100個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)試藍(lán)牙Mesh？

看看效果如何？

本次測(cè)試使用了安信可的泰凌TB系列模組

主要的測(cè)試的點(diǎn)在于配網(wǎng)的大致速度

丟包率以及最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間

01藍(lán)牙Mesh簡(jiǎn)介

藍(lán)牙Mesh是一種先進(jìn)的mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它擴(kuò)展了低功耗藍(lán)牙的功能，使其能夠在具有數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的并發(fā)多播（多對(duì)多）通信。這項(xiàng)功能是照明、傳感器網(wǎng)絡(luò)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、資產(chǎn)跟蹤和定位等新應(yīng)用的重要更新。

藍(lán)牙Mesh是一種受管理的泛洪網(wǎng)格。它是在大型網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)信息的一種簡(jiǎn)單可靠的方法。從源頭到目的地的多條路徑確保了可靠性，排除了單點(diǎn)故障。藍(lán)牙Mesh技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層分別進(jìn)行加密，使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠創(chuàng)建多級(jí)訪問控制機(jī)制。

02藍(lán)牙MeshV1.1的升級(jí)

最新發(fā)布的藍(lán)牙 Mesh 協(xié)議規(guī)范 v1.1 和相關(guān)規(guī)范進(jìn)一步規(guī)范了核心用例、新功能和增強(qiáng)功能，滿足了業(yè)界的需求。經(jīng)過最新改進(jìn)的藍(lán)牙Mesh協(xié)議定義了網(wǎng)格設(shè)備固件升級(jí)（Mesh DFU）、遠(yuǎn)程配置和二進(jìn)制大對(duì)象（BLOB）傳輸標(biāo)準(zhǔn)。這些功能旨在降低系統(tǒng)安裝和維護(hù)的復(fù)雜性和成本。藍(lán)牙Mesh協(xié)議 v1.1 還增加了一些新功能、增強(qiáng)功能和安全改進(jìn)功能。

為了得到更詳細(xì)的答案，問了一下豆包Ai：

網(wǎng)絡(luò)配置與管理

零配置加入網(wǎng)絡(luò)：V1.1 引入了零配置（Zero Configuration）功能，允許設(shè)備無需手動(dòng)配置即可自動(dòng)加入藍(lán)牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)。這簡(jiǎn)化了新設(shè)備的添加過程，提高了安裝和部署的效率，尤其適用于大規(guī)模的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

快速配置：增強(qiáng)了配置過程，減少了設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)所需的時(shí)間。通過優(yōu)化配置消息的傳輸和處理，設(shè)備能夠更快地完成網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，如網(wǎng)絡(luò)密鑰、應(yīng)用密鑰等。

網(wǎng)絡(luò)管理功能增強(qiáng)：提供了更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理工具，允許管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行更細(xì)致的控制和監(jiān)控。例如，可以遠(yuǎn)程配置設(shè)備的參數(shù)、查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)、進(jìn)行軟件升級(jí)等。

安全性

安全增強(qiáng)：V1.1 加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性，引入了新的安全機(jī)制和算法。例如，使用更強(qiáng)大的加密算法來保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸，防止中間人攻擊和數(shù)據(jù)泄露。同時(shí)，增強(qiáng)了設(shè)備身份驗(yàn)證和密鑰管理，確保只有授權(quán)的設(shè)備能夠加入網(wǎng)絡(luò)。

安全網(wǎng)絡(luò)分區(qū)：支持安全網(wǎng)絡(luò)分區(qū)功能，允許將一個(gè)藍(lán)牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)獨(dú)立的安全區(qū)域。每個(gè)區(qū)域可以有自己的安全策略和密鑰，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和管理靈活性。

通信性能

更高的吞吐量：通過優(yōu)化通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，V1.1 提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。這意味著設(shè)備可以更快地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，減少了通信延遲，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

多播和廣播優(yōu)化：改進(jìn)了多播和廣播消息的處理，提高了消息的可靠性和傳輸效率。在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，多播和廣播消息的準(zhǔn)確傳輸對(duì)于系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

自適應(yīng)跳頻增強(qiáng)：增強(qiáng)了自適應(yīng)跳頻（Adaptive Frequency Hopping）功能，使設(shè)備能夠更好地應(yīng)對(duì)干擾和噪聲。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信道質(zhì)量，設(shè)備可以自動(dòng)選擇最佳的通信信道，提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性。

設(shè)備功能

設(shè)備角色擴(kuò)展：V1.1 擴(kuò)展了設(shè)備的角色定義，引入了新的設(shè)備角色和功能。例如，增加了代理客戶端（Proxy Client）角色，允許設(shè)備通過代理服務(wù)器與其他設(shè)備進(jìn)行通信，提高了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和靈活性。

設(shè)備固件升級(jí)改進(jìn)：改進(jìn)了設(shè)備固件升級(jí)（Over-the-Air Device Firmware Update，OTA DFU）功能，支持更高效、更安全的固件升級(jí)過程。通過優(yōu)化升級(jí)協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸方式，減少了升級(jí)時(shí)間和功耗，同時(shí)提高了升級(jí)的成功率。

低功耗模式優(yōu)化：優(yōu)化了設(shè)備的低功耗模式，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。通過減少設(shè)備的空閑功耗和通信功耗，使設(shè)備能夠在有限的電池容量下運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。

應(yīng)用場(chǎng)景支持

支持更多應(yīng)用場(chǎng)景：V1.1 進(jìn)一步擴(kuò)展了藍(lán)牙 Mesh 的應(yīng)用場(chǎng)景，尤其適用于智能建筑、工業(yè)自動(dòng)化、智能家居等領(lǐng)域。例如，在智能建筑中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光、空調(diào)、門禁等設(shè)備的集中控制和管理；在工業(yè)自動(dòng)化中，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信和協(xié)同工作。

03、100個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)測(cè)

測(cè)試環(huán)境：安信可公司展廳（復(fù)雜的辦公室環(huán)境）

硬件搭建：分為20個(gè)TB系列開發(fā)板為一組，共五組，組成100個(gè)節(jié)點(diǎn)

軟件編寫：Mesh_V1.1測(cè)試固件，固件執(zhí)行邏輯在不同測(cè)試項(xiàng)下單獨(dú)說明

配網(wǎng)

模組配網(wǎng)的流程圖如下：

由于配網(wǎng)的方式是以手機(jī)作為主機(jī)來配網(wǎng)，實(shí)際的配網(wǎng)速度受到多方因素影響，以視頻的方式展出。

丟包率

在配網(wǎng)成功后，由于都處于同一個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)中，隨機(jī)抽取一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為發(fā)送端，再隨機(jī)抽取一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為接收端。發(fā)送端做發(fā)送計(jì)數(shù)累加，接收端做接收計(jì)數(shù)累加。通過AT指令控制發(fā)送包的間隔、數(shù)量、確認(rèn)包間隔。測(cè)試在相同發(fā)送包數(shù)量、確認(rèn)包間隔下，不同發(fā)送包間隔的丟包率。以接收端的收包數(shù)量比上發(fā)送包總數(shù)來獲取成功率，進(jìn)而得到丟包率。

確認(rèn)包設(shè)置的間隔為固定400ms，確認(rèn)包其實(shí)是每發(fā)20個(gè)發(fā)送包后單獨(dú)發(fā)送的一個(gè)包，這個(gè)包的間隔會(huì)比較長(zhǎng)以保證能成功發(fā)送并被接收，通過確認(rèn)包可以進(jìn)行一些ack的校驗(yàn)以應(yīng)對(duì)一些丟包處理。

最終我們的初步測(cè)試結(jié)果如下：

發(fā)送包間隔確認(rèn)包間隔丟包率確認(rèn)包丟包率100ms400ms69.0%0%150ms400ms38.7%0%200ms400ms11.7%0%250ms400ms0%0%

通過測(cè)試數(shù)據(jù)可以初步得出結(jié)論，當(dāng)發(fā)送包間隔達(dá)到250ms以上時(shí)，丟包率為0，基本可以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間

在前面測(cè)試項(xiàng)中得到在250ms的間隔下發(fā)包，丟包率為0，基于此條件下我們需要測(cè)試發(fā)送端到接收端這個(gè)時(shí)間間隔是多少，設(shè)置發(fā)送包間隔為250ms，數(shù)量為100，通過串口助手的時(shí)間戳打印時(shí)間來確認(rèn)。

由于100個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，以隨機(jī)抽樣的方式進(jìn)行，隨機(jī)抽取十個(gè)節(jié)點(diǎn)，降其中一個(gè)作為發(fā)送端，其余九個(gè)則查看接收數(shù)據(jù)，發(fā)送端發(fā)送100包數(shù)據(jù)，查看最后一包的發(fā)送時(shí)間戳。接收端則有九組接收數(shù)據(jù)，查看對(duì)比他們之間接收最后一包的時(shí)間戳，選取接收時(shí)間最后那一個(gè)作記錄。

這里共做了14組數(shù)據(jù)，取平均數(shù)作為最終的測(cè)試結(jié)果。

最后發(fā)送的時(shí)間戳最后接收的時(shí)間戳差值響應(yīng)時(shí)間17:00:37.41317:00:37.55814518:05:15.75918:05:15.93317418:07:17.58418:07:17.74716318:08:48.15718:08:48.30815118:10:12.85518:10:12.98312818:11:41.99118:11:42.14315218:13:05.58318:13:05.74416118:14:26.09418:14:26.25516118:16:02.40518:16:02.59118618:17:33.55518:17:33.72316818:19:11.38718:19:11.53915218:20:37.09018:20:37.21212218:22:30.24518:22:30.39714618:23:51.34718:23:51.503156

結(jié)論??！

平均下來是154.64ms，也就是說100個(gè)節(jié)點(diǎn)組成Mesh網(wǎng)絡(luò)，從發(fā)送到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)的間隔可以在200ms以內(nèi)完成。

審核編輯 黃宇