继蓝牙组网之后新技术：Wi-Fi Mesh 组网

在物联网领域，ZigBee、蓝牙和 Wi-Fi 是当前主流的三种无线互联技术。其中，ZigBee 和蓝牙（4.0+）以短距离、低功耗、自组网的特性占有相当的市场份额。而对于 Wi-Fi，尽管其长距离、高速率、价格相对便宜的优点让它在智能家电、智能音箱等领域如鱼得水，但由于缺乏自组网的能力在智能照明这种多节点联动的应用领域普及度不高。

ESP Mesh 搭载乐鑫（Espressif ）自研的 Wi-Fi 芯片，是一种基于 Wi-Fi 传输协议的自组网，自修复的多跳（Multi-hop）网络传输协议，属于 Wi-Fi Mesh 协议的一种。

下图是关于 ZigBee，BLE Mesh 和 ESP Mesh 在数据速率、距离、功耗等方面的对比数据。

「ZigBee，BLE Mesh 和 ESP Mesh 的特性比较」

使用 Zigbee 技术的 Mesh 网络节点需要依赖网关实现智能化的特性，而 BLE Mesh 如要实现云端控制，也必须依赖网关设备。在实际的应用中，当网关故障，所有的灯将无法被智能控制。此时 Wi-Fi Mesh 天然的优势就凸显出来，网络中根节点可以通过普通路由器或手机热点直接与外部网络进行通信，也省去了网关配置时的繁琐布线和节点数量限制。

ESP Mesh 是树状的网络拓扑，目标是满足物联网应用领域中智能设备对于互连功能日益增长的需求。

「ESP Mesh 的树状网络拓扑图」

传统点对多点的星型拓扑结构用于无线联网的传统架构网络容量和 Wi-Fi 覆盖范围非常有限，不适用于大型空间或大型建筑中的多个楼层。

而 Mesh 网络正好与之相反。在网络中，节点可以通过彼此之间的动态通信自主进行组织调整。网络中的任何节点都能够将数据传输到支持范围内的任何其他节点，然后将网络将数据包转发到其最终目的地，如果出于某种原因将某些节点从网络中移除，网络应该能够通过在不同节点之间创建新的连接来实现“自愈”，有效地规避损害。

由于 ESP Mesh 的每个节点都可以成为一个 AP（Access Point），在使用路由器配网和组网成功之后，无需路由器也可以正常工作。

目前物联网设备的联动控制主要有以下两种方式：

• 云端控制：通过云端服务器连接两个使用不同协议的产品，让它们互相触发，协同工作。这种方式解决了不同产品的兼容性问题，但也带来了诸多其他的问题，例如联动缓慢，网络依赖性高和安全性低等。

• 智能套件：通过定制化的智能设备套件，将设备互联的方式直接设定在智能套件设备中。这种方式虽避免了对外部网络和服务器的依靠，但其缺点也很明显，例如设备之间的互联方式不灵活，成本高等。
  

ESP Mesh 基于现有的局域网通信协议开发了一种 Mesh 网络内部的本地设备联动控制方案，其特点如下：

• 设备之间的联动信息记录于设备内部，不依赖外部网络或服务器，健壮性上比云端互联更高。

• 每个联动信息都可以动态修改，比智能套件要更灵活。

• 由于设备互联在本地，可以有效避免黑客通过云端服务对设备进行攻击的风险。

ESP Mesh 在配网和数据传输的过程中都采用了数据加密技术，主要通过以下两种方式：

• 非对称加密：对 BluFi 和 ESP-NOW 链式配网过程中的网络配置数据进行非对称加密。

• 白名单机制：扫描设备的蓝牙信号或二维码信息生成待配网设备白名单，配网时仅对白名单上的设备进行配网。

自 2015 年 7 月正式发布基于 ESP8266 的 Mesh 网络解决方案以来，我们收到了许多客户和支持者的评论，希望我们为 ESP32 提供相同的支持。因此我们推出了基于 ESP32 芯片 的新版 ESP-MDF。

Alasdair Allan，著名的科学家、作家、黑客和创客就 ESP-MDF 发表评论说：

「乐鑫推出的 ESP32 Mesh 网络解决方案对于构建适用于大众市场的物联网解决方案具有里程碑意义。虽然 ESP8266 缺乏“量产”器件所需的诸多必要安全功能，但新款 ESP32 芯片添加了对上述安全功能的支持，如安全启动和闪存加密。但如何构建 Mesh 网络一直是新芯片的痛点，而 ESP-MDF 的到来解决了这个问题。」

「原文出自于：https://blog.」

为了使开发者更好的体验 ESP Mesh 技术，乐鑫的淘宝和微店现已开始 ESP32-MeshKit 开发套装的售卖。包括以下部分：

「ESP32-MeshKit-Light」

• 设备控制：包括控制灯的亮度、暖光／白光、颜色和场景。

• 分组控制：支持设备的分组和场景控制。

• 支持声音控制，如 Alexa，DuerOS 等。

• 支持远程控制，如 Aliyun 等。

• 支持本地控制。

• 支持 App 和遥控器控制。

• 支持快速和简单的 OTA 升级。

「以下为 200 个灯的 Demo，在安静环境下请静音播放」

「ESP32-MeshKit-Sense」

是一款以乐鑫 ESP32 模组为核心的开发板，集成了温湿度传感器、环境亮度传感器等外设，并可外接屏幕，主要用于检测模组在正常工作或睡眠状态下，连接各个外设时的电流情况。

 「ESP32-MeshKit-Sense 开发板介绍」

Sense 开发板可以用来实现家庭或者工业场景中网络节点设备的智能化的控制。

1. 用户可以在 ESP Mesh App 端，设置传感器（例如光照感应器）和终端设备（例如智能灯）的联动控制。

「在 App 端设置用光照感应器来控制两个智能灯」

2. 智能灯可以根据光照的强度实现自动控制，当环境光变弱，智能灯点亮；当环境光变强，智能灯关闭。

「ESP-MeshKit-App」

用于控制 ESP Mesh 智能设备，包括智能灯、智能传感器和智能开关等。同时适用于 Android 版本的手机和平板电脑。