淺談工業4.0中的藍牙5與藍牙Mesh網絡

藍牙技術的核心規范-藍牙5，包含了很多新的突破性強化功能。而藍牙Mesh網絡是一種軟件級的解決方案，可以在藍牙低功耗解決方案上運行，無需藍牙5支持。在我看來，藍牙Mesh網絡和藍牙5技術提供的功能是藍牙技術自出現以來最重要的革新。它們增加了大量新的應用實例，其中一些與工業物聯網息息相關。

在藍牙5的三項重大改進中，最值得一提的是數據傳輸速度提升，藍牙5與先前版本規范相比，2Mbps物理傳輸速率（PHY）每秒傳輸的數據量是原來的2倍。盡管傳輸相同的數據量時，耗電量會略微提高，但傳輸時間減少了一半。與藍牙4.2相比，總功耗降低了近50％。

除了數據傳輸速度更快之外，傳輸時間也大大縮短，廣播開啟時間也更短，這使藍牙設備能更好地與其它2.4GHz無線廣播設備（包括其它低功耗藍牙連接）組合使用。

藍牙Mesh網絡

在推出了藍牙5規范后不久，藍牙技術聯盟又推出了藍牙Mesh網絡規范。藍牙5和藍牙Mesh網絡為許多新的藍牙應用奠定了基礎，這對于工業物聯網來說尤為重要。

藍牙Mesh網絡主旨是使藍牙設備可以相互操作。主要技術設計圍繞：

? 發布-訂閱模式

? 可控的網絡泛洪

? 兼容低功耗節點


上圖描繪了由開關和燈具組成的一個簡單的Mesh網絡，并展示了它們的配置和操作方式。

中繼網絡的節點支持隨時監聽消息。這意味著它們不能在低功耗模式下運行。但低功率節點可以與中繼節點保持友好連接關系。在這種連接關系中，中繼節點臨時存儲數據，直到低功率節點被激活。之后在低功率節點激活的短時間內交換數據。

藍牙4.0BLE模塊

工業4.0中的藍牙5

藍牙5提供的增強功能為許多新型工業物聯網應用奠定了基礎。1.4Mbps的傳輸速率，發送1MB的固件文件只需要7秒，這對于許多嵌入式工業產品來說已經足夠了。運行嵌入式固件的工業設備（如變頻驅動器）也能夠使用藍牙低能耗連接傳輸固件文件，實現設備無線固件升級（DFU-OTA）。

例如，大型工業傳感器網絡：毛細管網絡

藍牙5和藍牙Mesh網絡可以將大量傳感器連接到一個大型網絡，從而支持毛細管傳感器網絡。與其它短距離技術相比，使用藍牙作為短距離無線電具有多重優勢。最主要的優勢是，幾乎所有智能手機和平板電腦都支持藍牙，使其成為傳感器和網絡配置的工具。

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