文章目录

  • BLE Mesh 架构:
  • 1、模型层(Model Layer)
  • 2、基础模型层(Foundation Model Layer)
  • 3、访问层(Access Layer)
  • 4、上层传输层(Upper Transport Layer)
  • 5、底层传输层(Lower Transport Layer)
  • 6、网络层(Network Layer)
  • 7、承载层(Bearer Layer)




BLE Mesh 架构:

BLE Mesh 配网 ble mesh 协议_数据


BLE Mesh 配网 ble mesh 协议_蓝牙mesh系统架构_02

序号

分层

作用

主要包含

1

模型层

(Model Layer)

用户场景/应用

例如 Generic(通用),Lighting(照明),Sensor(传感器),Vendor(厂商)

2

基础模型层

(Foundation Model Layer)

配置 Mesh,管理

3

访问层

(Access Layer)

格式化应用数据,正确应用上下文管理

Dev key,App key,

4

上层传输层

(Upper Transport Layer)

应用数据 加密解密认证

5

底层传输层

(Lower Transport Layer)

分段重组

6

网络层

(Network Layer)

网络管理,网络信息 认证中继转发消息。


地址:单播,组地址,虚拟,广播

Net key,

7

承载层

(Bearer Layer)

广播承载,GATT 承载

Mesh架构堆栈底部,有一层名为 蓝牙低功耗 。实际上,这并非仅是Mesh架构的其中一层,而是完整的蓝牙低功耗协议栈,是提供基础无线通信功能所必需的,这些功能可为 位于其上的Mesh架构所用。

应该清楚的是,Mesh系统有赖于 蓝牙低功耗协议栈 的可用性。

BLE Mesh 配网 ble mesh 协议_App_03


1、模型层(Model Layer)

定义用于标准化典型用户场景操作的模型,并在蓝牙Mesh模型规范或其他更高层规范中定义。
高层模型规范的示例,包括用于Lighting(照明)和Sensor的模型。

2、基础模型层(Foundation Model Layer)

定义配置管理Mesh网络所需的 状态消息模型

3、访问层(Access Layer)

访问层 负责定义应用 如何利用上层传输层,包括:

序号

描述

1

定义应用数据格式

2

定义并控制上层传输层中执行的应用数据加密解密

3

在将数据上传到堆栈之前,对来自上层传输层的数据进行认证(Authenticate),判断其是否适用于该网络和应用

确认和非确认消息(Acknowledged & Unacknowledged Messages)

序号

非确认消息(Unacknowledged)

确认消息(Acknowledged)

1

对非确认的消息 没有回应(No response)

每个接收元素通过 回应消息,进行确认

2

如果消息已经被传递或处理,不太可能发送元素去终结

回应是典型的 状态消息(Status message)

3

对等节点 会被状态消息通知状态变化

在规定时间周期内,没有收到消息 会进行 重传(retransmit)

4

状态消息 被发送到模型的发布地址,该模型与改变的状态相关联

消息超时时间 最小应被设置为30秒

5

-

不推荐 向所有节点地址,发送 确认消息


4、上层传输层(Upper Transport Layer)

序号

描述

1

负责对传入传出 访问层的应用数据进行 加密解密认证authentication

2

负责 传输控制消息,这些消息内部生成、并发送于不同对等节点上层传输层之间,包括与友谊心跳相关的消息

序号

消息分类

描述

1

访问消息

(1)定义了 应用数据 的格式

(2)应用密钥(App key)或者 设备密钥(Device key)用于 加密认证信息

2

控制消息

(1)用于创建和管理友谊心跳操作

1、友谊 friendship:用于使能 低功耗操作
2、心跳 heartbeat:
(1)帮助检测设备,是否仍然工作
(2)可被用于 终结网络拓扑

序号

用于 加密 和 认证 信息的Key

具体作用

1

应用密钥(App key)

用于 模型数据

2

设备密钥(Device key)

(1)用于 配置和密钥管理

(2)配对密钥

(3)只有 Provisioner 和 单一设备 知道

友谊信息(Friendship):

BLE Mesh 配网 ble mesh 协议_传输层_04


5、底层传输层(Lower Transport Layer)

序号

描述

1

上层传输层接收PDU,并将其发送到对等设备底层传输层

2

太长的PDUs进行分段 (Segmentation)和重组 (Reassembly)


6、网络层(Network Layer)

序号

描述

1

定义如何将 传输消息寻址一个多个元素,以及允许承载层传送传输层PDUMesh消息格式

2

决定是否 中继/转发 消息,接收消息 以进行进一步处理,还是 拒绝消息

3

定义如何 加密认证authentication)网络消息


7、承载层(Bearer Layer)

定义如何在节点之间 传输网络消息
定义了 两个承载层,即 广播承载层GATT承载层

序号

承载层

描述

1

广播承载层(Advertising bearer)

利用 BLE 的GAP广播扫描功能来传送和接收Mesh PDU

2

GATT承载层(GATT bearer)

允许不支持广播承载层的设备,间接地与Mesh网络中的节点进行通信,使用的协议为代理协议