1. 蓝牙
    +关注
    关注 9
    文章 1088
    浏览量 52532
  2. 友邻节点
    +关注
    关注 0
    文章 1
    浏览量 143

一文读懂蓝牙网状网络什么是“友邻节点”与低功耗

SiliconLabs 2017-11-12 09:19 次阅读
蓝牙低功耗(BluetoothLE)是世界上功率最高的短距离无线通信技术之一。其低功耗被开发商和消费者广泛赞誉。随着蓝牙网状网络(Mesh)的发布,开发人员可能会想知道蓝牙网格是否也被设计为低功耗。它是否继承了蓝牙LE低功耗的优势? 答案是肯定的!蓝牙网状网络包括优化功耗的各种措施,特别是称为友邻节点(Friendship的功能。
蓝牙网状网络标准概述
蓝牙网状网络中的Friendship功能的应用可能非常多样化。一些产品,如灯,将连接到主电源,蓝牙网格模块的功耗与光线本身的功耗相比,可以忽略不计。但是其他产品,如智能传感器或锁具,将受到功率限制,这意味着它们需要由小型电池或能量采集技术供电。像这样的产品最有可能利用蓝牙网格的Friendship概念。 如果您已经阅读了我们的蓝牙网状网络系列中的较早的文章,那么您已经知道节点是已经被设置并且是网状网络成员的设备。节点具有与产品类型相关的功能,但是也可以具有关于网络本身的操作的功能,并且可以承担特殊的角色。 这由他们支持的网格特征决定。所有节点都可以在网络中发送和接收mesh消息。此外,节点还可以选择性地支持一个或多个额外的网络功能,如下所列: ·       中继功能:通过广播承载接收和重传网状消息的能力,以实现更大的网络。 ·       代理功能:在GATT和广播承载之间接收和重传网状消息的能力。 ·       低功耗特性:能够以显着降低的接收机占空比在网状网络内工作。使无线电接收器的时间最小化导致节点的功耗降低,只有在严格必要时才能使接收机使能。低功耗节点(LPN)通过与Friend节点建立Friendship来实现这一点。 ·       友邻功能:通过存储发往LPN的消息来帮助LPN运行的能力,并且只有在LPN明确地从“Friend”节点请求消息时才转发它们。 要了解Friendship如何使LPN降低功耗,请考虑传感器。传感器是一种可能利用Friendship并充当LPN的节点的一个很好的例子。他们通常花费最多的时间来传输数据,而且很少需要接收数据。也许传感器只有在超出一组配置的限制范围内才能发送温度读数,也许这只会每天发生两次。这种不频繁的数据传输保持了这种类型的设备的能量消耗低。 但是如果这些温度限制需要修改以根据季节使用不同的值,并且通过向传感器发送配置消息来实现这些限制的修改呢?对于传感器直接接收这样的消息,需要切换无线并进行收听。大多数时候它正在听,没有收到任何东西,但能量消耗了。 所以,与Friend合作允许LPN安排使用无线接收消息到任何频率对于该设备是有意义的,并且以比其它需要的频率低得多的频率,如果它必须一直接收消息。 LPNs轮询他们的Friend的新消息,Friend只会偶尔存储。这是如何节省电力。
友邻和低功耗节点
LPN必须与支持Friend功能的另一个节点建立Friendship关系以减少其接收器占空比并节省能源。1取自蓝牙网状网络规范。另外它说明了LPNFriend节点之间的关系。特别是它显示 ·      Light blue: LPNs ·      Dark grey: Friend nodes associated with and service specific LPNs ·      Light grey: Friend nodes which do not have a relationship with anLPN ·      浅蓝色:LPN ·      深灰色:与特定LPN相关联的Friend节点 ·      浅灰色:与LPN没有关系的Friend节点 1 - 网状网络的拓扑示例 Friend节点PLPNIJK具有Friendship关系。Friend节点OLPN LM具有Friendship关系。因此,寻址到节点IJK的消息将被Friend P存储并转发。节点LM将被Friend O存储和转发。由Friend节点转发仅在LPN轮询Friend以获得等待传送的消息时发生。
友邻节点参数
LPN需要找到“Friend”节点并与他们建立Friendship关系。所涉及的程序称为Friend建立。我们稍后会检查这个过程,但在我们介绍一些关于LPN行为的关键参数之前,因为这些参数是在Friend建立过程中设置的。 1.     ReceiveDelayLPN之间经过的时间,向Friend节点发送请求,并开始收听响应。这允许“Friend”节点时间准备其响应并将其发送回来。 2.     ReceiveWindowLPN花费时间来收听响应的时间。2说明了涉及ReceiveDelayReceiveWindow的时序。 2- ReceiveDelayReceiveWindow时序 1.     PollTimeout建立在LPN发送给其“Friend”节点的两个连续请求之间可能经过的最长时间。如果在PollTimeout计时器到期之前,Friend节点没有收到LPN的请求,则Friendship将被终止。 3- PollTimeout时序
友邻节点建立
如果两个人想建立友谊,只要一瞥就够了!为了建立蓝牙网状网络的Friendship,还需要几个步骤。 1.    LPN发布一个Friend请求消息。此消息不被中继,因此只有直接无线范围中的“Friend”节点才能处理它。没有Friend功能的节点丢弃它。Friend请求消息包括LPNReceiveDelayReceiveWindowPollTimeout参数。 1.    可以支持“Friend请求消息中指定的要求的附近的每个“Friend”节点准备好“Friend offer”消息并将其发送回LPN。该消息包括各种参数,包括支持的ReceiveWindow大小,可用的消息队列大小,可用的列表大小以及由Friend节点测量的RSSI值。 2.    在接收到“Friendoffer”消息时,LPN通过应用实现特定的算法来选择合适的Friend节点。该算法可能会考虑各种各样的点。某些设备可能会将接收窗口大小置于优先级,以尽可能减少功耗,而有些设备可能会更加关注RSSI值,以确保它们能够与“Friend”节点保持良好的链接质量。使用的精确算法由产品开发人员决定。 3.    选择Friend节点后,LPN将向Friend节点发送一个Friend Poll消息。 4.    LPN收到Friend Poll消息后,Friend节点回复一个Friend Update消息,该消息结束了Friend建立过程并提供安全参数。在这一点上,建立了Friendship
友邻节点信息
Friendship建立之后,“Friend”节点将LPN的所有消息存储在Friend Queue中。这些被称为存储的消息。下面的图4说明了在Friend节点和关联LPN之间的消息交换。 ·       “Friend”节点收到一个寻址到“Friend”节点的LPN的消息时,“Friend”节点缓冲此消息,将其存储在称为“Friend Queue”的区域中。在图4中,我们可以看到消息12代表LPN存储在Friend节点中。 ·       定期地,LPN使其收发器发送一个Friend PollFriend节点,要求为它存储任何缓冲的消息。 ·       “Friend”节点首先将一个存储的消息发送回LPN作为对Friend Poll ”的回复。 ·       在每个接收到来自“Friend”节点的消息之后,LPN将继续发送Friend Poll ”消息,直到收到“MDMD =更多数据)字段设置为0FriendUpdate ”消息为止。这意味着LPN没有更多消息被缓冲。此时,LPN停止轮询“Friend”节点。 4- Friendship messaging
安全性
蓝牙网络中的安全无处不在。Friendship也是如此,它使用两个特殊的安全凭证: ·       Master security material:从NetKey派生,也可以由同一网络中的其他节点使用。使用master security material加密的消息可以由同一网络中的任何节点解密。 ·       Friend security material:从NetKey派生,还有一些额外的计数器号由LPNFriend节点生成。使用Friend security material加密的消息只能由拥有它的FriendLPN解密。 LPNFriend节点使用的两种security materials如何?总结如下: Friendsecuritymaterials加密的相应Friendship消息是: ·       Friend Poll ·       Friend Update ·       Friend Subscription ListAdd/Remove/Confirm ·       存储Friend节点传递给LPN的消息 使用master security material加密的相应的Friendship消息是: ·       Friend清除 ·       Friend清除确认 根据应用程序设置,从LPN发送到Friend节点的消息将使用masterFriend的安全资料进行加密。
终止友邻节点
在某些情况下可以终止Friendship: ·       如果没有Friend pollFriend Subscription List Add Friend Subscription List Remove消息在PollTimeout计时器到期之前由Friend节点收到Friendship终止。 ·       LPN可以通过将Friend Clear消息发送给Friend节点来启动Friendship终止过程,从而导致Friendship节点被Friend终止。
平台选择建议
开发人员在选择实施FriendLPN的平台时,应考虑以下准则: ·       RAM容量:可用的RAM数量直接影响了Friend节点可以支持多少个LPN,以及它可以为相关的LPN缓冲多少个消息。 ·       LPN所选MCU和模块的一般功耗性能是LPN的关键。此外,从休眠模式到运行模式的唤醒/预热时间会影响LPN的响应速度和延迟。 作为一名开发人员,我相信我们可以分享您对蓝牙网状网络SDK的期待。然后我们可以一起分享蓝牙网状网络友邻节点

SiliconLabs 技术专区

  1. 介绍如何通过蓝牙Mesh的配置文件实现热门的实时定位服务
  2. 基于蓝牙与Zigbee对物联网无线市场的观察,以及对未来发展趋势的看法
  3. 芯科推出新一代Thunderboard Sense 2 IoT传感器至云物联网开发套件
  4. 物联网英雄:Propeller通过传感器,移动界面和其他服务管理呼吸状况
  5. Silicon Labs发布满足高速收发器需求的新一代高性能振荡器Si54x
原文标题:蓝牙网状网络特点功能介绍-友邻节点 文章出处:【微信号:SiliconLabs,微信公众号:SiliconLabs】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
关注88lifa利发国际娱乐微信
有趣有料的资讯及技术干货
下载发烧友APP
打造属于您的人脉电子圈
关注发烧友课堂
锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

物联网沙场上各类“武器”及通信层“狙击枪”带来的直接业务触点的解析

不论是基于授权频谱的NB-IoT/eMTC,还是基于非授权频谱的LoRa、Sigfox,这些低功耗广....
的头像 物联网资本论 发表于 01-23 14:15 次阅读 0条评论
物联网沙场上各类“武器”及通信层“狙击枪”带来的直接业务触点的解析

Vikram Iyer:移动设备的蓝牙信号创造Wi-Fi,通过WiFi对话智能手机

据外媒报道称,近日美国华盛顿大学研究小组利用交互式散射通信技术,让隐形眼镜与智能手机、手表等移动设备....
发表于 01-19 14:33 次阅读 0条评论
Vikram Iyer:移动设备的蓝牙信号创造Wi-Fi,通过WiFi对话智能手机

Nordic Thingy 52 IoT传感器套件入围 “年度创意电子奖”

Nordic Semiconductor宣布Nordic Thingy:52 低功耗蓝牙 (Blue....
发表于 01-16 16:18 次阅读 0条评论
Nordic Thingy 52 IoT传感器套件入围 “年度创意电子奖”

orico蓝牙适配器怎么用_orico蓝牙适配器安装

本文主要介绍了orico蓝牙适配器怎么用_orico蓝牙适配器安装。蓝牙方便的特性,带给我们摆脱线材....
发表于 01-15 16:10 次阅读 0条评论
orico蓝牙适配器怎么用_orico蓝牙适配器安装

简单自制蓝牙接收器

本文主要介绍了一种简单自制蓝牙接收器。蓝牙接收器是指能接受传输方式为蓝牙的接收器,一般支撑PC与Ma....
发表于 01-12 14:57 次阅读 0条评论
简单自制蓝牙接收器

蓝牙4.0和4.1_4.2有什么区别

蓝牙技术让我们在连接各种设备的时候不再被繁多的数据线所束缚,比如音响、电脑,甚至是汽车。目前蓝牙版本....
发表于 01-12 11:47 次阅读 0条评论
蓝牙4.0和4.1_4.2有什么区别

蓝牙3.0和4.0有什么区别_蓝牙3.0和4.0音质比较

 蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)2010年7月7日宣布,正式采纳蓝牙4.0核心规范(Bl....
发表于 01-12 10:31 次阅读 0条评论
蓝牙3.0和4.0有什么区别_蓝牙3.0和4.0音质比较

蓝牙协议体系结构及工作原理

蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔....
发表于 01-12 09:33 次阅读 0条评论
蓝牙协议体系结构及工作原理

hc05蓝牙模块如何使用_两个hc05蓝牙模块配对

蓝牙HC05是主从一体的蓝牙串口模块,简单的说,当蓝牙设备与蓝牙设备配对连接成功后,我们可以忽视蓝牙....
发表于 01-11 16:09 次阅读 0条评论
hc05蓝牙模块如何使用_两个hc05蓝牙模块配对

hc05和hc06有什么不同_hc05和hc06区别

hc05和hc06是两种蓝牙串口模块,两者经常被拿来比较,他们之间有何区别呢?
发表于 01-11 15:51 次阅读 0条评论
hc05和hc06有什么不同_hc05和hc06区别

联发科技与阿里巴巴联手打造首款支持蓝牙Mesh的SmartMesh方案

集微网消息,联手打造首款支持蓝牙Mesh的SmartMesh方案 建立以天猫精灵为中心的智能家居生态....
发表于 01-10 19:43 次阅读 0条评论
联发科技与阿里巴巴联手打造首款支持蓝牙Mesh的SmartMesh方案

蓝牙音频传输格式:ACC,SBC,APTX和LDAC

ACC是杜比实验室为音乐社区提供的技术,是一种高压缩比的编码算法。SBC是A2DP协议强制规定的编码....
发表于 01-10 09:24 次阅读 0条评论
蓝牙音频传输格式:ACC,SBC,APTX和LDAC

蓝牙mesh将成为智能照明平台

在智能建筑的世界中,“智能”有着实实在在的意义。如今,要创建针对各种目标进行优化的建筑、同时确保它满....
发表于 01-09 14:26 次阅读 0条评论
蓝牙mesh将成为智能照明平台

蓝牙基础知识进阶必读:蓝牙网状网络知识全集

蓝牙成为了物联网设备连接的优秀候选技术,蓝牙网状网络是一项全新标准,所以一些基础知识的进阶是小伙伴们....
的头像 通信圈 发表于 01-06 17:22 次阅读 0条评论
蓝牙基础知识进阶必读:蓝牙网状网络知识全集

物联网时代 智能穿戴设备的挑战与解决方案

科技改变生活,先进的科学技术确实给我们的生活带来了诸多便利,以智能手机为中心的可穿戴设备和智能家电经....
的头像 Skylab 发表于 01-11 09:44 次阅读 1条评论
物联网时代 智能穿戴设备的挑战与解决方案

蓝牙网状网络的四大优点分析

蓝牙是网状网络的最佳选择。什么?竟然WiFi不是最佳的选择?蓝牙网状网络有四大优点:   1.迎合....
发表于 01-05 17:23 次阅读 0条评论
蓝牙网状网络的四大优点分析

什么是无线USB技术?从它的应用上学习就明白了

由于USB技术在最近几年已成长为PC主流的技术标准,几乎所有的外设都可以借助USB接口轻易地与PC机....
的头像 电子设计 发表于 01-06 07:34 次阅读 0条评论
什么是无线USB技术?从它的应用上学习就明白了

基于蓝牙与Zigbee对物联网无线市场的观察,以及对未来发展趋势的看法

面对上述疑问,Silicon Labs(芯科科技)软件业务副总裁Skip Ashton先生日前接受行....
的头像 SiliconLabs 发表于 01-04 11:06 次阅读 0条评论
基于蓝牙与Zigbee对物联网无线市场的观察,以及对未来发展趋势的看法

想知道NFC和RF ID、蓝牙技术区别在哪?NFC手机怎么工作?这篇文章统统告诉你

由非接触式射频识别(RFID)演变而来,由飞利浦半导体(现恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼共同研制开....
的头像 电子设计 发表于 12-27 15:16 次阅读 0条评论
想知道NFC和RF ID、蓝牙技术区别在哪?NFC手机怎么工作?这篇文章统统告诉你

单片机技术实现蓝牙无线充电的系统方案

目前市场上的电子产品层出不穷,各种电子产品的充电器也多种多样,这样既浪费资源,又不利于环保,更重要的....
的头像 电子设计 发表于 12-21 11:47 次阅读 0条评论
单片机技术实现蓝牙无线充电的系统方案

88lifa利发国际娱乐

百度360搜索搜狗搜索