【100个节点测试蓝牙Mesh_V1.1】快速配网、稳定群控
蓝牙Mesh简介
蓝牙Mesh是一种先进的mesh网络技术。它扩展了低功耗蓝牙的功能，使其能够在具有数千个节点的网络中实现强大的并发多播（多对多）通信。这项功能是照明、传感器网络、预测性维护、资产跟踪和定位等新应用的重要更新。
蓝牙Mesh是一种受管理的泛洪网格。它是在大型网络中分发信息的一种简单可靠的方法。从源头到目的地的多条路径确保了可靠性，排除了单点故障。蓝牙Mesh技术对网络层和应用层分别进行加密，使网络管理员能够创建多级访问控制机制。
蓝牙MeshV1.1的升级
最新发布的蓝牙 Mesh 协议规范 v1.1 和相关规范进一步规范了核心用例、新功能和增强功能，满足了业界的需求。经过最新改进的蓝牙Mesh协议定义了网格设备固件升级（Mesh DFU）、远程配置和二进制大对象（BLOB）传输标准。这些功能旨在降低系统安装和维护的复杂性和成本。蓝牙Mesh协议 v1.1 还增加了一些新功能、增强功能和安全改进功能。
为了得到更详细的答案，我问了一下豆包Ai：
网络配置与管理
- 零配置加入网络：V1.1 引入了零配置（Zero Configuration）功能，允许设备无需手动配置即可自动加入蓝牙 Mesh 网络。这简化了新设备的添加过程，提高了安装和部署的效率，尤其适用于大规模的商业和工业应用场景。
- 快速配置：增强了配置过程，减少了设备加入网络所需的时间。通过优化配置消息的传输和处理，设备能够更快地完成网络参数的设置，如网络密钥、应用密钥等。
- 网络管理功能增强：提供了更强大的网络管理工具，允许管理员对网络中的设备进行更细致的控制和监控。例如，可以远程配置设备的参数、查询设备状态、进行软件升级等。
安全性
- 安全增强：V1.1 加强了网络的安全性，引入了新的安全机制和算法。例如，使用更强大的加密算法来保护数据传输，防止中间人攻击和数据泄露。同时，增强了设备身份验证和密钥管理，确保只有授权的设备能够加入网络。
- 安全网络分区：支持安全网络分区功能，允许将一个蓝牙 Mesh 网络划分为多个独立的安全区域。每个区域可以有自己的安全策略和密钥，从而提高了网络的安全性和管理灵活性。
通信性能
- 更高的吞吐量：通过优化通信协议和数据传输机制，V1.1 提高了网络的吞吐量。这意味着设备可以更快地发送和接收数据，减少了通信延迟，提高了系统的响应速度。
- 多播和广播优化：改进了多播和广播消息的处理，提高了消息的可靠性和传输效率。在大规模网络中，多播和广播消息的准确传输对于系统的正常运行至关重要。
- 自适应跳频增强：增强了自适应跳频（Adaptive Frequency Hopping）功能，使设备能够更好地应对干扰和噪声。通过实时监测信道质量，设备可以自动选择最佳的通信信道，提高了通信的稳定性和可靠性。
设备功能
- 设备角色扩展：V1.1 扩展了设备的角色定义，引入了新的设备角色和功能。例如，增加了代理客户端（Proxy Client）角色，允许设备通过代理服务器与其他设备进行通信，提高了网络的扩展性和灵活性。
- 设备固件升级改进：改进了设备固件升级（Over-the-Air Device Firmware Update，OTA DFU）功能，支持更高效、更安全的固件升级过程。通过优化升级协议和数据传输方式，减少了升级时间和功耗，同时提高了升级的成功率。
- 低功耗模式优化：优化了设备的低功耗模式，延长了电池供电设备的续航时间。通过减少设备的空闲功耗和通信功耗，使设备能够在有限的电池容量下运行更长时间。
应用场景支持
- 支持更多应用场景：V1.1 进一步扩展了蓝牙 Mesh 的应用场景，尤其适用于智能建筑、工业自动化、智能家居等领域。例如，在智能建筑中，可以实现对灯光、空调、门禁等设备的集中控制和管理；在工业自动化中，可以实现设备之间的实时通信和协同工作。
100个节点实测
前面的叽里咕噜说什么呢，我直接100个节点实测数据
本次测试使用了安信可的泰凌TB系列模组进行测试，主要的测试的点在于配网的大致速度、丢包率以及最长响应时间。
测试环境：安信可公司展厅（复杂的办公室环境）
硬件搭建：分为20个TB系列开发板为一组，共五组，组成100个节点
软件编写：Mesh_V1.1测试固件，固件执行逻辑在不同测试项下单独说明
配网
模组配网的流程图如下：
由于配网的方式是以手机作为主机来配网，实际的配网速度受到多方因素影响，以视频的方式展出。
丢包率
在配网成功后，由于都处于同一个Mesh网络中，随机抽取一个节点作为发送端，再随机抽取一个节点作为接收端。发送端做发送计数累加，接收端做接收计数累加。通过AT指令控制发送包的间隔、数量、确认包间隔。测试在相同发送包数量、确认包间隔下，不同发送包间隔的丢包率。以接收端的收包数量比上发送包总数来获取成功率，进而得到丢包率。
确认包我们设置的间隔为固定400ms，确认包其实是每发20个发送包后单独发送的一个包，这个包的间隔会比较长以保证能成功发送并被接收，通过确认包可以进行一些ack的校验以应对一些丢包处理。
最终我们的初步测试结果如下：
| 发送包间隔 |
确认包间隔 |
丢包率 |
确认包丢包率 |
| 100ms |
400ms |
69.0% |
0% |
| 150ms |
400ms |
38.7% |
0% |
| 200ms |
400ms |
11.7% |
0% |
| 250ms |
400ms |
0% |
0% |
通过测试数据可以初步得出结论，当发送包间隔达到250ms以上时，丢包率为0，基本可以保证数据的稳定传输。
最长响应时间
在前面测试项中我们得到在250ms的间隔下发包，丢包率为0，基于此条件下我们需要测试发送端到接收端这个时间间隔是多少，我们设置发送包间隔为250ms，数量为100，通过串口助手的时间戳打印时间来确认。
由于100个节点数量较多，以随机抽样的方式进行，随机抽取十个节点，降其中一个作为发送端，其余九个则查看接收数据，发送端发送100包数据，查看最后一包的发送时间戳。接收端则有九组接收数据，查看对比他们之间接收最后一包的时间戳，选取接收时间最后那一个作记录。
这里共做了14组数据，取平均数作为最终的测试结果。
| 最后发送的时间戳 |
最后接收的时间戳 |
差值响应时间 |
| 17:00:37.413 |
17:00:37.558 |
145 |
| 18:05:15.759 |
18:05:15.933 |
174 |
| 18:07:17.584 |
18:07:17.747 |
163 |
| 18:08:48.157 |
18:08:48.308 |
151 |
| 18:10:12.855 |
18:10:12.983 |
128 |
| 18:11:41.991 |
18:11:42.143 |
152 |
| 18:13:05.583 |
18:13:05.744 |
161 |
| 18:14:26.094 |
18:14:26.255 |
161 |
| 18:16:02.405 |
18:16:02.591 |
186 |
| 18:17:33.555 |
18:17:33.723 |
168 |
| 18:19:11.387 |
18:19:11.539 |
152 |
| 18:20:37.090 |
18:20:37.212 |
122 |
| 18:22:30.245 |
18:22:30.397 |
146 |
| 18:23:51.347 |
18:23:51.503 |
156 |
平均下来是154.64ms，也就是说100个节点组成Mesh网络，从发送到最后一个节点收到数据的间隔可以在200ms以内完成。
测试过程可以查看B站视频：
