蓝牙mesh承载层

作者: 轰天裂天罗三炮 | 来源:发表于2021-01-25 23:30 被阅读0次

蓝牙mesh规范中定义了两种承载器:广播承载器和GATT承载器。因为目前市面上所有手机,都没有包含完整的蓝牙mesh协议栈,所以在APP中只能以代理的方式和设备建立连接才能通信,造成的结果是在APP端只有GATT承载器。广播承载器的部分只能在节点与节点之间进行数据传输时用到,APP端目前都是配网器的角色。

Advertising bearer

在手机端是没有这个承载器的,原因已经在之前的文章中说过了。对于广播承载器,只贴一张图

广播承载器.jpeg

GATT bearer

GATT承载器能够让那些不支持广播承载的设备也能加入蓝牙mesh网络。GATT承载器通过在两个设备之间建立GATT连接并使用代理协议来发送和接收代理数据报。
就是用传统的BLE4.0的操作方式,建立GATT服务端和客户端,跟大多数BLE使用场景一样,GATT服务端只能实例化一个蓝牙mesh代理服务,就是一个服务端不能同时连接多个客户端。配网器连接代理节点,节点将消息传递给其他节点。
手机是服务端,根据协议规定,手机同时只能连接一台mesh设备。大家都知道手机可以连接多台BLE4.0设备,为什么蓝牙mesh协议规范要规定只能连接一台设备?


GATT承载器

当下有个配网需求,“一键配网”,指将搜索到的为配网设备,一键同时都加入网络。能不能同一时间给多台设备配网?
所谓的蓝牙mesh代理服务,就是在客户端按照下图中的特征配置,与指定的特性进行通信。


特性的区别

这里要说明一点:蓝牙mesh协议,实际上包括设备配网协议与配网后的7层网络架构协议。配网数据的发送和节点的消息发送是两种不同的协议层次。但是他们都会使用到承载层,所以可以看到设备在配网前后使用的代理特性是不一样的,在APP界面上,搜索未配网设备和搜索已配网设备的页面也是分开的,这样做的好处,在代码实现层面的结构更清晰。当然是可以做到把未配网设备和配网设备都放在同一个页面,但不管是从消费者使用方便还是程序业务逻辑上讲,都没有任何好处。

承载层的具体职责

1.将来自网络层的数据报,通过GATT连接发送出去

2.识别接收到的数据类型,识别类型后传给网络层进行下一步处理。

承载层一共支持4种消息类型:

  • networkPdu = 0
  • meshBeacon = 1
  • proxyConfiguration = 2
  • provisioningPdu = 3

因为蓝牙mesh存在两种不同的协议栈,在APP端程序中承载层暴露给网络层调用的承载器是两种:GattBearer和PBGattBearer。PBGattBearer是负责配网协议的承载器,仅支持provisioningPdu这种消息类型。GattBearer负责其他三种消息类型,networkPdu、meshBeacon、proxyConfiguration。这两个承载器支撑起整个APP端蓝牙mesh协议的数据传输。

承载层需要暴露给其他层调用的接口:

  1. 发送数据的接口
  2. 接收数据后往网络层传递数据的接口
  3. 承载器的状态查询接口,指底层BLE是否已经建立连接
  4. 打开承载器接口,建立GATT连接
  5. 关闭承载器接口,关闭GATT连接
  6. 承载器打开成功后的回调接口
  7. 承载器操作异常的回调接口
  8. 承载器关闭成功后的回调接口
  9. 是否支持消息类型接口
  10. BLE设备信息回调接口,如设备UUID,name,RSSI
  11. 承载层内部的数据的分包与数据重组

思考:在之前的文章中提到过,手机端因为没有完整的协议栈,只能使用GATT承载器。从节点拓扑图上看,一个Friend节点可以对应多个低功耗节点,那么低功耗节点设备是否有完整的mesh协议栈,它是如何实现与mesh网络进行通信的?

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