1.5 BLE接入介绍

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小牛编辑
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2023-12-01

根据产品的安全等级、是否支持Mesh等特性,平台提供三种不同的接入方式:

  • 标准BLE接入
  • 高安全级BLE接入
  • BLE Mesh接入

这三种接入方式各有特点,平台会提供相应的固件端软硬件支持,完成设备的认证,帮助产品接入到米家APP中。

对于普通安全级别的产品,如温湿度传感器,可采用标准BLE方式接入,无须提前烧写预置安全秘钥或增加安全芯片,开发更便捷。

对于高安全级别的产品,如蓝牙智能门锁,可采用高安全级BLE方式接入,必须搭配安全芯片使用,同时配合pin code OOB认证。

BLE Mesh接入是较新的技术,更多介绍请参考下文。

标准BLE接入

通过标准BLE方式接入后,设备将获得如下能力:

  • 设备获得由米家服务器分配的唯一Device ID,并绑定在登陆米家APP的账号下。
  • 设备可以与米家APP建立GATT连接,传递数据。
  • 设备可以发送包含事件或属性信息的MiBeacon。米家所有BLE网关都可以接收MiBeacon并转发给米家服务器。后续可以根据存储在米家服务器的事件或属性信息在APP上显示或进行自动化配置。如何使用MiBeacon广播事件或属性请参考米家BLE MiBeacon协议并严格遵守注意事项
  • 设备可以在同一小米账号下的多个手机上使用。
  • 设备可以被安全分享至另外的小米账号。
  • 设备可以通过米家APP进行OTA。

GATT数据拓扑

Xiaomi GATT Topology

MiBeacon数据拓扑

Xiaomi MiBeacon Topology

高安全级BLE接入

此类接入可以提供更高的安全等级:

  • 必须使用米家安全芯片,安全芯片可以保证设备是小米认证过的设备。
  • 每次绑定都会生成一个新的长期密钥(根密钥),每次连接都会生成一个新的会话密钥。
  • 高安全级接入可以应对重放攻击、窃听攻击、中间人攻击、垃圾桶攻击、暴力破解等一系列攻击手段,最大程度保证设备安全。
  • 高安全级接入设备也可以通过GATT和MiBeacon方式传递数据。

BLE Mesh接入

小米BLE Mesh接入特性介绍

  • 智能音箱/网关是整个BLE Mesh系统的核心,控制消息都是音箱/网关发出的,暂时不支持Mesh子设备之间互相交互。推荐通过小爱同学语音来完成设备控制。目前支持的智能音箱/网关产品有:小米小爱智能闹钟、Yeelight智能语音助手、2019年5月份之后上市的全系小爱智能音箱。
  • 与传统BLE接入相比,BLE Mesh接入可以提供消息下行功能,即网关发出消息到设备。
  • BLE Mesh具有更高级别的安全性。
  • BLE Mesh会使得所有的子设备组成一个网络,经过合理的布局和Mesh提供的转发功能,更多的设备可接入网络,也可突破传统BLE接入距离的限制。
  • BLE Mesh接入与传统BLE接入暂不兼容,只能选择一种。
  • 支持低功耗。

BLE Mesh数据拓扑

Xiaomi Mesh Topology

小米BLE Mesh模组介绍

  • 默认支持Relay,Friend,Low Power功能,Proxy功能可选。
  • 默认支持Generic OnOff Server Model, Generic Level Server Model, CTL Server Model, Lightness Server Model,Sensor Server Model,Vendor Server Model。推荐使用SIG标准Model。Level Model,CTL Model,Lightness Model都支持Transition & Delay。Vendor Model需要在开放平台配置,可以进行数据透传,传输的有效数据最多为4 Bytes (int32)。
  • 某些场景下需要Server端主动上报数据,Client端收到数据后必须回复,让Server端确认Client已经收到了数据。因此特别在Vendor Model中定义Indication和Indication Ack。此功能适合某些低功耗传感器类设备,只有数据上行。当需要发送数据时,设备从低功耗状态进入到正常状态并定时重复发送数据,当收到网关回复消息或定时器超时,会停止发送,并从正常状态进入到低功耗状态。
  • 默认支持使用米家APP进行分组,支持按组控制。
  • 默认使用小米私有Provision方式进行入网,此方式保证了Mesh系统的安全性同时支持多网关漫游功能。智能音箱/网关和米家APP都可以操作设备入网。
  • 使用MIoT Spec定义设备描述和功能定义规范,此时产品可以被小爱同学直接语音控制。
  • 不建议用户修改模组里面关于Mesh的参数。这些参数已经经过米家团队的优化。
  • BLE Mesh消息从网关到设备所需的平均时间大约为100ms。如果设备距离网关较远,需要多次转发,所需的时间还可能变长。
  • 目前只支持GATT OTA功能。
  • 用户慎重在需要消息下行时启用Low Power功能。在需要消息下行时,Low Power功能必须与Friend功能配合使用。启动Low Power功能可能会造成数据下行延时。启用此功能需首先与小米产品经理进行对接。

小米BLE Mesh模组提供的API介绍

通用介绍,不同平台具体定义可能会略有不同

  • 用户可以创建SIG Mesh Server Model或Vendor Server Model。
  • 对于每一个Server Model:
    • 用户可以接收到Get/Set/Set Unacknowledged消息,并可以在回调中运行自己的操作。例如操作GPIO/PWM来开关灯。
    • 用户可以调用Status Ack接口来回复Set消息。
    • 用户可以根据Status变化来Publish消息。
    • 用户可以设置周期性的Publish。
  • 提供重置模组的接口(类似于收到reset的操作)。用户需要自定义调用重置接口的方式,例如快速开关5次或者长按按键等。
  • 提供触发Indication的接口。
  • 提供进入和退出低功耗状态的接口。