蓝牙mesh网络角色

1、蓝牙mesh网络角色

mesh网络中的设备被称为节点（Node），而非mesh网络中的设备称为未经启动配置的设备。将未经启动配置的设备转换为节点的过程称为启动配置。

启动配置是一个安全的过程，原本未经启动配置的设备经过启动配置后会拥有一系列加密密钥，并被启动配置的设备识别。

启动的设备可以是provisioner（配置角色），或者是provisionee（节点角色）。其中provisionee（节点角色）又可以分为client（客户端）和server（服务端）。

provisioner（配置角色）就是用于配置这些设备的端。同时要注意，传统的BLE低功耗设备不能直接兼容mesh网络，而如果我们想把手机等具有BLE的设备加入mesh网络中，则需要加入proxy（代理节点）。

provisioner（配置角色）启动配置是用于为新设备提供加入网络所需的信息。在这个配置过程中，为新设备提供了一个网络密钥、一个地址和一个设备密钥。该密钥是一个专用密钥，仅用于在provisioner（配置者）和provisionee（被配置者）之间进行私有通信。

节点（Node）是已经启动配置（Provision）并成为mesh网络中的一员的设备。所有节点都能够在网络中发送并接受mesh消息，此外还可以选择性地支持一个或多个其他网络特性，如下所列：

（1）中继（Relay）特性：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。

（2）代理（Proxy）特性：在GATT和广播承载层之间接收并重新发送mesh消息的能力。

（3）低功耗（Low-Power）特性：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（friend）节点建立友谊（friendship）关系来实现这一点。

（4）好友（Friend）特性：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。

要了解友谊是如何帮助LPN降低功耗的，传感器是很好的例子，它可以利用友谊，并被用作LPN。它们通常将绝大部分时间用于传输数据，且很少需要接收数据。传感器可能只有在温度超出一系列预设的限制时才会发送温度读数，而这种情况每天可能只会发生两次。正是这种不频繁的数据传输才使得此类设备的能耗使用维持在较低水平。

2、代理节点的加入

低功耗蓝牙（BLE）是一项相当成功的无线技术。低功耗蓝牙设备只要具有正确的低功耗蓝牙功能和一些附加软件，就能加入蓝牙mesh网络中。以智能手机为例，可能只需要一个可以与蓝牙mesh网络对话的普通应用程序（App）就足够了。

非mesh低功耗蓝牙设备成为蓝牙mesh网络成员的过程中，代理节点是关键。代理节点的根本目的是执行承载层转换。它能够实现从广播承载层到GATT承载层的转换，反之亦然。因此，不支持广播承载层的设备可通过GATT连接来收发各类蓝牙mesh消息。

节点可通过在特性字段中设置代理特性位（proxy feature bit），来表示自身可用作代理节点。特性字段是所有节点都具有的成分数据状态的一部分。

代理节点（Proxy Node）可实施称为mesh代理服务的GATT服务，即文本中代理服务器（Proxy Server）。mesh代理服务包含两个GATT特性：mesh代理数据输入和mesh代理数据输出。代理客户端（Proxy Client）使用GATT Write Without Response子程序，将代理协议PDU写入mesh代理数据输入特性，并从GATT通知中的mesh代理数据输出特性接收代理协议PDU。这就是互联GATT设备通过代理节点在mesh网络中进行数据交换的机制。