1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 研究背景以及国内外研究现状
随着网络技术的飞速发展,万物互联成为了当下的热点。物联网的概念自2005年就已提出,但由于硬件和技术发展的瓶颈问题,万物互联的概念虽然提出但是难以铺开,随着蓝牙5.0协议的发布以及5g面世后对于网络带宽的拓展,物联网的发展已经有了必要的技术支持。蓝牙mesh技术是基于低功耗蓝牙(bluetooth low energy)的网状组网技术,相较于之前蓝牙的点对点网络和星形网络,网络的拓展性、稳定性和安全性都有了很大的提升。mesh组网在thread和zigbee中早有应用,蓝牙的mesh组网也有开发人员进行尝试,但是因为缺乏统一技术标准而导致各公司产品之间难以兼通,这些问题在mesh 1.0标准发布后得以解决。
自2017年7月蓝牙技术联盟宣布全面支持mesh网络之后,国内的商业公司就开始开发和使用此类技术,并将其应用到产品中,如天猫精灵、小爱同学等iot方面成功的商业产品都利用蓝牙mesh组网技术对智能家居进行组网控制,目前大量工厂与写字楼的照明系统也经过蓝牙mesh的改造实现了联网控制。蓝牙mesh技术是物联网发展的一大助力,将物联网与智能家居概念带进了千家万户,使普通人也能感受到科技的发展对于生活质量的改善,国外的蓝牙芯片生产商也对蓝牙mesh技术进行了深度的开发,作为方案提供商为开发者提供了协议栈和开发工具等的技术支持,当前国内外对蓝牙mesh的开发正在发展中,有许多成就的同时也存在许多待解决的问题。
1.2 研究目的和研究意义:
学习低功耗蓝牙基本知识,掌握硬件以及协议栈编程,实现简单的灯具控制电路。研究基于蓝牙5.0下蓝牙 mesh组网标准,对蓝牙通信最小系统进行了解和研究,并尝试搭建蓝牙mesh通信网络。研究并了解蓝牙mesh组网的基本概念,了解相关协议栈的使用和程序的实现。对于传统灯具的单火供电问题进行初步了解并查阅相关资料,了解问题所在以及现有解决方案的优缺点。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容、目标
1.学习低功耗蓝牙基础知识,了解ble协议栈各层之间的分工和通信原理,了解蓝牙控制器部分物理层和链路层的工作原理和实际作用,对主机层的逻辑链路控制和适配协议、属性协议、安全服务规范、通用属性规范、通用接入规范、基于通用属性协议的应用规范等进行理解和配置。
2.了解蓝牙mesh的发布/订阅模型以及消息、状态和属性等基本概念,学习蓝牙mesh网络配网的工作流程以及配置方法,理解蓝牙mesh组网的安全性是如何实现的,重点学习代理节点的配置与和非mesh设备互联原理。
3.研究蓝牙芯片的数据手册及sdk,尝试进行周边电路设计,了解板载pcb天线的设计原理和设计要求。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,准备相关资料和技术条件,确定方案,撰写开题报告。
第4-5周:完成开题报告修改及定稿,查阅外文文献并完成翻译。
第6-8周:整理相关资料并进行设计,完成中期检查。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]谭晖.低功耗蓝牙与智能硬件设计[m].北京:北京航空航天大学出版社,2016:14-35
