物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)者福音，探秘藍(lán)牙4.2之互聯(lián)網(wǎng)連接

Bluetooth 4.2 – 助力更強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)連接

若想要物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展如預(yù)期，就需要將更多設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，而B(niǎo)luetooth Smart設(shè)備就可以做到。Bluetooth Smart設(shè)備可向云端服務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)然目前還必須通過(guò)裝載完整操作系統(tǒng)并支持能運(yùn)行軟件協(xié)議棧的驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，若想要確實(shí)體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的效益并打造持續(xù)的連接體驗(yàn)，就需要設(shè)備能夠直接連入互聯(lián)網(wǎng)。

2014年12月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟正式推出了新的藍(lán)牙核心規(guī)格——藍(lán)牙4.2。新版本為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了多項(xiàng)更新，包括更低的低功耗、更快速的數(shù)據(jù)傳輸、安全措施的改進(jìn)和改善用戶(hù)隱私的新機(jī)制。

而對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙4.2最重要的特性莫過(guò)于互聯(lián)網(wǎng)連接功能。值得注意的是它可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)，如IPSP、HPS和RESTful APIs，它們對(duì)于云端與Bluetooth Smart設(shè)備間互聯(lián)的重要機(jī)制。

新創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持配置文件IPSP(定義設(shè)備間藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信的正式版本)讓藍(lán)牙能夠?qū)崿F(xiàn)IPv6連接，這就意味著基于Bluetooth Smart的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與云端的連接不再僅依賴(lài)與智能手機(jī)或平板電腦連接才能實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)到2020年，全球約有280億個(gè)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，包括車(chē)輛、門(mén)窗、土司機(jī)和烤箱等等。有了藍(lán)牙4.2，這些設(shè)備能通過(guò)路由器、支持6LoWPAN或藍(lán)牙低功耗技術(shù)的接入點(diǎn)，借助藍(lán)牙接入互聯(lián)網(wǎng)。

HTTP代理服務(wù)HPS讓Bluetooth Smart設(shè)備與公共網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。例如，家中安裝的Bluetooth Smart溫度傳感器能將溫度讀數(shù)發(fā)送到基于云端的家居能效建議服務(wù)。它的實(shí)現(xiàn)需要支持HPS的藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)，如智能手機(jī)、個(gè)人電腦、筆記本電腦、平板電腦等。它是簡(jiǎn)單并相當(dāng)通行的協(xié)議，但也并非所有的應(yīng)用都能與HTTP協(xié)同工作。面向消息的應(yīng)用，如車(chē)輛遙測(cè)，也許更適用于MQTT協(xié)議。

RESTful API也與藍(lán)牙4.2一同推出，它允許通過(guò)HTTP或HTTPS對(duì)Bluetooth Smart 設(shè)備的發(fā)現(xiàn)、接入和控制。比如，為家中門(mén)窗安裝了Bluetooth Smart傳感器，就能在任何地方監(jiān)測(cè)門(mén)窗的實(shí)時(shí)狀態(tài)。與HPS一樣，RESTful API需要藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的支持。此外，使用HTTPS能讓網(wǎng)關(guān)對(duì)側(cè)的藍(lán)牙低功耗技術(shù)能夠安全連接。

有關(guān)RESTful API的一個(gè)重點(diǎn)是，對(duì)于寬帶路由器或智能電視等設(shè)備，通信范圍內(nèi)的所有Bluetooth Smart設(shè)備都能夠被安全的發(fā)現(xiàn)、并從家外接入， 不限于藍(lán)牙4.2設(shè)備，而是任何支持藍(lán)牙4.0及其后版本的設(shè)備。這一特性對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)意義重大，因?yàn)檫@意味著一個(gè)采用藍(lán)牙4.2的路由器控制整個(gè)家居(當(dāng)然前提是其他設(shè)備也采用Bluetooth Smart)。較少的投入就能成就無(wú)限可能。

IPSP的不同之處在于為設(shè)備制造商提供了在其產(chǎn)品中支持非HTTP協(xié)議的方法。IPSP將通過(guò)藍(lán)牙低功耗技術(shù)傳輸支持設(shè)備間低功耗IPv6數(shù)據(jù)包的交換。實(shí)際的數(shù)據(jù)包傳輸將由IETF RFC指定，預(yù)計(jì)于今年晚些時(shí)候確認(rèn)。它也需要通過(guò)藍(lán)牙支持6LoWPAN的路由器。

考慮到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有望帶動(dòng)傳感器和連接設(shè)備產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)，IPv6因可提供更多的IP地址空間而成為理想的協(xié)議。此外，IPv6 還提供適用于處理能力有限或尚無(wú)成熟操作系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和節(jié)點(diǎn)的工具。

圖標(biāo)1描述了基于藍(lán)牙低功耗協(xié)議棧的包括IPSP的 IPv6。UDP和TCP 是作為傳輸協(xié)議的舉例，但是協(xié)議?？杀挥糜谌魏纹渌蛇\(yùn)行與IPv6之上的上層協(xié)議。6LoWPAN 層運(yùn)行于藍(lán)牙低功耗 L2CAP層(負(fù)責(zé)大于基礎(chǔ)射頻處理能力的數(shù)據(jù)包的分段和重組)之上。IPv6有賴(lài)于L2CAP 專(zhuān)用通道特性，意味著其運(yùn)行需要藍(lán)牙4.1或更新版本。

圖 1 – 基于Bluetooth LE 協(xié)議棧的IPv6

IPv6適用于對(duì)于大規(guī)模工業(yè)和商業(yè)部署，能夠通過(guò)IPv6遠(yuǎn)程管理每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。端對(duì)端IPv6連接可大力帶動(dòng)資產(chǎn)追蹤和管理行業(yè)的發(fā)展。例如，它能夠通過(guò)云端平臺(tái)支持工業(yè)建筑內(nèi)的熱泵控制閥的遠(yuǎn)程管理。

此類(lèi)服務(wù)的附加加值超越了IPv6連接帶給開(kāi)發(fā)者的直接效益。接入并控制數(shù)據(jù)的能力給服務(wù)提供商帶來(lái)了顛覆性的機(jī)會(huì)，讓開(kāi)發(fā)者們能夠利用這些數(shù)據(jù)為消費(fèi)者和企業(yè)帶來(lái)更多更創(chuàng)新的云端服務(wù)，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)能夠帶來(lái)的更多優(yōu)勢(shì)。

有了HPS、IPSP和RESTful API，藍(lán)牙已經(jīng)成為了一項(xiàng)兼容互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。IPv6實(shí)現(xiàn)了建構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)世界中的互操作性，讓聯(lián)網(wǎng)設(shè)備活用那些在既有的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中最符合其目的和市場(chǎng)定位的技術(shù)。IPv6讓藍(lán)牙設(shè)備能夠輕松的走進(jìn)智能設(shè)備的生態(tài)系統(tǒng)中。用戶(hù)可通過(guò)RESTful API和HTTP代理協(xié)議，從云端接入Bluetooth Smart設(shè)備，IPv6是給藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟成員的一個(gè)附加選項(xiàng)，它讓開(kāi)發(fā)者們能夠創(chuàng)建更多解決方案，不僅局限于個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、而是拓展到更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中。