100個節(jié)點測試藍牙Mesh？

看看效果如何？

本次測試使用了安信可的泰凌TB系列模組

主要的測試的點在于配網(wǎng)的大致速度

丟包率以及最長響應時間

01藍牙Mesh簡介

藍牙Mesh是一種先進的mesh網(wǎng)絡技術。它擴展了低功耗藍牙的功能，使其能夠在具有數(shù)千個節(jié)點的網(wǎng)絡中實現(xiàn)強大的并發(fā)多播（多對多）通信。這項功能是照明、傳感器網(wǎng)絡、預測性維護、資產(chǎn)跟蹤和定位等新應用的重要更新。

藍牙Mesh是一種受管理的泛洪網(wǎng)格。它是在大型網(wǎng)絡中分發(fā)信息的一種簡單可靠的方法。從源頭到目的地的多條路徑確保了可靠性，排除了單點故障。藍牙Mesh技術對網(wǎng)絡層和應用層分別進行加密，使網(wǎng)絡管理員能夠創(chuàng)建多級訪問控制機制。

02藍牙MeshV1.1的升級

最新發(fā)布的藍牙 Mesh 協(xié)議規(guī)范 v1.1 和相關規(guī)范進一步規(guī)范了核心用例、新功能和增強功能，滿足了業(yè)界的需求。經(jīng)過最新改進的藍牙Mesh協(xié)議定義了網(wǎng)格設備固件升級（Mesh DFU）、遠程配置和二進制大對象（BLOB）傳輸標準。這些功能旨在降低系統(tǒng)安裝和維護的復雜性和成本。藍牙Mesh協(xié)議 v1.1 還增加了一些新功能、增強功能和安全改進功能。

為了得到更詳細的答案，問了一下豆包Ai：

網(wǎng)絡配置與管理

零配置加入網(wǎng)絡：V1.1 引入了零配置（Zero Configuration）功能，允許設備無需手動配置即可自動加入藍牙 Mesh 網(wǎng)絡。這簡化了新設備的添加過程，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)應用場景。

快速配置：增強了配置過程，減少了設備加入網(wǎng)絡所需的時間。通過優(yōu)化配置消息的傳輸和處理，設備能夠更快地完成網(wǎng)絡參數(shù)的設置，如網(wǎng)絡密鑰、應用密鑰等。

網(wǎng)絡管理功能增強：提供了更強大的網(wǎng)絡管理工具，允許管理員對網(wǎng)絡中的設備進行更細致的控制和監(jiān)控。例如，可以遠程配置設備的參數(shù)、查詢設備狀態(tài)、進行軟件升級等。

安全性

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

安全網(wǎng)絡分區(qū)：支持安全網(wǎng)絡分區(qū)功能，允許將一個藍牙 Mesh 網(wǎng)絡劃分為多個獨立的安全區(qū)域。每個區(qū)域可以有自己的安全策略和密鑰，從而提高了網(wǎng)絡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)傳輸機制，V1.1 提高了網(wǎng)絡的吞吐量。這意味著設備可以更快地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，減少了通信延遲，提高了系統(tǒng)的響應速度。

多播和廣播優(yōu)化：改進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)絡中，多播和廣播消息的準確傳輸對于系統(tǒng)的正常運行至關重要。

自適應跳頻增強：增強了自適應跳頻（Adaptive Frequency Hopping）功能，使設備能夠更好地應對干擾和噪聲。通過實時監(jiān)測信道質(zhì)量，設備可以自動選擇最佳的通信信道，提高了通信的穩(wěn)定性和可靠性。

設備功能

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

設備固件升級改進：改進了設備固件升級（Over-the-Air Device Firmware Update，OTA DFU）功能，支持更高效、更安全的固件升級過程。通過優(yōu)化升級協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸方式，減少了升級時間和功耗，同時提高了升級的成功率。

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

應用場景支持

支持更多應用場景：V1.1 進一步擴展了藍牙 Mesh 的應用場景，尤其適用于智能建筑、工業(yè)自動化、智能家居等領域。例如，在智能建筑中，可以實現(xiàn)對燈光、空調(diào)、門禁等設備的集中控制和管理；在工業(yè)自動化中，可以實現(xiàn)設備之間的實時通信和協(xié)同工作。

03、100個節(jié)點實測

測試環(huán)境：安信可公司展廳（復雜的辦公室環(huán)境）

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

軟件編寫：Mesh_V1.1測試固件，固件執(zhí)行邏輯在不同測試項下單獨說明

配網(wǎng)

模組配網(wǎng)的流程圖如下：

由于配網(wǎng)的方式是以手機作為主機來配網(wǎng)，實際的配網(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Mesh網(wǎng)絡中，隨機抽取一個節(jié)點作為發(fā)送端，再隨機抽取一個節(jié)點作為接收端。發(fā)送端做發(fā)送計數(shù)累加，接收端做接收計數(shù)累加。通過AT指令控制發(fā)送包的間隔、數(shù)量、確認包間隔。測試在相同發(fā)送包數(shù)量、確認包間隔下，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，進而得到丟包率。

確認包設置的間隔為固定400ms，確認包其實是每發(fā)20個發(fā)送包后單獨發(fā)送的一個包，這個包的間隔會比較長以保證能成功發(fā)送并被接收，通過確認包可以進行一些ack的校驗以應對一些丟包處理。

最終我們的初步測試結果如下：

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

通過測試數(shù)據(jù)可以初步得出結論，當發(fā)送包間隔達到250ms以上時，丟包率為0，基本可以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

最長響應時間

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

由于100個節(jié)點數(shù)量較多，以隨機抽樣的方式進行，隨機抽取十個節(jié)點，降其中一個作為發(fā)送端，其余九個則查看接收數(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)送時間戳。接收端則有九組接收數(shù)據(jù)，查看對比他們之間接收最后一包的時間戳，選取接收時間最后那一個作記錄。

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

最后發(fā)送的時間戳最后接收的時間戳差值響應時間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

結論??！

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

審核編輯 黃宇