一、技术概述
BLE Mesh采用网络泛洪方式（BLE Mesh1.1规范，增加定向路由），指网络中所有具有中继功能的设备都会转发收到的消息。
优点：无需特定的路由设备，确保消息多路径无障碍达到目的设备。
缺点：对网络消息泛滥造成通信延时。
1.1 基本概念
| 术语 | 描述 |
|---|
| BLE Mesh | 低功耗蓝牙的网状网络技术，和 ZigBee 网络类似 |
| Relay（中继） | 接收和转发其他设备的消息，需常供电 |
| Proxy（代理） | 实现 BLE GATT 协议和 BLE Mesh 节点消息转换 |
| Friend（朋友） | 为低功耗节点保存和转发信息 |
| LPN | 低功耗节点（Low Power Node） |
| PB-ADV | 通过蓝牙 Mesh beacon 配网的交互方式 |
| PB-GATT | 通过蓝牙 GATT 配网的交互方式 |
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1.2 网络拓扑架构
BLE Mesh的网络拓扑结构
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WiFi+BLE的combo模块，融合WiFi，BLE，BLE Mesh的网络总体拓扑结构如下。
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1.3 BLE 与 BLE Mesh 对比
| 特性 | BLE | BLE Mesh |
|---|
| 标准 | Core Bluetooth | BLE Mesh |
| 工作状态 | 广播 (扫描)/连接 | 广播 (扫描) |
| 工作信道 | 1-40 | 37, 38, 39 |
| 网络拓扑 | 1 对 1 或星型 | 星型或 Mesh |
| 通信方式 | 连接通信 | 非连接泛洪广播 |
二、产品技术形态
2.1 总体产品架构
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2.2 产品规划阶段
1 期规划：
- 常电设备（如 IPC）：支持 BLE + BLE Mesh，包含 Relay、Proxy、Friend 功能
- 低功耗设备（如门磁）：仅支持低功耗 BLE 节点
- APP：支持 BLE Mesh 节点配网和本地控制
2 期规划：
- BLE Mesh 网关节点（参考 ZigBee 成套智能家居）
- 智能音箱/智能屏作为 BLE Mesh 网关
- BLE Mesh 低功耗节点成套规划
2.3 数据流架构
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三、广播要求
3.1 未配网设备广播
| 广播名称 | 广播时长/ms | 广播间隔/ms | 持续时间 | 备注 |
|---|
| Unprovisioned Device Beacon | 40-100 | 100-500 | 300-600s | Mesh 没入网 |
| PB-GATT | 40 | 100-500 | 一直 | 允许手机随时连接 |
| 私有GATT服务 | - | 100-200 | BLE 未连接一直 | 主动 + 被动广播 |
3.2 已配网设备广播
| 广播名称 | 说明 |
|---|
| Secure Network Beacon | 入网后定时广播，标识子网及安全状态 |
| Proxy 广播 | 确认 Proxy 节点已加入 Mesh 网络 |
| 私有协议广播 | 按公司标准协议定义 |
四、使用场景分析
4.1 各技术适用场景
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4.2 厂商方案对比
| 厂商 | 网关方案 | 配网方式 | 芯片平台 |
|---|
| 小米 | 智能音箱 | 手机本地配置 | EFR32xGxx, RTL8762 |
| 涂鸦 | Mesh 网关/手机 | 手机本地配置 | TLSR825x, PHY6222 |
| 天猫精灵 | 智能音箱 | 音箱配置 | ESP32xx |
五、协议与通信
5.1 消息类型
| 消息类型 | 用途 |
|---|
| GET | 请求节点状态 |
| SET | 更改状态值 |
| STATUS | 报告元素状态（响应 GET/SET 或独立发送） |
5.2 地址类型
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六、性能与风险
6.1 性能对比（芯科实验室测试）
| 测试场景 | ZigBee | BLE Mesh | 说明 |
|---|
| 1-2 跳延时（8 字节） | 较好 | 更好 | 不分包情况下 |
| 4 跳延时（150Byte） | <300ms | ~900ms | 分包影响大 |
| 24 节点组播延时 | 50-140ms | 20-220ms | 波动范围大 |
| 可靠性 | 99.9%+ | 99.9%+ | 组播可靠性相当 |
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6.2 主要风险
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6.3 模块资源参考（小米 IoT 平台）
| 模组型号 | 芯片 | Flash | SRAM | 功耗 (RX/TX) |
|---|
| MHCB05P/06P/07P | RTL8762CMF | 512KB | 160KB | 7.3mA / 11.3mA |
| MHCB08P | EFR32BG21 | 512KB | 64KB | 9mA / 33mA |
| MHCB09P | EFR32BG22 | 512KB | 32KB | 3.6mA / 8.2mA |
七、安全特性
| 安全机制 | 说明 |
|---|
| 加密与认证 | 所有 Mesh 消息均加密和认证 |
| 关注点分离 | 网络安全、应用安全、设备安全独立处理 |
| 区域隔离 | 网络可划分为多个加密独立的子网 |
| 密钥刷新 | 支持生命周期内密钥更换 |
| 重放攻击保护 | 防止消息重放攻击 |
| 安全配网 | 设备加入网络是安全过程 |
八、实施建议
8.1 技术路线
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8.2 关键注意事项
- BLE 与 BLE Mesh 独立运行：当前方案 BLE 连接与 BLE Mesh 网络相互独立
- WiFi 作为数据上行：无独立 Mesh 网关时，需定义哪些设备执行上行
- 双向通信功耗评估：低功耗设备需重点评估双向通信功耗
- 协议转换：设备需支持 BLE 协议与 BLE Mesh 协议的相互转换
- 资源验证：博流 702L、泰凌等模块需实际验证资源是否充足
