¿Cómo funcionan las redes Bluetooth como se mencionó en la Conferencia de desarrolladores de Xiaomi IoT?

En los últimos 20 años aproximadamente, la humanidad ha experimentado dos conexiones importantes. La primera fue la popularización gradual de Internet en la década de 1990, y los cables de red conectaron a 1.100 millones de personas. La segunda vez fue después del año 2000, cuando la popularidad de los teléfonos móviles volvió a conectar estrechamente a las personas en la Tierra. La tecnología Bluetooth fue creada por el gigante de las telecomunicaciones Ericsson en 1994. Posteriormente, en 1998 se estableció la Bluetooth Technology Alliance. Las empresas fundadoras incluyen: Apple, Ericsson, Intel, Lenovo, Microsoft, Nokia y Toshiba.

Ahora estamos experimentando la tercera conexión más importante en la etapa de Internet de las cosas, y la tecnología Bluetooth, que se fundó en la era de la telefonía móvil, se enfrenta a desafíos. La Sra. Li Jiarong, Gerente Senior de Marketing de la Región Asia-Pacífico de Bluetooth SIG, presentó: Frente a las oportunidades en el campo de IoT, Bluetooth tiene varias características técnicas que deben superarse. En primer lugar, porque IoT conducirá a un aumento sustancial del costo. número de dispositivos conectados, las capacidades de soporte IPv4 existentes serán limitadas, el soporte técnico de IPv6 es imperativo y las capacidades de red también se probarán; en segundo lugar, los dispositivos móviles portátiles tienen requisitos más estrictos para el consumo de energía a medida que el Internet de las cosas se vuelve más cercano; Integrada con la vida, la seguridad también es importante.

Para cumplir con la tendencia de los tiempos, se lanzó la tecnología Bluetooth de baja energía (BLE), en comparación con el Bluetooth tradicional, tiene una mejor relación señal-ruido y una distancia de transmisión más larga, generalmente. hasta 50 metros, mientras que el Bluetooth tradicional solo tiene entre 6 y 8 metros. Bluetooth BLE tiene un bajo consumo de energía, ahorra energía y tiene un volumen de transmisión de datos pequeño pero una velocidad rápida. Aunque hay muchas ventajas, siempre ha habido problemas como distancias cortas y capacidades de red deficientes en aplicaciones en hogares inteligentes, iluminación inteligente y otros campos.

Posteriormente, a finales de 2014, Bluetooth Technology Alliance lanzó las nuevas especificaciones principales de Bluetooth 4.2, que realizaron importantes mejoras en la protección de la privacidad, la velocidad de transmisión y el acceso directo a Internet a través de IPv6 y 6LoWPAN, haciendo que el Internet de las Cosas más interconectado. En febrero de 2015, Bluetooth Technology Alliance estableció el grupo de trabajo Bluetooth Smart Mesh para ayudar a la tecnología Bluetooth Smart a lograr funciones de red de malla estandarizadas.

Tecnología Bluetooth Mesh

Antes de presentar la tecnología Bluetooth Mesh, primero debemos entender qué es la red Mesh inalámbrica (red de malla inalámbrica) también llamada multi-hop (multi-hop). ). La red de salto) consta de enrutadores de malla (enrutadores) y clientes de malla (clientes). Los enrutadores de malla forman la red troncal y están conectados a la red de Internet por cable. Son responsables de proporcionar conexiones a Internet inalámbricas de múltiples saltos para los clientes de malla. La red de malla inalámbrica es una nueva estructura de red basada en enrutamiento de múltiples saltos y tecnología de red de igual a igual. Tiene las características de la banda ancha móvil. Al mismo tiempo, puede expandirse dinámicamente, autoorganizarse y autogestionarse de forma automática. reparación y autoequilibrio.

La red Wireless Mesh expande los puntos calientes geotérmicos inalámbricos en la WLAN tradicional a puntos calientes geotérmicos inalámbricos de área verdaderamente grande. Wireless Mesh es muy adecuado para soluciones de redes de área inalámbrica que cubren grandes áreas abiertas (incluidas exteriores e interiores).

Bluetooth Mesh nació a partir del protocolo privado CSR Mesh defendido por CSR. CSR Mesh es una nueva solución Bluetooth Smart lanzada por CSR Company en febrero de 2014. Esta tecnología integra principalmente protocolos de control y configuración de Bluetooth en un solo chip, utilizando tecnología de retransmisión y red en estrella, de modo que cada red puede conectar más de 65.000 nodos y, en última instancia, también se pueden interconectar redes con innumerables dispositivos equipados con Bluetooth Smart. o controlarlo directamente a través del mismo teléfono móvil, tableta o PC para construir una domótica general.

Características de la tecnología CSR Mesh conocida como domótica

Característica 1: El consumo de energía de CSR Mesh es sólo unas décimas de Zigbee.

Puede propagar información entre nodos y permitir que las señales se transmitan continuamente entre redes Mesh para lograr la función de controlar el dispositivo de destino sin la necesidad de una puerta de enlace en el sentido tradicional. Por lo tanto, podemos utilizar Utilice el. APLICACIÓN en tu teléfono móvil o tableta para controlarlo, lo cual es muy conveniente de operar.

Característica 2: Las funciones de cifrado entrelazadas garantizan la seguridad de la información

Al mencionar el rendimiento de seguridad de la tecnología CSR Mesh, los profesionales señalaron que en un sistema de este tipo impulsado por CSR en una red doméstica compuesta por Mesh, todos los datos se cifran utilizando el algoritmo AES y la transmisión de datos también se ejecuta según el clásico protocolo de cifrado y intercambio de claves anidadas Diffee-Hellman-Merkle. Siempre que un nuevo dispositivo quiera conectarse a la red, debe confiar en el UUID (Código de identificación único universal) de 128 bits que posee el dispositivo para facilitar la identificación mediante la aplicación móvil. Luego debe pasar la autenticación del código de 64 bits. para conectarse al teléfono móvil. Solo entonces el dispositivo puede obtener una clave de red única para la comunicación.

Además de CSR, otros fabricantes como NXP también han lanzado soluciones Bluetooth Mesh. La solución Bluetooth Smart Mesh de NXP es diferente de otras tecnologías de malla que pueden sufrir inundaciones, lo que provoca tormentas y un mayor consumo de energía. Las soluciones de bajo consumo de NXP pueden sincronizar y enrutar completamente varios protocolos para lograr conexiones eficientes de extremo a extremo entre nodos; lograr de manera innovadora mejoras de eficiencia energética de órdenes de magnitud en toda la red y también cuentan con seguridad mejorada y autonomía. funciones de autoorganización de la red curativa y protege la arquitectura de malla en capas en el futuro para admitir mejor los dispositivos inteligentes Bluetooth. Proporciona funciones de actualización inalámbrica por aire para ayudar con futuras actualizaciones de la red. La solución de NXP puede ayudar a los desarrolladores y fabricantes a implementar diseños de comunicación de múltiples nodos al desarrollar productos para el hogar inteligente, incluidos iluminación, sensores, termostatos y otros dispositivos inteligentes Bluetooth para el hogar.

Ventajas de Bluetooth Mesh

1. Bajo coste: Casi la totalidad de los miles de millones de teléfonos inteligentes que se fabrican cada año están equipados con Bluetooth 4.0. El enorme volumen amortiza el coste de los protocolos y chips Bluetooth. Costos de I+D de software y hardware. El coste de un módulo Bluetooth es, en promedio, aproximadamente la mitad que el de otros protocolos. Cuando Alibaba ofreció envío gratuito para módulos inalámbricos IoT de 9,9 yuanes y 19,9 yuanes, los 9,9 yuanes eran el módulo Bluetooth y los 19,9 yuanes eran el módulo Wi-Fi.

2. Potencia ultrabaja: el ancho de banda moderado, la baja potencia de transmisión y una máquina de suspensión completa hacen que Bluetooth tenga una potencia ultrabaja. La aparición de BLE en Bluetooth 4.0 ha llevado el consumo de energía en espera a un nivel de microvatios. se inicia rápidamente, a diferencia del Wi-Fi, que tarda cientos de milisegundos en iniciarse y consume energía del sistema.

3. Multicanal: Wi-Fi solo define 14 canales en 2,4 GHz, mientras que Bluetooth 4.0 define 79 canales. En el escenario común de los edificios de apartamentos de estilo chino, las redes domésticas inteligentes deben tener suficientes canales. necesario para evitar interferencias cocanal. Bluetooth supera completamente al Wi-Fi en este punto. ZigBee solo ha definido 27 canales a 2,4 GHz, 868 MHz y 915 MHz, lo que está lejos de ser capaz de soportar la interferencia cocanal causada por el uso doméstico en grandes áreas.

4. Menos puntos ciegos de cobertura: la conexión automática en red Bluetooth reduce los requisitos de distancia de cobertura y cuantos más nodos haya, menos puntos ciegos de cobertura habrá. En el hogar de una persona promedio, más de 5 bombillas o interruptores Bluetooth pueden brindar cobertura sin puntos ciegos en toda la familia.

5. Velocidad de transmisión: el límite de ancho de banda teórico de Bluetooth 4.2 es de 24 Mb, y el ancho de banda puede transmitir vídeos cortos o imágenes.

7. IPV6: Bluetooth 4.2 puede conectarse directamente a Internet, e incluso se reserva el futuro estándar de Internet, IPV6.

Mire cómo se desarrollará la tecnología Bluetooth en el futuro

El desarrollo futuro de la tecnología Bluetooth incluye principalmente dos aspectos: tecnología y aplicación. En términos de tecnología, además de desarrollar la tecnología Bluetooth Mesh, la tecnología Bluetooth también superará la distancia de comunicación actual de 10 metros y resolverá el problema de limitación de la distancia de comunicación. Al mismo tiempo, sin aumentar el consumo de energía, la velocidad de transmisión de la tecnología Bluetooth será el doble que la actual.

En el futuro, la tecnología Bluetooth será más que una simple transferencia de archivos y tendrá más escenarios de aplicación. Primero, Baliza. La aplicación Bluetooth Beacon ha cambiado por completo la comprensión de las personas sobre la conexión y la divulgación de información. Mucha gente está familiarizada con Beacon y cree que se utiliza en el sector minorista. De hecho, esto es sólo una pequeña parte del mercado de Beacon. También se puede utilizar en campos industriales y agrícolas. En segundo lugar, posicionamiento y descubrimiento.

En tercer lugar, soluciones de automatización más inteligentes. En el futuro, los edificios inteligentes, las casas inteligentes y los automóviles inteligentes podrán conectarse entre sí a través de Bluetooth, incluido el control de temperatura, cerraduras de puertas, ventanas, etc. Bluetooth es muy adecuado para el uso de estos pequeños dispositivos de bajo consumo. También puede obtener más información sobre cómo conectar todos los dispositivos entre sí para proporcionar un conjunto completo de soluciones a través de la función Mesh.

Finalmente, en cuanto a quién puede eventualmente convertirse en el estándar en el campo del hogar inteligente, Bluetooth Mesh o ZigBee 3.0, la tecnología Bluetooth Mesh tiene las ventajas de un menor consumo de energía y una verdadera interconexión, pero al final, ¿quién puede finalmente? convertirse en el estándar? Tomará tiempo darnos la respuesta.