Технология Bluetooth ® [1] использует маломощную радиочастоту для обеспечения связи на малой дальности при низких затратах. В 2010 году Bluetooth 4.0 представила новый вариант, известный как Bluetooth с низкой энергией (BLE), или Bluetooth Smart. BLE поддерживает многоточечную или широковещательную связь, которая полезна для режима радиомаяка ближней навигации, такого как системы определения местоположения в реальном времени, используемые для отслеживания активов и отслеживания людей. Дополнительные усовершенствования технологии Bluetooth были выпущены с внедрением Bluetooth 5.0 [2]. В дополнение к Bluetooth 5.0 группа Bluetooth Special Interest Group (SIG) определила новую модель подключения для BLE, известную как Mesh Profile [4]. Профиль BLE Mesh Profile устанавливает опцию каналов связи «многие ко многим» для устройств BLE и оптимизирован для создания крупномасштабных сетей Интернета вещей (IoT). Набор сеток, определенный профилем сетки BLE, расположен поверх спецификации ядра BLE. Дополнительные сведения о сетевом стеке см. в разделе Bluetooth Mesh Stack. Эта новая сетчатая сетка Bluetooth идеально подходит для автоматизации зданий, крупномасштабных сетей датчиков и других решений Интернета вещей, требующих надежной и надежной настройки десятков и сотен устройств.
Поскольку топологии ячеистой сети предлагают наилучший способ удовлетворения различных все более распространенных и популярных требований к связи, была введена сетевая сеть Bluetooth. К числу основных требований относятся:
Низкое энергопотребление
Расширение зоны покрытия посредством многоузловой связи
Повышение масштабируемости сети за счет эффективного использования радиоресурсов
Совместимость с различными стандартами
Повышение безопасности связи за счет аутентификации и шифрования
Повышение надежности системы за счет многолучевого обмена сообщениями
Возможность обеспечить оптимальное быстродействие сети
Другие технологии беспроводной связи с низким энергопотреблением, такие как ZigBee ® и Thread, также поддерживают сетевые топологии ячеистой сети. Однако эти технологии часто сталкиваются с такими проблемами, как низкие скорости передачи данных, ограниченное количество транзитных участков при ретрансляции данных через ячеистую сеть, ограничения масштабируемости, часто вызванные тем, как используются радиоканалы, и задержки при выполнении процедур изменения состава устройства в ячеистой топологии. Кроме того, эти технологии беспроводной связи не поддерживаются стандартными смартфонами, планшетами и ПК. Сетка Bluetooth соответствует вышеупомянутым требованиям и создает стандартную технологию связи на основе BLE .
Сетка Bluetooth объединяет надежную глобальную совместимость с развитой и надежной экосистемой для создания сетей устройств промышленного уровня.
На этом рисунке показано, как стек сетки Bluetooth вписывается в стандартный стек протоколов BLE. На рисунке показан стек сетки Bluetooth над рекламным носителем BLE и универсальным атрибутом (GATT).
Набор сеток Bluetooth состоит из следующих слоев:
Слой модели: этот слой определяет модели, сообщения и состояния, необходимые для сценариев использования. Например, чтобы изменить состояние источника света на On или Off, узлы Bluetooth используют сообщение Generic OnOff Set из модели Generic OnOff.
Уровень базовой модели: этот уровень определяет модели, сообщения и состояния, необходимые для настройки ячеистой сети и управления ею. На этом уровне также настраиваются адреса элементов, публикации и подписки.
Уровень доступа: этот уровень определяет интерфейс с верхним транспортным уровнем и формат данных приложения. Он также управляет шифрованием и расшифровкой данных приложения на верхнем транспортном уровне.
Верхний транспортный уровень: этот уровень определяет такие функции, как шифрование, дешифрование и аутентификация данных приложения, и предназначен для обеспечения конфиденциальности сообщений доступа. Этот уровень также отвечает за внутреннюю генерацию сообщений управления транспортом (дружба и пульс) и передает эти сообщения на одноранговый верхний транспортный уровень. Сетевой уровень шифрует и аутентифицирует эти сообщения.
Нижний транспортный уровень: этот уровень определяет функциональные возможности, такие как сегментация и повторная сборка сообщений верхнего транспортного уровня в несколько сообщений нижнего транспортного уровня для доставки больших сообщений верхнего транспортного уровня в другие узлы. Этот уровень также определяет очередь друзей, используемую узлом «Друг» для хранения сообщений нижнего транспортного уровня для узла с низким энергопотреблением.
Сетевой уровень: этот уровень определяет такие функции, как шифрование, дешифрование и аутентификация сообщений нижнего транспортного уровня. Этот уровень передает сообщения нижнего транспортного уровня через несущий уровень и ретранслирует сообщения ячеистой сети, когда функция ретрансляции активизирована. Сетевой уровень также определяет кэш сообщений, содержащий все недавно обнаруженные сетевые сообщения. Если полученное сообщение обнаружено в кэше, то оно отбрасывается.
Уровень переноса: этот уровень определяет интерфейс между стеком ячеистой сети Bluetooth и стеком протоколов BLE. Этот уровень также отвечает за создание ячеистой сети путем конфигурирования узлов ячеистой сети. Два типа носителей, поддерживаемых сеткой Bluetooth, являются рекламными носителями и носителями GATT.
BLE - это стек протоколов беспроводной связи, который используется сеткой Bluetooth. Дополнительные сведения о стеке протоколов BLE см. в разделе Стек протоколов BLE.
Большинство устройств BLE обмениваются данными друг с другом с использованием простой двухточечной (одноточечная связь) или многоточечной (одноточечная связь) топологии, как показано на этом рисунке.
Устройства, использующие связь «один к одному», работают в пикосети Bluetooth. Как показано на этом рисунке, каждая пикосеть состоит из устройства в роли ведущего (M), с другими устройствами в роли подчиненного (S) или рекламодателя. Перед присоединением к пикосети каждый S узел находится в роли рекламодателя. Несколько пикосетей соединяются друг с другом, образуя разброс Bluetooth.
Например, смартфон с установленным подключением один к одному к монитору сердечного ритма, по которому он может передавать данные, является примером двухточечного соединения.
Наоборот, сетка Bluetooth позволяет устанавливать каналы связи между устройствами Bluetooth. В сетке Bluetooth устройства могут передавать данные удаленным устройствам, которые не находятся в диапазоне прямой связи исходного устройства. Это позволяет ячеистой сети Bluetooth расширить свой радиодиапазон и охватить большую географическую область, содержащую большое количество устройств. Другим преимуществом сетки Bluetooth по сравнению с топологиями точка-точка и точка-множество точек является возможность самовосстановления. Возможность самовосстановления сетки Bluetooth подразумевает, что сеть не имеет ни одной точки отказа. Если устройство Bluetooth отключается от ячеистой сети, другие устройства по-прежнему могут отправлять и принимать сообщения друг от друга, что обеспечивает функционирование сети.
Эти концепции ячеистой сети Bluetooth служат основой для изучения функциональных возможностей ячеистой сети Bluetooth.
Устройства, принадлежащие ячеистой сети Bluetooth, называются узлами. Устройства, которые не являются частью ячеистой сети Bluetooth, называются недостижимыми устройствами. Процесс преобразования недоказанного устройства Bluetooth в узел называется выделением ресурсов. Каждый узел может отправлять и принимать сообщения напрямую или через ретрансляцию от узла к узлу. На этом рисунке показана сеть узлов Bluetooth, расположенных в офисе MathWorks, Natick.
Каждый узел ячеистой сети Bluetooth может обладать некоторыми дополнительными функциями, позволяющими ему получить дополнительные специальные возможности. Эти функции включают в себя функции ретрансляции, прокси, друга и низкое энергопотребление. Узлы ячеистой сети Bluetooth, обладающие этими функциями, известны как узлы ретрансляции, узлы прокси, узлы друзей и узлы низкого энергопотребления (LPN) соответственно.
Узлы ретрансляции: узлы сетки Bluetooth, которые обладают функцией ретрансляции, называются узлами ретрансляции. Эти узлы используют механизм ретрансляции для повторной передачи принятых сообщений через несколько транзитных участков. В зависимости от источника питания и вычислительной мощности узел ячеистой сети может стать узлом ретрансляции.
Прокси-узлы: Для обеспечения связи между устройством BLE, не имеющим ячеистого стека Bluetooth, и узлами в ячеистой сети можно использовать прокси-узлы. Узел-посредник действует как посредник и использует протокол-посредник с операциями общего профиля атрибутов (GATT). Например, как показано на предыдущем рисунке, смартфон, который не поддерживает стек ячеек Bluetooth, взаимодействует с узлами ячеек посредством узла прокси посредством операций GATT.
Узел друга: узлы сетки Bluetooth, не имеющие ограничений по мощности, являются хорошими примерами узлов друга. ЛПС работают в сотрудничестве с узлами «Friend». Узел Friend хранит сообщения, предназначенные для LPN, и доставляет сообщения в LPN всякий раз, когда LPN опрашивает узел Friend для ожидающих сообщений. Связь между LPN и узлом Friend называется дружбой.
Узел с низким энергопотреблением: узлы сетки Bluetooth с ограниченным энергопотреблением могут использовать функцию низкого энергопотребления для минимизации времени включения радиоблока и экономии энергии. Такие узлы известны как ЛПС. ЛПС в основном занимаются отправкой сообщений, однако им необходимо время от времени получать сообщения. Например, датчик контроля температуры, который питается от батареи с небольшим монетным элементом, посылает показания температуры один раз в минуту всякий раз, когда температура выше или ниже сконфигурированных пороговых значений. Если температура остается в пределах пороговых значений, LPN не передает сообщение.
Примечание
Дополнительные сведения о функциях сетки Bluetooth см. в разделах 3.4.6, 3.6.6.3, 3.6.6.4 и 7.2 профиля сетки Bluetooth [4].
Некоторые узлы сетки Bluetooth имеют одну или несколько независимых составляющих частей, известных как элементы. На этом рисунке показано, что узел сети должен иметь по крайней мере один элемент (первичный элемент), но может иметь несколько элементов.
Элементы состоят из объектов, определяющих функциональность узла и состояние элемента. Каждый элемент в узле ячеистой сети имеет уникальный адрес одноадресной передачи, который позволяет адресовать каждый элемент.
На этом рисунке показан узел сетки и его составляющие. Базовые функциональные возможности узла сетки определяются и реализуются моделями. Модели находятся внутри элементов, и каждый элемент должен иметь хотя бы одну модель.
Спецификации ядра Bluetooth [2] определяют эти три категории моделей.
Серверная модель: эта модель определяет набор состояний, переходов состояний, привязок состояний и сообщений, которые может отправить или получить элемент, содержащий модель. Он также определяет поведение, относящееся к сообщениям, состояниям и переходам состояний.
Клиентская модель: Эта модель определяет сообщения, которые она может отправлять или получать для получения значений нескольких состояний, определенных в соответствующей серверной модели.
Модель управления: Эта модель состоит из модели сервера и модели клиента. Серверная модель обеспечивает связь с другими клиентскими моделями, а клиентская модель обеспечивает связь с серверными моделями.
Состояние - это значение определенного типа, определяющее состояние элементов. Кроме того, состояния также имеют связанные поведения. Например, рассмотрим простую лампочку, которая может быть включена или выключена. Сетка Bluetooth определяет состояние под названием generic OnOff. Когда лампочка приобретает это состояние и значение On, лампочка подсвечивается. Аналогично, когда лампочка получает общее состояние OnOff и значение Off, лампочка выключается.
Примечание
Для получения дополнительной информации о моделях и состояниях сетки Bluetooth см. раздел 4 профиля сетки Bluetooth [4].
Спецификации ядра Bluetooth [2] определяют эти четыре типа адресов.
Неназначенный адрес: ненастроенные элементы или элементы без обозначенных адресов имеют неназначенный адрес. Узлы ячеистой сети с неназначенными адресами не участвуют в обмене сообщениями.
Одноадресный адрес: во время конфигурирования средство конфигурирования назначает одноадресный адрес каждому элементу в узле. Одноадресные адреса могут отображаться в поле адреса источника сообщения, поле адреса назначения сообщения или в обоих случаях. Сообщения, отправляемые на одноадресные адреса, обрабатываются только одним элементом. Дополнительные сведения о выделении ресурсов см. в разделе Выделение ресурсов.
Виртуальный адрес: виртуальный адрес представляет набор адресов назначения. Каждый виртуальный адрес логически представляет 128-битный универсальный уникальный идентификатор метки (UUID). Узлы Bluetooth могут публиковать или подписываться на эти адреса.
Групповой адрес: групповые адреса - это типы многоадресных адресов, которые представляют несколько элементов одного или нескольких узлов. Адреса групп могут быть фиксированными (назначенными Bluetooth SIG) или динамически назначенными.
Связь в ячеистых сетях Bluetooth реализуется посредством сообщений. Сообщение может быть управляющим сообщением или сообщением доступа.
Управляющее сообщение: Эти сообщения участвуют в реальном функционировании ячеистой сети Bluetooth. Например, сообщения пульса и запроса друга являются типами управляющих сообщений.
Сообщение о доступе: эти сообщения позволяют клиентским моделям извлекать или устанавливать значения состояний в серверных моделях. Сообщения доступа могут быть подтверждены или неподтверждены. На каждый принимающий элемент передают подтвержденные сообщения. Принимающий элемент подтверждает сообщения, посылая сообщение о состоянии. Ответ на неподтвержденное сообщение не отправляется. Сообщения о состоянии ячеистой сети Bluetooth являются примером неподтвержденных сообщений.
Для каждого состояния серверная модель поддерживает набор сообщений. Например, это сообщение может включать в себя клиентскую модель, запрашивающую значение состояния, или запрашивающую изменить состояние, и серверную модель, посылающую сообщения о состояниях или изменении состояния.
Сообщения идентифицируются с помощью кодов операций и имеют соответствующие параметры. Уникальный код операции определяет следующие три типа сообщений ячеистой сети:
Сообщение GET: Это сообщение ячеистой сети запрашивает значение состояния у одного или нескольких узлов.
Сообщение SET: Это сообщение mesh изменяет значение данного состояния.
Сообщение STATUS: Это сообщение ячеистой сети используется в следующих сценариях.
В ответ на сообщение GET, содержащее значение состояния
В ответ на неподтвержденное сообщение SET
Отправляется независимо для отчета о состоянии элемента
Примечание
Для получения дополнительной информации об адресах сетки Bluetooth см. раздел 3.4.2 профиля сетки Bluetooth [4].
Сеть ячеистой сети Bluetooth реализует систему связи, ориентированную на публикацию/подписку сообщений. Такой подход гарантирует, что различные типы продуктов могут сосуществовать в ячеистой сети без влияния сообщений от устройств, которые они не должны слушать. Действие отправки сообщения называется публикацией. На основе конфигурации узлы ячеистой сети выбирают сообщения, отправляемые по определенным адресам для обработки. Эта техника известна как подписка. Узел издателя отправляет сообщения тем узлам, которые подписались на издателя. Обычно сообщения ячеистой сети адресуются группам или виртуальным адресам.
Рассмотрим пример, показанный на этом рисунке. Каждая комната может подписаться на сообщения от определенных лампочек для этой комнаты. Кроме того, эти сообщения могут быть одноадресными, многоадресными, широковещательными или любой комбинацией этих трех опций.
Коммутатор No1 публикует данные на групповой адрес Dinning Room. Лампы 1, 2 и 3 подписываются на адрес столовой и, следовательно, обрабатывают сообщения, опубликованные на этот адрес. Переключатель No2 публикуется на групповой адрес Kitchen. Лампочка 3 подписывается на адрес кухни и является единственной лампочкой, управляемой переключателем # 2. Аналогично, переключатель # 3 публикует на групповой адрес Спальня и, следовательно, управляет лампочками 4 и 5. Этот пример также показывает, что узлы ячеистой сети могут подписываться на сообщения, адресованные более чем на один уникальный адрес.
Группа и виртуальные адреса, используемые в системе связи публикации/подписки, позволяют удалять, заменять или добавлять новые узлы в ячеистую сеть без какой-либо реконфигурации. Например, дополнительная лампочка может быть добавлена в Kitchen с помощью процесса Provisioning и затем сконфигурирована для подписки на адрес группы Kitchen. В этом процессе никакие другие лампочки не затрагиваются.
Примечание
Для получения дополнительной информации о связи публикация/подписка сетки Bluetooth см. раздел 2.3.8 спецификации модели сетки Bluetooth [5].
Конфигурирование - это процесс, с помощью которого устройство Bluetooth (недостижимое устройство) соединяется с ячеистой сетью и становится узлом Bluetooth. Этот процесс управляется устройством конфигурирования. Конфигурирование и недоиспользованное устройство выполняют фиксированную процедуру, как определено в профиле сетки Bluetooth [4]. Средство конфигурирования обычно представляет собой смартфон, работающий под управлением приложения конфигурирования. Процесс конфигурирования может выполняться одним или несколькими устройствами конфигурирования. На этом рисунке показаны пять этапов конфигурирования.
Beaconing: На этом этапе недоказанное устройство Bluetooth объявляет о своей доступности, которая должна быть сконфигурирована, отправляя объявления о радиомаяке ячеистой сети в пакетах объявлений. Типичным способом запуска радиомаяка является определенная последовательность нажатий кнопок на недоказанном устройстве Bluetooth.
Приглашение: На этом шаге средство конфигурирования приглашает недоказанное устройство Bluetooth для выделения ресурсов путем отправки блока данных протокола приглашения выделения ресурсов (PDU). Недоказанное устройство Bluetooth отвечает информацией о своих возможностях, посылая PDU возможностей выделения ресурсов.
Обмен открытыми ключами: на этом шаге средство конфигурирования и недоказанное устройство обмениваются открытыми ключами. Эти открытые ключи могут быть статическими или эфемерными либо непосредственно, либо с использованием внеполосного (OOB) метода.
Аутентификация: На этом этапе необеспеченное устройство выводит пользователю случайный, одно- или многоразрядный номер в той или иной форме, используя действие, соответствующее его возможностям. Способ аутентификации зависит от возможностей обоих используемых устройств. Независимо от способа аутентификации, который использует узел Bluetooth, аутентификация также включает в себя этап формирования значения подтверждения и этап проверки подтверждения.
Конфигурирование распределения данных: После успешного завершения этапа аутентификации средство конфигурирования и недоказанное устройство генерируют ключ сеанса, используя свои закрытые ключи и обмениваемые открытые ключи одноранговых узлов. Средство конфигурирования и необеспеченное устройство используют ключ сеанса для обеспечения последующего обмена данными, необходимого для завершения процесса конфигурирования. Этот процесс включает в себя распределение ключа безопасности, называемого сетевым ключом (NetKey). После завершения конфигурирования сконфигурированное устройство получает NetKey, параметр безопасности ячеистой сети, называемый IV Index, и адрес одноадресной передачи, назначенный поставщиком. На этом этапе устройство Bluetooth можно назвать узлом Bluetooth.
Примечание
Для получения дополнительной информации о конфигурировании ячеистой сети Bluetooth см. раздел 5 профиля ячеистой сети Bluetooth [4].
Для уменьшения рабочих циклов LPN и экономии энергии LPN должен установить дружбу с узлом ячеистой сети, поддерживающим функцию Friend. На рисунке [4] показана взаимосвязь между LPN и узлами Friend.
ЛПС 5, 6 и 7 имеют отношения Дружбы с узлом Друга 20. Узел 18 друзей имеет дружбу с ЛПС 11 и 12. Затем узел 20 Friend сохраняет и пересылает сообщения, адресованные ЛПС 5, 6 и 7. Аналогично, узел 18 «Friend» хранит и пересылает сообщения, адресованные ЛПС 11 и 12. Пересылка узлом Friend происходит только тогда, когда LPN пробуждается и опрашивает узел Friend на наличие сообщений, ожидающих доставки. Этот механизм позволяет всем ЛПС экономить энергию и работать в течение более длительного времени.
На этом рисунке показаны сообщения ячеистой сети Bluetooth, которыми обмениваются LPN и узел Friend для установления дружбы.
Узлы Bluetooth используют следующие параметры синхронизации для установления дружбы:
Задержка получения: этот параметр указывает время между отправкой LPN запроса и прослушиванием ответа от узла Friend. LPN находится в состоянии ожидания в течение полной длительности задержки приема.
Окно получения: этот параметр указывает время, в течение которого LPN прослушивает ответ от узла Friend. LPN находится в состоянии сканирования в течение всей длительности окна приема.
Тайм-аут опроса: этот параметр определяет максимальное время между двумя последовательными запросами от LPN. В течение тайм-аута опроса, если узел Friend или LPN не принимает запрос или ответ от другого узла, дружба завершается.
Периодически LPN опрашивают узлы Friend для любых сообщений данных, хранящихся в очереди friend. После опроса узла Friend LPN переходит в состояние ожидания на время задержки приема. Узел Friend использует задержку приема для подготовки ответа для LPN. После задержки приема узел Friend отвечает на LPN перед суммой задержки приема и окна приема. Дополнительные сведения о дружбе см. в разделе Пример энергетического профилирования узлов сетки Bluetooth в беспроводных сетях датчиков.
Примечание
Для получения дополнительной информации о дружбе см. раздел 3.6.6 профиля Bluetooth Mesh [4].
Многие ячеистые сети реализуют механизмы маршрутизации для ретрансляции сообщений в сети. Другим механизмом ретрансляции сообщений является передача в сеть сообщений, передаваемых без учета оптимальных маршрутов для достижения их соответствующих пунктов назначения. Сетевая сеть Bluetooth использует подход, известный как управляемое лавинное перемещение, который включает в себя оба этих механизма. Сетевая сеть Bluetooth использует сильные стороны метода затопления и оптимизирует свою работу таким образом, чтобы она была надежной и эффективной. На этом рисунке показан процесс управляемого затопления в сетке Bluetooth.
На рисунке показана связь между коммутатором и подключенной лампочкой в сетке Bluetooth. Первоначально переключатель и лампочка находятся в выключенном состоянии. При переключении переключателя в состояние «Включено» передается сообщение о включении лампочки. Все узлы ячеистой сети в диапазоне коммутатора прослушивают сообщение, но только узлы ретрансляции передают сообщение повторно. Сообщение передается таким образом по сети до тех пор, пока оно не достигнет колбы и не включит колбу. Этот процесс называется управляемым лавинным потоком. Чтобы оптимизировать этот процесс, Bluetooth mesh реализует эти меры.
Сообщения контрольного сигнала: эти сообщения периодически передаются узлами ячеистой сети, чтобы указать другим узлам ячеистой сети, что узел, посылающий контрольный сигнал, все еще активен. Сообщения контрольного сигнала содержат информацию, которая позволяет принимающим узлам определять количество транзитных участков между ними и отправляющим узлом.
Время жизни (TTL): это поле присутствует во всех PDU сетки Bluetooth. Он управляет максимальным количеством транзитных участков, через которые передается сообщение. Установка значения TTL позволяет узлам ячеистой сети управлять ретрансляцией и экономить энергию. Сообщения контрольного сигнала позволяют узлам определять оптимальное значение TTL, необходимое для каждого опубликованного сообщения.
Кэш сообщений: каждый узел ячеистой сети содержит кэш сообщений, чтобы определить, видел ли он сообщение ранее. Если узел видел сообщение ранее, узел отбрасывает сообщение и избегает ненужной обработки выше стека.
Дружба: Подробнее о механизме Дружбы см. в разделе Дружба.
Дополнительные сведения об управляемой лавинной передаче данных в ячеистых сетях Bluetooth см. в разделе Пример потоковой передачи данных Bluetooth в беспроводных сетях датчиков.
Добавление возможностей ячеистой сети к Bluetooth создает возможности для применения ячеистой сети Bluetooth в доменах автоматизации и Интернета вещей. Это некоторые из выдающихся приложений сетей сетки Bluetooth.
Автоматизация умного дома - сетка Bluetooth mesh может быть использована для упрощения процессов автоматизации умного дома путем создания ячеистой сети устройств (таких как интеллектуальные лампы, термостаты и вентиляционные отверстия), легко устанавливаемых и оснащаемых смартфоном пользователя. Ячеистая сеть Bluetooth таких соединенных устройств может использоваться для ретрансляции сообщений по множеству путей, таким образом повышая надежность связи и масштабируемость сети. Сетка Bluetooth не имеет ни одной точки отказа. Это предотвращает перебои в обслуживании в случае отказа узла ячеистой сети. Например, рассмотрим домашний сценарий с ячеистой сетью Bluetooth всех осветительных устройств. Если некоторые осветительные устройства в ячеистой сети выходят из строя, сообщения от остальной ячеистой сети могут по-прежнему доходить до устройства управления пользователя.
Beaconing - одним из наиболее известных примеров использования ячеистой сети Bluetooth является beaconing. При маяковом сигнале внешнее событие запускает узел ячеистой сети для передачи данных. Эти данные могут включать в себя информацию о датчике, информацию о местоположении или информацию о точке, представляющей интерес. Любой узел ячеистой сети может интегрировать один или несколько стандартов радиомаяка (например, iBeacon компании Apple или EddyStone от Google) и может быть преобразован в виртуальный радиомаяк Bluetooth во время работы в качестве узла ячеистой сети Bluetooth. Этот подход может обеспечить новые сценарии использования, такие как размещение внутри помещений, отслеживание активов и предоставление информации о точках интересов. Сценарии использования, включающие в себя пеленгацию Bluetooth (представлены в спецификациях ядра Bluetooth 5.1 [3]), реализуют радиомаяк для поддержки высокоточной пеленгации. Сетка Bluetooth в сочетании с функциями пеленгации, такими как угол прибытия и угол отправления, может проложить путь для многих коммерческих сценариев использования на базе Интернета вещей. Дополнительные сведения о радиомаяке и возможностях пеленгации Bluetooth см. в разделе Расположение и пеленгация Bluetooth.
Автоматизированные ирригационные системы и освещение установок - сетки Bluetooth могут использоваться для разработки интеллектуальных решений в автоматизированных ирригационных системах и освещении установок. Например, по мере сокращения земельных ресурсов многие растения выращиваются в теплицах для повышения урожайности. Автоматизированная посадка в помещении требует сочетания соответствующего источника света с интеллектуальной системой управления и сетчатой сетью Bluetooth. В этом сценарии модули сетки Bluetooth помещаются в источники света. Этот механизм позволяет сетчатым модулям автоматизировать контроль источника света, влажности почвы, температуры воздуха, влажности, влажности и автоматической ирригации.
Низкая задержка - ячеистые сети Bluetooth могут быть полезны в сценариях использования с низкой задержкой. В сетях, где время прохождения сигнала в оба конца имеет большое значение, конкретные функциональные узлы и ретрансляционные узлы могут использоваться для минимизации задержки связи при сохранении покрытия и надежности.
Ячеистые сети со стандартом Bluetooth могут использоваться в интеллектуальных решениях для Интернета вещей для упрощения автоматизации домашних, коммерческих и промышленных систем. Таким образом, ячеистая сеть Bluetooth сравнима со всеми другими соединениями Bluetooth и создает сети без концентраторов, расширяющие охват и надежность систем Bluetooth.
[1] Веб-сайт технологии Bluetooth. «Веб-сайт Bluetooth Technology | Официальный веб-сайт Bluetooth Technology». Доступ состоялся 22 марта 2020 года. https://www.bluetooth.com/.
[2] Группа специальных интересов Bluetooth (SIG). «Спецификация ядра Bluetooth». Версия 5.0. https://www.bluetooth.com/.
[3] Группа специальных интересов Bluetooth (SIG). «Спецификация ядра Bluetooth». Версия 5.1. https://www.bluetooth.com/.
[4] Группа специальных интересов Bluetooth (SIG). «Профиль сетки Bluetooth». Версия 1.0.1. https://www.bluetooth.com/.
[5] Группа специальных интересов Bluetooth (SIG). «Спецификация модели сетки Bluetooth». Версия 1.0.1. https://www.bluetooth.com/.