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传感器与蓝牙Mesh_大规模传感器网络的自组网技术.docx
资料介绍
传感器与蓝牙Mesh：大规模传感器网络的自组网技术
1 引言
蓝牙Mesh网络是物联网传感器大规模部署的关键技术之一。与传统蓝牙的点对点通信不同，蓝牙Mesh支持多跳自组网，一个网络中可以容纳数千个传感器节点，节点之间通过中继转发数据，覆盖范围远超单个蓝牙的通信距离。本文解析蓝牙Mesh在传感器网络中的应用原理和工程实现。
2 蓝牙Mesh技术原理
多跳中继：蓝牙Mesh中的每个节点都可以作为中继，转发其他节点的数据。数据包从源节点经过多个中继节点到达目标节点，覆盖范围从单跳的10—100m扩展到多跳的数百米到数公里。
泛洪转发：蓝牙Mesh使用管理型泛洪（Managed Flooding）转发机制，数据包在网络中广播，中继节点收到后继续广播，直到到达目标节点。TTL（生存时间）控制转发范围，防止无限转发。
节点角色：中继节点（转发数据）、低功耗节点（不转发数据，节省功耗）、朋友节点（为低功耗节点缓存数据）、代理节点（支持手机通过蓝牙连接Mesh网络）。
3 蓝牙Mesh传感器节点硬件
蓝牙芯片：nRF52840（Nordic）、EFR32BG22（Silicon Labs）、ESP32-C3（乐鑫）。支持蓝牙5.0及以上，支持Mesh功能。
传感器接口：I²C、SPI、ADC接口连接温度、湿度、气压、光照等传感器。预留GPIO用于中断唤醒。
功耗管理：低功耗节点大部分时间处于休眠状态，定期唤醒采集数据并发送。使用朋友节点为低功耗节点缓存数据，低功耗节点只需在发送数据时唤醒，接收数据时由朋友节点代为接收和缓存。
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