都是多装置对多装置传输,蓝牙 5.0“蓝牙 Mesh”技术与 Wi-Fi 有何不同?

物联网一直是热门话题,但是人们对智能家居的要求绝非停留在用手机控制灯光的简单层面,我们需要把智能触角延伸到每个角落。不过,要怎么把你的命令传递到家中每个角落?过去我们靠的是 Wi-Fi,但 Wi-Fi 也会有死角

都是多装置对多装置传输,蓝牙 5.0“蓝牙 Mesh”技术与 Wi-Fi 有何不同?

 
智能家居、物联网一直是热门话题,但是人们对智能家居的要求绝非停留在用手机控制灯光的简单层面,我们需要把智能触角延伸到每个角落。不过,要怎么把你的命令传递到家中每个角落?过去我们靠的是 Wi-Fi,但 Wi-Fi 也会有死角。现在,蓝牙技术联盟说,有了新的“蓝牙 Mesh”网络,以后再也不用担心这些问题了。
 
 
虽然蓝牙 Mesh 技术在 2016 年就已发表,不过蓝牙技术联盟一直到今年 7 月才正式宣布,蓝牙技术开始支持 Mesh 网状网络,可望让物联网的应用情境更多元。目前的智能家庭装置,主要都是透过 Wi-Fi 传输。不过,能做到的就是用手机来开关电灯、控制家电,再好一点就是让你用语音指挥。不过,通常当你要控制电灯的时候,需要开启一个 App、下一个指令,然后控制其他装置时,得开启另外一个 App,下其他指令。其实也没有多“智慧”。
 
不过,如果当你打开最外面的大门时,玄关灯亮起,警报系统的传感器关闭、冷气自动打开、客厅播放你喜欢的音乐,这些都在你踏入家门瞬间完成,这是不是显得智慧多了呢?
 
蓝牙 Mesh 优点:传输范围赢过 Wi-Fi
 
Wi-Fi 的一大缺陷就是有距离限制,包括过去一对一蓝牙网络在内的传统无线网络,都会受两台装置距离的限制。以 Wi-Fi 来说,有效的传输距离为 50 平方公尺以内,除非你装中间设备,一旦离开这个区域,你的手机就失去用武之地。
 
除此之外,Wi-Fi 还有耗电问题,你的手机就算是把屏幕关闭,还是得一天充一次电,Wi-Fi 是一个很重要的因素。
 
“蓝牙 Mesh”找到一个聪明的解决办法。这些装置彼此间连接,并将信号传递给附近另一个装置,形成元数据传输的互连装置网络或网格。这意味着讯息从一个装置传递到另一个装置,再到下一个装置,接力传输。
 

都是多装置对多装置传输,蓝牙 5.0“蓝牙 Mesh”技术与 Wi-Fi 有何不同?

▲ 左图为传统 Wi-Fi 的连接方式,必须要有一个 Hub 连系其他装置,因此有距离限制。右图则是蓝牙 Mesh 的方式,越多装置连到这个网络上,范围就会越广。

 
透过这种接力传输,形成一个无需大量电力消耗或天线广布的可靠网络。蓝牙装置之间可不透过 Wi-Fi 网络就能实现设备与设备的“对话”。换句话说,智能装置采用这种技术,在有限范围内就能完成装置间的沟通,并利用手机等装置来控制。
 
过去因为家中需要有一个 Hub 连接其他装置,因此有 Google、Apple、Amazon 等这些“语音助手”出现,用这些当成控制中枢。但蓝牙 Mesh 架构下,你不需要另外一个“中枢”,用智能手机就可以掌握一切。家中的蓝牙装置建构自己的网络,手机只要与其中一个蓝牙装置取得联系,就可以控制全家(整个建筑物)装置,监控这些装置的状态。
 
由于 Mesh 网络不需复杂设定、配对或使用路由器等存取装置,因此并不会造成安装负担,反观采用其他智能家庭联网技术如 ZigBee、Z-wave 或其他厂商间自有的通讯技术,多需加装网关(Gateway)才能确保各种装置沟通无虞。
 
蓝牙 Mesh 工作原理:为什么还是无法取代 Wi-Fi?
 
蓝牙 BLE 通讯协议中,GAP 层(Generic Access Profile)用来控制决定蓝牙装置的扫描、广播和连接等关系,也就是说,GAP 决定蓝牙装置怎样与其他装置连接、被其他装置看到等流程。 在蓝牙 mesh 出现之前,GAP 有一个典型的父子网关系,其中“父”端决定所有路由,“子”端执行分配的任务。 例如,当你将蓝牙键盘连接到平板计算机,平板为父端、键盘为子端。
 
GAP 使你的装置被其他装置看见,并决定你的装置是否可以或怎样与其他装置互动。例如常用在室内定位的 Beacon 装置就只是向外广播,不支持连接。智能手环等装置,就可以与你的手机装置连接。
 
从蓝牙 4.1 开始,GAP 扩大了蓝牙装置的网络能力。蓝牙装置可兼具“父”和“子”的功能,使所有装置能直接连接和广播到任何其他装置。蓝牙也因此适用传输范围内和传输范围外的所有装置。
 
正是上述这种能直接或间接连接任何数量有 Mesh 功能的装置,因此理论上建构一个长达几公里范围的 Mesh 网络也不是不可能。 如果网络中每个装置都在其他至少一个装置的广播范围内,Mesh 网络理论上可覆盖无限距离。

 

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