BleMesh是基于低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy, BLE)技术的一种无线通信协议和网络拓扑结构。它主要用于构建大规模、自愈、高可靠性的一体化网络，这些网络由众多互联的BLE设备组成。BleMesh采用多对多的通信方式，使得网络中的所有设备都可以互相进行通信。这种技术特别适用于需要广泛覆盖和高效数据传输的应用场景。
BleMesh网络依赖于BLE技术，并且在BLE的基础上实现了更复杂的网络功能，如设备间的多对多传输。此外，BleMesh还支持一对一、一对多和多对多的通信模式。通过这种方式，BleMesh能够有效地管理和传递消息，确保网络的稳定性和可靠性。
BleMesh是一种基于BLE技术的高级网络协议，旨在创建一个高效、可靠的多对多通信网络，广泛应用于物联网(IoT)等领域。
一、 BleMesh网络的具体实现机制是什么?
BleMesh网络的具体实现机制主要包括以下几个方面：
- 网络拓扑：BleMesh采用了一种称为Mesh的拓扑结构，这种结构允许多个设备在同一网络中相互通信，形成一个大规模的设备网络。
- 多跳转发：在BleMesh网络中，设备之间通过多跳转发来传输消息。当一个节点收到消息后，它会将消息转发给其他节点，从而实现更广泛的覆盖范围。
- 广播报文：BleMesh技术是基于BLE的广播报文来实现的，是一种洪泛的消息传输机制。这意味着网络中的节点会通过三个广播信道进行通信，当节点收到消息后会转发这条消息。
- 协议栈和组件：ESP-BLE-MESH架构主要由以下几部分组成：
- Mesh协议栈：负责处理网络消息。
- Mesh Networking：负责BLE Mesh设备的网络消息处理等。
- Mesh Provisioning：负责BLE Mesh设备的启动配置流程。
- Mesh Models：负责实现SIG定义的模型。
- 网络管理：负责实现网络管理程序，包括节点删除程序、网络索引等。
- 配网过程：未配网设备加入ESP-BLE-MESH网络的过程分为两个阶段：配网阶段和配置阶段。在配网阶段，设备会为设备分配单播地址、添加网络密钥(NetKey)等，通过配网，设备加入ESP-BLE-MESH网络，身份从未配网设备变为节点。
二、 如何在实际应用中部署和管理BleMesh网络?
在实际应用中部署和管理BleMesh网络需要遵循以下步骤：
1.设备配网：
配网阶段：为设备分配单播地址、添加网络密钥(NetKey)等。通过配网，设备加入ESP-BLE-MESH网络，身份从未配网设备变为节点。
使用Provisioner工具进行设备的启动配置流程，确保每个设备都能正确加入网络。
2.网络部署：
采用洪流模式及双重密钥的网络，无需中心节点，采用发布/订阅模型通信实现一对多或多对多方式部署节点。
可以使用Bluez协议栈在Linux系统上搭建BLE Mesh Provisioner，方便开发者进行蓝牙mesh相关产品的开发。
3.网络管理：
网络管理模块负责实现网络的自动路由和重新组网，包括节点的加入、离开以及网络状态的监控和维护。
管理包括节点的加入和离开、路由表的更新以及网络参数的调整等，通过网络管理可以保证网络的稳定性。
4.多信道协商与信道分配：
在无线Mesh网络中，需要进行多信道协商与信道分配，以确保网络的高效运行。
5.应用开发：
开发者可以参考乐鑫提供的入门指南和示例代码，了解如何使用ESP32的BLE Mesh组网功能进行应用开发。
AliOS Things也支持SIG BLE Mesh，开发者可以使用其提供的工具和文档进行网络搭建和应用开发。
三、 BleMesh与其他物联网通信协议(如LoRa、Sigfox)相比有哪些优势和劣势?
BleMesh与其他物联网通信协议(如LoRa、Sigfox)相比，具有以下优势和劣势：
1. 优势：
- 低功耗：BleMesh与Sigfox类似，采用了低功耗的设计，能够显著延长设备的电池寿命。
- 高传输速率：相比于Sigfox的低传输速率，BleMesh支持更高的数据传输速率，适用于需要快速传输大量数据的应用场景。
- 多设备连接：BleMesh支持多设备同时连接，适合智能家居等需要大量设备协同工作的应用场景。
2. 劣势：
- 覆盖范围有限：虽然BleMesh在某些方面表现优异，但其覆盖范围通常不如LoRa。LoRa能够实现更远的通信距离，最高可达数公里甚至十几公里。
- 信号干扰问题：BleMesh可能会受到其他无线信号的干扰，尤其是在密集的城市环境中。
- 技术集中度高：类似于LoRa技术过于集中于特定公司的情况，BleMesh也可能面临技术依赖和市场垄断的风险。
四、 BleMesh技术在安全性和隐私保护方面采取了哪些措施?
BleMesh技术在安全性和隐私保护方面采取了多项措施：
- 高级加密和认证功能：BLE Mesh模块提供了高级加密和认证功能，确保数据传输的安全性和完整性。
- 私有信标：蓝牙Mesh 1.1协议通过引入私有信标，保护了信标发送设备免受非法跟踪，从而提升了网络中的隐私保护。这一功能通过混淆信标数据和改进信标结构，确保了网络中设备的隐私和安全。
- 安全密钥管理：BLE Mesh的核心是三类安全密钥，这些密钥为mesh网络的不同方面提供了安全性，并实现了蓝牙mesh网络安全性中的关键性能，即“安全分级考量”。
- 区域隔离和节点移除：BLE Mesh网络支持区域隔离和节点移除功能，这有助于进一步增强网络的安全性和隐私保护。
- 工业级安全：Bluetooth Mesh设计时将安全性作为首要考虑，提供工业级的安全保护，以抵御所有已知攻击。全面的安全措施覆盖整个设备网络和各种设备组，并且还提供了额外的功能来进一步增强安全性和网络设备隐私。
五、 目前市场上支持BleMesh技术的设备有哪些，它们的性能如何?
目前市场上支持BLEMesh技术的设备主要包括乐鑫的ESP-BLE-Mesh设备和基于ESP32芯片的智能家居设备。这些设备的性能表现如下：
- 低功耗和低延时：BLEMesh技术的一个显著优势是其低功耗和低延时特性，这使得它能够支持多种传统的蓝牙设备。
- 兼容性和控制能力：使用其他芯片厂商的BLE mesh应用可以成功对ESP-BLE-Mesh设备进行配网和控制操作，同时ESP-BLE-Mesh设备也可以对其他厂商的BLE mesh设备进行控制。
- 智能家居应用：基于BLEMesh协议的智能家居设备设计与实现已经得到了广泛的应用，这些设备通过将家居设备进行联网，提升了智能家居系统的整体性能。
- 网络性能：BLEMesh技术配合智慧手机APP和云技术，可以实现距离感知和无控触发等功能，显示出较高的网络性能。
- 成本效益：从成本方面来看，BLEMesh技术具有较低的成本，模组成本几乎降到了10元以内，这使得其在市场上更具竞争力。
