蓝牙Mesh网络拓扑结构节点工作原理分析

蓝牙Mesh技术具有开放、低成本、高性能等优势，在实际应用中弥补低功耗蓝牙无法组网的问题，对Mesh网络的支持使低功耗蓝牙技术进入更加广泛的应用领域，增强了其在楼宇自动化应用方面的可适宜性。
借助蓝牙Mesh创建大型网络并支持成千上万的设备之间进行安全、可靠的通信。蓝牙Mesh网络包括节（Node）、元素（Element）、模型（Model）和状态（State）.蓝牙Mesh的节点（Node）是已经启动配置（Provision）并成为Mesh网络中一员的设备。
蓝牙Mesh规范详细描述了四种“节点”，分别是“中继节点”、“低功耗节点”、“好友节点”和“代理节点”。
中继（Relay）节点：通过广播承载层接收并重新发送mesh消息、以构建更大规模网络的能力。
代理（Proxy）节点：在GATT和广播承载层之间接收并重新发送mesh消息的能力。
低功耗（Low-Power）节点：能够以明显较低的接收端占空比在mesh网络中运行。通过将无线电接收器启用时间最小化可实现节点功耗的降低，只有在绝对必要时才启动接收器。低功耗节点（LPN）通过与好友节点建立友谊关系来实现这一点。
好友节点：通过存储发往LPN的消息，仅在LPN明确发出请求时才进行转发来帮助LPN运行的能力。
中继节点能够重新发送所接收到的数据包，并且通过这个机制，使数据包可以在整个网络上快速传播。中继机制的缺点是耗电量增加，这是由于它依赖于保持“醒着的”节点。虽然在mesh网络配置中低功耗蓝牙的功耗远低于其他竞争技术，但这样的运作模式单单依靠电池供电是无法持久的。对于智能照明等应用来说，这并不是缺点，因为灯具通过接入主干供电系统为LED供电，但这对于加入网络中的其它非主干系统供电设备，比如设备开关，则可能不适用。
为了解决这个问题，蓝牙网络引入了“低功耗节点”(LPN)，可以使用电池或能源采集来供电。LPN与“好友节点”协同工作，好友节点通常是由主干系统供电，因而能够永远保持唤醒状态；这些设备会缓存发往LPN的信息。LPN根据预先设定的进程表切换至“接收”模式，接收缓存的信息，根据指令进行操作，然后快速度返回省电的“睡眠”状态。
“代理节点”允许支持低功耗蓝牙但不支持蓝牙mesh的设备 (例如现在的智能手机)连接至蓝牙Mesh网络。通过节点和代理设备的通用属性配置文件(GATT) 接口实现交互。
蓝牙Mesh网络是用于建立多对多设备通信的低能耗蓝牙网络拓扑。允许创建基于多个设备的大型网络，网络可以包含数十台，数百甚至数千台蓝牙Mesh设备，设备之间可以相互进行信息数据传递，这样应用形态为楼宇自动化，无线传感器网络，资产跟踪和其他解决方案提供了理想的选择。