浅谈工业4.0中的蓝牙5与蓝牙Mesh网络

蓝牙技术的核心规范-蓝牙5，包含了很多新的突破性强化功能。而蓝牙Mesh网络是一种软件级的解决方案，可以在蓝牙低功耗解决方案上运行，无需蓝牙5支持。在我看来，蓝牙Mesh网络和蓝牙5技术提供的功能是蓝牙技术自出现以来最重要的革新。它们增加了大量新的应用实例，其中一些与工业物联网息息相关。

在蓝牙5的三项重大改进中，最值得一提的是数据传输速度提升，蓝牙5与先前版本规范相比，2Mbps物理传输速率（PHY）每秒传输的数据量是原来的2倍。尽管传输相同的数据量时，耗电量会略微提高，但传输时间减少了一半。与蓝牙4.2相比，总功耗降低了近50％。

除了数据传输速度更快之外，传输时间也大大缩短，广播开启时间也更短，这使蓝牙设备能更好地与其它2.4GHz无线广播设备（包括其它低功耗蓝牙连接）组合使用。

蓝牙Mesh网络

在推出了蓝牙5规范后不久，蓝牙技术联盟又推出了蓝牙Mesh网络规范。蓝牙5和蓝牙Mesh网络为许多新的蓝牙应用奠定了基础，这对于工业物联网来说尤为重要。

蓝牙Mesh网络主旨是使蓝牙设备可以相互操作。主要技术设计围绕：

? 发布-订阅模式

? 可控的网络泛洪

? 兼容低功耗节点


上图描绘了由开关和灯具组成的一个简单的Mesh网络，并展示了它们的配置和操作方式。

中继网络的节点支持随时监听消息。这意味着它们不能在低功耗模式下运行。但低功率节点可以与中继节点保持友好连接关系。在这种连接关系中，中继节点临时存储数据，直到低功率节点被激活。之后在低功率节点激活的短时间内交换数据。

蓝牙4.0BLE模块

工业4.0中的蓝牙5

蓝牙5提供的增强功能为许多新型工业物联网应用奠定了基础。1.4Mbps的传输速率，发送1MB的固件文件只需要7秒，这对于许多嵌入式工业产品来说已经足够了。运行嵌入式固件的工业设备（如变频驱动器）也能够使用蓝牙低能耗连接传输固件文件，实现设备无线固件升级（DFU-OTA）。

例如，大型工业传感器网络：毛细管网络

蓝牙5和蓝牙Mesh网络可以将大量传感器连接到一个大型网络，从而支持毛细管传感器网络。与其它短距离技术相比，使用蓝牙作为短距离无线电具有多重优势。最主要的优势是，几乎所有智能手机和平板电脑都支持蓝牙，使其成为传感器和网络配置的工具。

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