и передают информацию от одного устройства к другому., формирование коммуникационной сети.

Заключение

Bluetooth SIG mesh - это компьютерная сеть, которая позволяет осуществлять обмен данными между коммуникативными устройствами "многие ко многим".. Это также позволяет тысячам узлов эффективно обмениваться данными без какого-либо подключения, но в одной сети.. Это надежный метод обмена информацией в больших сетях по сравнению с другими беспроводными сетями..