BLE Mesh网络及协议的研究与应用

近年来,在城市设施建设和家庭网络中广泛采用ZigBee相关技术实现操控设备和设备状态反馈等行为。对于这类应用,虽然ZigBee可以实现其中的功能,但是在实际使用中ZigBee还是存在一些不足。例如：一方面ZigBee需要一个专用的智能硬件设备作为控制节点,这在一定程度上增加了设备成本；另一方面,对非专业用户来说,后续在该控制设备上的固件更新也将成为一个难题。对于用户来说,最为经济、便捷的选择便是使用手机等智能设备控制家庭网络。BLE4.0技术具有成本低、低功耗、3ms低延迟、连接距离长等优点,并且目前大部分手机都支持BLE4.0技术,因此用户可以在手机上安装相应的APP,通过APP实现对BLE Mesh网络的控制。本文重点研究了BLE组网的路由协议与应用。首先研究分析了已有的经典路由算法的工作原理,在其基础上引入了Tree型索引机制和保存多跳路由信息机制的方法,并在NS-3平台对本文算法的通信性能进行验证分析；然后考虑到网络节点的射频距离和发射功率的关系,本文在BLE Mesh组网应用方案中,基于TLSR8266硬件节点进行了多方面测试,主要包括：基础功能测试、射频距离与发射功率关系测试、多跳路由链路测试,验证了BLE Mesh网络的路由性能以及应用方案的可行性。