對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求 智能家居中堅(jiān)固、可擴(kuò)展且自我修復(fù)， 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與大規(guī)模傳感器部署 推動(dòng)了網(wǎng)狀WiFi技術(shù)的重大創(chuàng)新。所以 傳統(tǒng)WiFi依賴(lài)于中央路由器，也就是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 創(chuàng)建一個(gè)去中心化的互聯(lián)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，提升質(zhì)量 顯著的保障和可靠性。本文追溯 網(wǎng)狀WiFi網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)演進(jìn)，例如： 通過(guò)分析變更實(shí)現(xiàn)在嵌入式模塊中 關(guān)鍵架構(gòu)解決方案、協(xié)議進(jìn)展及解決方案 WiFi mesh產(chǎn)品系列提供模塊 ESP-MESH 基礎(chǔ)，適用于復(fù)雜多功能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

一、基礎(chǔ)：樹(shù)-拓?fù)渚W(wǎng)格與ESP-MESH范式

第一波WiFi Mesh模塊 ，以E103-W07 為代表 （基于ESP32-S2），已經(jīng)采取了結(jié)構(gòu)化且 樹(shù)棲。該模型通常通過(guò) ESP-MESH 等框架實(shí)現(xiàn)，在模塊層面引入了Mesh的核心概念。

帶分層路由的集中式根節(jié)點(diǎn)： 該架構(gòu)要求單個(gè) 根節(jié)點(diǎn) 連接到傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)（例如路由器）。所有其他節(jié)點(diǎn)（ 節(jié)點(diǎn) 中間父 和中間 節(jié)點(diǎn) 葉子）在下面形成一個(gè)層級(jí)樹(shù)。數(shù)據(jù)來(lái)自 任何節(jié)點(diǎn)都必須向上路由（且可能 下行）通過(guò)該樹(shù)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)或其他節(jié)點(diǎn)。

主要特征（摘自E103-W07手冊(cè)）：

單一IP協(xié)議棧： 只有根節(jié)點(diǎn)擁有完整的TCP/IP協(xié)議棧和IP地址 傳統(tǒng)。所有其他節(jié)點(diǎn)通過(guò) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的第二層MAC。

自動(dòng)與手動(dòng)分組： 支持基于 最強(qiáng)路由器信號(hào)）以及手動(dòng)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型分配 （根、節(jié)點(diǎn)、葉子）。

基礎(chǔ)設(shè)施依賴(lài)性： 可以選擇“帶路由器”或“無(wú)路由器”模式作，但訪問(wèn) 連接到互聯(lián)網(wǎng)仍然要求根節(jié)點(diǎn)連接到 上游路由器。

優(yōu)點(diǎn)與限制： 該型號(hào)提供真正的多跳連接，并且 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中自我修復(fù)。然而，單根節(jié)點(diǎn)會(huì)生成一個(gè) 潛在的瓶頸和單點(diǎn)故障。該 網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和延遲會(huì)隨著 的數(shù)量增加而增加 跳躍。

示例： La documentation du module E103-W07 模塊文檔 明確定義了諸如根節(jié)點(diǎn)、父節(jié)點(diǎn)等角色 以及葉節(jié)點(diǎn)及其AT命令集（ AT+MESHID， AT+MESTART， AT+MEAUTO） 允許對(duì)ESP-MESH網(wǎng)絡(luò)的形成進(jìn)行細(xì)粒度控制， 參數(shù)如最大層數(shù)和 連接。

二、向真正點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和去中心化架構(gòu)的轉(zhuǎn)變

Mesh理念的一個(gè)重要演變是向 去中心化的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）架構(gòu)轉(zhuǎn)變。 系列中表現(xiàn)得很好 這在2.5GHz ISM頻段和2.4GHz MESH網(wǎng)絡(luò)模塊 ，如 EWM521-2G4NWxxSX 。

消除中央?yún)f(xié)調(diào)者： 與 à樹(shù)狀拓?fù)洳煌?，這些網(wǎng)絡(luò)僅包含 路由節(jié)點(diǎn) 和 終端節(jié)點(diǎn) 。 沒(méi)有指定的“根”或“協(xié)調(diào)者”。任意節(jié)點(diǎn) 路由可以發(fā)起通信并中繼數(shù)據(jù) 其他人。

高級(jí)基礎(chǔ)功能（來(lái)自EWM521及類(lèi)似模塊）：

自動(dòng)路由與路徑優(yōu)化： 路由節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)鄰居和 構(gòu)建動(dòng)態(tài)路由表。通往 數(shù)據(jù)不是固定的，可以根據(jù)條件進(jìn)行優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)的。

網(wǎng)絡(luò)自我修復(fù)： 如果鏈路失敗，路由節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)嘗試 恢復(fù)溝通，尋找替代路徑 多次故障，確保網(wǎng)絡(luò)彈性。

多樣化的通信模式 de ： 支持 單播 （點(diǎn)對(duì)點(diǎn)且自動(dòng)路由 ）、多播 （到一組）、 廣播 （向所有節(jié)點(diǎn)）和 任播 （到集合中的任意節(jié)點(diǎn)，通常用于網(wǎng)絡(luò)間通信）。

CSMA/CA規(guī)避機(jī)制： 采用載波感知多接入并實(shí)現(xiàn)碰撞避免 以最小化環(huán)境中的數(shù)據(jù)包碰撞 去中心化。

優(yōu)點(diǎn)： 該架構(gòu)提供了更高的魯棒性和延遲 用于本地節(jié)點(diǎn)間通信，且 單次失敗。它非常適合建立大型網(wǎng)絡(luò) 傳感器或控制系統(tǒng)，無(wú)法連接互聯(lián)網(wǎng) 這并不是所有節(jié)點(diǎn)的主要需求。

示例： 的文檔 sérieEWM521-2G4NWxxX 、 E52（LoRa MESH） 和 EWD95M系列 均描述了這種“去中心化”結(jié)構(gòu) 帶有路由節(jié)點(diǎn)和端點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，重點(diǎn)顯示 諸如自動(dòng)路由、自愈等特性， 支持所有四種通信模式。

三、與標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的融合：藍(lán)牙網(wǎng)狀

隨著WiFi網(wǎng)狀技術(shù)的專(zhuān)有發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)狀協(xié)議的采用也在不斷增加。 藍(lán)牙網(wǎng)狀 （基于Mesh SIG規(guī)范）表示一個(gè)分支 實(shí)現(xiàn)相似應(yīng)用場(chǎng)景的不同技術(shù)， 通常發(fā)生在低功耗和數(shù)據(jù)吞吐量高的場(chǎng)景中 低人

標(biāo)準(zhǔn)化基于角色的架構(gòu)： SIG Mesh 定義了特定的節(jié)點(diǎn)角色 ：節(jié)點(diǎn) 、 低功耗節(jié)點(diǎn)（LPN ）、 節(jié)點(diǎn) de中繼 、友節(jié)點(diǎn)和 ami et 代理節(jié)點(diǎn) 。單個(gè)設(shè)備可以支持一個(gè)或多個(gè)角色。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)（摘自 E104-BT12 手冊(cè)）：

Provisioner： 一個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)（例如 ，作為網(wǎng)關(guān)/Provisioner的E104-BT12NSP ），用于控制網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。

網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)： 功能齊全的節(jié)點(diǎn)，可以作為中繼、好友和代理，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)。

LPN 節(jié)點(diǎn)： 一個(gè)電池供電的節(jié)點(diǎn)（ E104-BT12LSP ），大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，依賴(lài) 配對(duì)的好友節(jié)點(diǎn) 緩存消息。

洪水管理： 消息通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)通過(guò) 管理泛洪技術(shù)，區(qū)別于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)路由 一些Mesh WiFi系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)化確保了提供者之間的互作性。該 LPN/Friend 模式對(duì)于 電池。它利用了智能手機(jī)中藍(lán)牙的普及優(yōu)勢(shì) 方便配置和控制。

示例： Les fiches techniques de la série E104-BT12 系列數(shù)據(jù)手冊(cè) 詳細(xì)介紹網(wǎng)格GIS角色、配置流程及 如何實(shí)現(xiàn)諸如NSP（網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn)）和LSP（低功耗）等模塊 節(jié)點(diǎn)）協(xié)同工作，形成一個(gè)可擴(kuò)展的低層級(jí) 智能家居應(yīng)用的電力。

四、集成時(shí)代：混合功能與更易使用的

該 WiFi 網(wǎng)狀模塊當(dāng)前和未來(lái)趨勢(shì)聚焦于 集成、易用性及對(duì)賬 不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)。

雙模模塊（WiFi + BLE）： 像 E103-W14 這樣的模塊集成 了藍(lán)牙低功耗（BLE）。 這是 簡(jiǎn)化配置 的關(guān)鍵演進(jìn)。 與其復(fù)雜的WiFi設(shè)置流程，不如說(shuō) 智能手機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)使用BLE進(jìn)行安全傳輸 目標(biāo)WiFi網(wǎng)絡(luò)憑證（SSID/密碼） 在設(shè)備上。這大大提升了用戶(hù)體驗(yàn) 用于部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

高性能回程： 支持新WiFi標(biāo)準(zhǔn)的模塊（如 WiFi 6/802.11ax ， 例如，一般概述中提到的芯片組 產(chǎn)品）正在出現(xiàn)。這些都至關(guān)重要 需要處理寬帶回程流量的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 比如家庭視頻監(jiān)控 高保真音頻流媒體。

高級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理 du ： 支持 遠(yuǎn)程配置 所有基本網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)置（見(jiàn)EWM521文檔）和 產(chǎn)品） 空中（OTA）升級(jí) （支持如 E103-W11 ）成為標(biāo)準(zhǔn)，允許維護(hù)和更新而無(wú)需對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行物理訪問(wèn)。

五、基準(zhǔn)測(cè)試：選擇合適的網(wǎng)狀技術(shù)

網(wǎng)格技術(shù)的選擇取決于具體應(yīng)用：

ESP-MESH / 樹(shù)形拓?fù)洌‥103-W07）： 非常適合需要簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)化擴(kuò)展的場(chǎng)景 從現(xiàn)有的WiFi網(wǎng)絡(luò)到一個(gè)大范圍的區(qū)域，所有數(shù)據(jù)都在那里 最終通過(guò)單一網(wǎng)關(guān)傳輸互聯(lián)網(wǎng)。

去中心化點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)（EWM521，E52系列）： 非常適合 獨(dú)立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN ）， 工業(yè)控制或智能家居系統(tǒng) 設(shè)備主要在本地通信，可靠性是 而且沒(méi)有單一的門(mén)戶(hù)。LoRa的使用 在某些級(jí)數(shù)（例如E52）中，會(huì)以一種方式擴(kuò)展該范圍，使得 但代價(jià)是數(shù)據(jù)吞吐量降低。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（E104-BT12系列）： 非常適合 網(wǎng)絡(luò) 大規(guī)模、低功耗、低數(shù)據(jù)率 de données例如照明控制、環(huán)境感測(cè)和 資產(chǎn)追蹤。其智能手機(jī)兼容性及使用方式 超低功率睡眠是關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。

WiFi + BLE 組合（E103-W14）： 是最佳選擇 的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品 面向 面向消費(fèi)者 ，需要強(qiáng)大的 WiFi 連接，但需要簡(jiǎn)單且以智能手機(jī)為中心的設(shè)置流程，

演變 模塊化的網(wǎng)狀WiFi反映了更廣泛的趨勢(shì) 更自主、更有彈性且用戶(hù)友好的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。該 Journey 已經(jīng)從單頻擴(kuò)展器發(fā)展為網(wǎng)絡(luò) 分層樹(shù)，然后是去中心化的P2P系統(tǒng) 復(fù)雜的解決方案，以及現(xiàn)在的集成解決方案 多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)線電和協(xié)議。

未來(lái)發(fā)展可能聚焦于：

基于AI的網(wǎng)格優(yōu)化： 動(dòng)態(tài)通道選擇、智能路徑搜索和 基于網(wǎng)絡(luò)條件的負(fù)載均衡 真正的。

透明多協(xié)議切換： 能夠智能切換WiFi Mesh和藍(lán)牙的模塊 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，甚至蜂窩備份，視需求而定 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與可用性。

增強(qiáng)安全性： 更強(qiáng)的加密和認(rèn)證機(jī)制， 標(biāo)準(zhǔn)化，適合大規(guī)模去中心化網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò) 規(guī)模。

WiFi模塊產(chǎn)品線蓋從 E103-W07 基礎(chǔ)系列（ESP-MESH） 和 系列 分布式 EWM521 ，到 標(biāo)準(zhǔn)化的 E104-BT12 系列（藍(lán)牙網(wǎng)狀 ）和 E103-W14（ WiFi+BLE）， 體現(xiàn)了這一技術(shù)進(jìn)步。對(duì)于開(kāi)發(fā)者和 集成商，理解這些架構(gòu)差異是 選擇合適的網(wǎng)狀技術(shù)至關(guān)重要，無(wú)論是否 創(chuàng)建一個(gè)大型、可靠的工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，配備 去中心化的LoRa/WiFi，或者一個(gè)簡(jiǎn)單的智能家居生態(tài)系統(tǒng) 通過(guò)智能手機(jī)配藍(lán)牙網(wǎng)狀配置和控制，或 雙模模塊。

審核編輯 黃宇