BLE MESH学习2——自定义MESH网络架构思考

BLE MESH学习2——自定义MESH网络架构思考

基于对WCH CH582这款单片机的了解，其可以实现mesh配网、朋友节点、低功耗节点和中继节点的角色，基本功能无问题。在此基础上，考虑满足IoT需求的MESH架构设计，作为后续设计的“白皮书”。

一、前置知识和条件

1. CH582M的FLASH和ram支持为128个节点配网，官方后续发布CH584/585的芯片，ram增加到128KB，可以实现最多255个节点配网。（实际上，手机配网的上限为65525个，但是手机例程的测试并不顺利）
2. CH582M工作在蓝牙频段，后续可以考虑GATT连接的方式进行OTA升级。（虽然感觉有点麻烦，因为要靠近设备并且只能手机操控，增加了复杂性）
3. 环境安装了HASS，可以通过mqtt接收到自定义的传感器和器件，为后续MESH网络中的设备加入提供了必要平台。
4. ESP32和AT指令，可以很方便让CH582M接入互联网络，利用MQTT通信将MESH网络中状态发布到网络中。

二、MESH设计需求

1. 支持低功耗节点，如人体移动传感器、开关、温湿度传感器，利用纽扣电池或5号电池可以用2年以上。
2. 支持接入HASS，方便对环境传感、灯、电器进行状态显示和控制。
3. 支持OTA，能够利用无线网络进行固件升级不需要连线操控
4. 支持100+设备同时运行。
5. 支持配对，例如开关和LED的配对，实现方式类似于MQTT的订阅发布方式，但是无需中央节点调度。
6. 可选：通过CH582的其他协议如LWNS为灯组控制提供更方便的控制方式，实现不占用MESH节点地址并且同步控制。

三、MESH设计架构

角色分配

1. 配网者：利用CH582M或后续的CH584制作配网者，通过小屏幕和按键为附近的设备进行配网。（无奈之举，本想着用手机配网的，但是手机配网例程有些问题难以解决）。配网成功后将同步数据给网关，之后可以关机休眠。
2. 网关：搭配ESP32，将MESH网络中的数据通过MQTT发布到MQTT服务器中。其接收配网者的节点信息，并发布自己的地址给所有节点，让他们在需要的时候发布状态给自己。（虽然网关也可以集成到配网者中，但是占用更多的ram可能导致配网者ram不够，也是考虑到后续可能可以通过手机配网，因此网关需要单独提出来）。
3. 朋友节点：无需考虑功耗的节点，一直接着电源。
4. 低功耗节点：开关、传感器等，需要时候进行通信，1h启动一次检查是否有数据发送给自己。

结构图

1. 待补充

四、后续测试流程

1. 测试MESH网络搭建过程。【基本完成】
2. 测试获取节点信息。
3. 测试网关广播自身地址和状态接收功能。
4. 测试开关与灯控绑定功能。
5. 测试节点加入和删除功能。
6. 测试AT接入互联网测试。
7. 测试MQTT发布和接收功能。