蓝牙mesh组网实战（智能家居应用）

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蓝牙mesh组网目前存在有入门门槛高的问题，比如，嵌入式工程师需要考虑到标准mesh模型的兼容，app开发工程师需要了解mesh协议栈才能直接走mesh与芯片通信。而沁恒官方提供的透传模型简洁易用，单则消息负载可达221字节，可选应答，自动分包；手机配网方案使用更常见的BLE协议与芯片交互配网信息而非mesh直连，方便用户参考官方提供的app进行开发，帮助工程师快速入门，以享受蓝牙mesh提供的可靠性、安全性、功能性等特性。

透传模型的使用可以参考博客：蓝牙mesh组网实践（厂商透传模型介绍） - JayWell - 博客园 (cnblogs.com)

在沁恒蓝牙系列芯片中，蓝牙mesh与BLE一样是跑在TMOS系统上的，TMOS系统的入门见博客：WCH TMOS用法详解 - debugdabiaoge - 博客园 (cnblogs.com)

本文主要分享笔者自己在透传模型的基础上编写的智能家居的应用。沁恒官网提供的EVT中已经提供了透传模型，以其为载体可以实现自定义指令的收发。

需要解决的问题主要有二。

一是指令的设计。自定义指令，自由度很高，可以参考BLE中“长度+类型+值”的方案，其中“长度”指“类型+值”占用的字节数。一般指令较为简洁，“长度”本身就给一个字节；“类型”设计为“值”对应的功能；“值”就包含了具体的指令。比如说给RGB小灯发条指令给它设置PWM-亮度数值，指令可以设置为0x0504112233，0x05表示其后的字节长度，0x04表示要操作的功能是RGB亮度设置，0x112233表示RGB三色分别设置PWM占空比为17%、34%、51%。

二是目标地址的明确。若使用沁恒提供的手机配网方案，手机配网时能指定节点名称和节点地址，意味着目标节点能够明确，这样在appDemo基础上增添修改，对mesh网络的精确记录和管理还是不难实现的。但若使用配网器配网方案，配网连接的建立是无序的，取决于配网器先扫描到哪个未配网设备的信标。如果某设备本次配网被分配到0x0001网络地址，下次配网也可能被分配到0x0002网络地址，0x0001被其他设备先行占用；再换句话说，在A智能家居应用中地址0x0001可能对应智能插座，在B智能家居应用中地址0x0001又可能对应智能灯控。这样一来想给某个固定功能的设备比如说某台智能风扇发消息，单纯依靠网络地址是不够精确的。

针对问题二的配网器方案，配网信标中包含有16个字节的UUID可以利用起来。比如说兼容天猫精灵的节点代码中，UUID由天猫精灵的三元组派生，生成的UUID帮助天猫精灵进行设备识别的。详见EVT天猫精灵相关工程的app_vendor_model.c中的uuid_generate函数。

而笔者的测试没有涉及很多功能，编写的指令也很简单，就只测试了GPIO控制和PWM控制，就只占用两个字节，一个字节（对应cmd_transfer_srv.h中的宏UUID_6）表示节点所在设备的类别和序号，另一个字节（对应cmd_transfer_srv.h中的宏UUID_7）按位表示节点分别支持哪些功能。比如说编号高四位为0表示灯控，3号小灯支持开关（第0位）和亮度调节（第1位），那么在节点设备的代码中，修改宏UUID_6为0x03，修改宏UUID_7为0x03即可。UUID的0～5共6个字节可以默认使用MAC地址，或者自行赋予其特殊意义均可。

在笔者的测试中，中心节点分配网络地址仍然是随机的，但增加了一个数组，保存已配网设备的UUID_6和UUID_7。发布消息时，函数接口形参为UUID_6，查找数组来匹配mesh的网络地址进行发送，这样就能够让用户定向向某设备发送某功能的指令。中心节点使用的是带有BLE从机功能的例程，这样使用BLE调试助手可以给中心节点发指令，中心节点再查表匹配网络地址，将指令转发给目标节点。这样在用户看来，指令就由四个部分，目标设备编号+长度+类型+值。比如说上述调节RGB的指令0x0504112233，在这之前再加上目标设备编号比如说应该发往3号小灯，在BLE调试助手中输入的指令就成了0x030504112233。

demo网盘链接见下。

链接：https://pan.baidu.com/s/1M5zy1lXBVOWoXAUbx-WaGA?pwd=n4lt
提取码：n4lt