文章目录前言Mesh组网基本理解扫描设备组网meshAddress添加与重连UUID连接登录修改信息控制与接收设备数据总结

前言

上面的几篇文章都是在说Android网络编程方面的内容，我本来就有打算做成一个系列。但最近因为工作的原因，一直在研究蓝牙mesh组网对蓝牙设备进行控制，研究了近两个星期，总算有了点自己的理解。先对蓝牙Mesh 组网做一个总结，下面的文章会继续写Android 网络编程方面的内容。网上关于Mesh 组网的理论解释倒是很多，但是很少有关于Android 代码具体实现的，这篇文章将基于Android Mesh 组网的代码实现进行讲解，希望能带给大家一些帮助。

Mesh组网基本理解

蓝牙技术联盟写了解密蓝牙mesh系列，一共10篇文章 讲述了蓝牙mesh理论内容以及整个流程 ，想要详细了解的可以点击查看。下面我们简单介绍下Mesh组网到底是什么：

MESH是一种新型的无线网络架构，蓝牙Mesh组网内每台设备均通过低功耗蓝牙无线连接进行通信，而这些设备被称之为节点。每个节点都能发送和接收消息，消息能够在节点之间被中继，从而让消息传输至比无线电波正常传输距离更远的位置。归结成一句话：蓝牙Mesh组网 就是一种在同一个网络内任意蓝牙设备都进行数据交互的技术。这样的话，APP 只要能发现组网内的任何一台设备，就能由设备发现组网内的其他Mesh设备，并和任何一台设备建立连接并控制。

其实，我对蓝牙Mesh 的组网也仅仅限于上面的理解。作为一个Android 开发人员，我更关注的是Android 代码到底如何去实现蓝牙设备的组网。在网上也找到了一些项目和代码，仔细研究了下也是很迷茫。后来找到了泰凌微提供的蓝牙Mesh灯项目以及开放的Mesh 组网流程的源码，才真正的算是实现了Android 组网。我将这个资料上传到了百度网盘 ，提取码是6i57。也上传到了资源，点击即可下载，里面有一个Android Mesh组网的项目及具体源码、SDK开发手册以及加密手册。当然，这个项目的知识产权还是归泰凌微所有，如果有任何侵权行为联系本人，本人将立即下架这两个项目，发布的原因还是想给大家普及一下Android 如何实现Mesh 组网的，没有任何盈利行为。

扫描设备

因为下面的分析是基于上面项目的代码去分析的，所以需要你们下载下来项目跑起来。

无论是连接已经完成组网设备还是将一个待组网设备进行组网，APP 做的第一步永远是扫描，扫描到所有的蓝牙设备，然后拿到指定的Mesh组网的设备进行组网操作。下面是代码分析：

在扫描界面执行: startScan(params) 启动扫描,然后会执行一个循环任务EventLoopTask,在循环任务中每200毫秒查询一次状态,然后 startLeScan() 方法中判断设备是否正在扫描,如果没有,则在LeBluetooth类中开启扫描startScan()。

在注册TelinkLightService的时候,会创建一个LightAdapter并启动,会设置设备的扫描结果回调setLeScanCallback(LeScanCallback callback),然后当上面的扫描开启后,会将扫描得到的设备返回的这个回调中的onLeScan()方法中.在这个方法中,会先对设备本身返回的信息进行处理和判断,符合标准的设备返回到在扫描界面设置监听的performed方法中的,然后执行onLeScan(),扫描这一步就完成了。

扫描完拿到三个信息 device rssi 以及scanRecord 。蓝牙设备的地址可以根据device.getAddress()直接获取 比如说我拿到的灯设备 scanRecord 的数据如下：

02:01:05:05:09:4D:65:73:68:09:FF:11:02:11:02:35:43:68:38:1E:FF:11:02:11:02:35:43:68:38:21:43:01:35:00:10:19:44:45:4C:20:68:73:65:4D:20:47:53:54:42:4A:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:00

​ 在DefaultAdvertiseDataFilter类中可以看到 有meshName，meshAddress，meshUUID，productUUID等数据。很明显我们可以根据这些数据分析当前设备在哪个mesh 下，地址又是什么。

总结：执行SDK提供的开始扫描接口startScan()的时候，可以从设备发现的回调中拿到具体的蓝牙设备和广播。mac 地址和设备名称等信息可以从设备中拿到，而设备所属的Mesh 组网名称、设备的MeshAddress(设备在组网内的唯一标识，通讯地址)等信息可以在广播中获取到。其中productUUID是指的产品类型，可以在设备中自定义这个类型。而meshUUID则是厂商默认设置的值,至于status 这个值是厂商的预留值,也是可以在设备中自定义的信息，总的来说，在这个APP 的代码中，并没有实际用到这三个参数。

组网

meshAddress

在onLeScan() 方法里，会调用一个mesh.getDeviceAddress() 的方法，这个方法很重要，这里面拿到的meshAddress就是后面要修改新加入组网设备的meshAddress，他在后面会被设为newMeshAddress然后保存下来。因为在蓝牙mesh组网下，meshAddress是用来确定设备的，他在这个组网内是唯一固定的。那这个方法实现的逻辑是怎样的呢？比如说要加入一个新设备要加入当前的组网，不管他原先的meshAddress是多少 ，只看我当前组网下的meshAddress。比如说有两个设备，地址分别是 1、3，在这个方法里，会遍历1-254的值，然后就会返回一个2 ，这个2就是要设置的新meshAddress。meshAddress的范围就是1-254，当然了你也可以修改这个范围。

添加与重连

组网的时候,SDK提供了两个接口,一个是添加新的设备进行组网,调用的是TelinkLightService.Instance().updateMesh(params);更新接口,这个接口能够更改设备本身出厂时的参数meshName、password、ltk三个信息,这三个信息修改成功， 就标志着设备已经组⽹网成功，将设备成功加入到新的组网下。另一个是如果当前设备的meshName,password是你要组⽹网的名称,可以执⾏**TelinkLightService.Instance().autoConnect(connectParams);**自动重连接口，直接把APP 跟设备连接起来。

UUID

在组网之前，我们需要知道UUID。UUID是根据一定算法，计算得到的一长串数字，这个数字的产生使用了多种元素，所以使得这串数字不会重复，每次生成都会产生不一样的序列，所以可以用来作为唯一标识。

在蓝牙协议中，UUID被用来标识蓝牙设备所提供的服务，并非是标识蓝牙设备本身哦，一个蓝牙设备可以提供多种服务，比如A2DP(蓝牙音频传输)、HEADFREE(免提)、PBAP(电话本)、SPP(串口通信)等等，每种服务都对应一个UUID，其中在蓝牙协议栈里，这些默认提供的profile是都有对应的UUID的，也就是默认的UUID，比如SPP，00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB就是一个非常 well-known的UUID，基本上所有的蓝牙板不修改的话都是这个值。但是，不同的设备也不同的UUID，如果是与一个蓝牙开发板进行通信，需要APP 和 蓝牙设备的UUID 保持一致。而APP代码中的UuidInformation类里面就可以设置你要控制的低功耗蓝牙设备的UUID。一般都要修改服务、状态通知、控制、OTA、加密这五个UUID。下面进行的登录，修改参数、控制设备等等操作都需要UUID 的验证。

下面我们主要讲一下更新接口的实现，其实自动重连接口就是比更新接口少了修改设备信息这一步。

连接

发现设备后，拿到要组网的设备的本身的信息，然后就开始进行连接了。其实就是走的低功耗蓝牙设备的connectGatt(this, false, mGattCallback); 连接方法。

更新参数执行updateMesh()⽅法来更新设备的meshName、password、ltk,也还是会执⾏行一个循环任务 EventLoopTask,在循环任务中每200毫秒查询一次状态,然后update()方法中进行connect(),然后在LightController类中执行connect(),最终会执行Peripheral类的connect()⽅法,然后通过此BluetoothDevice的connectGatt(this, false, mGattCallback)方法获取设备连接。⽆论当连接上设备或者失去连接时会回调onConnectionStateChange(),当连接成功后调用discoverServices函数尝试发现服务,当设备是否找到服务时，会回调onServicesDiscovered()函数,然后会在LightPeripheral类中的onServicesDiscovered()回调给LightController,最后发给 LightAdapter类CONNECT_SUCCESS. 连接成功后会执行登录的⽅法。

登录

登录的过程是一个比较复杂的过程，涉及到多次的加密验证。这个验证之间的过程就会用到我们上面说的服务特征值UUID以及加密特征值UUID。

在LightAdapter类执行登录login的方法，最终的实现是在LightController类中的login方法.参考了BLE_LIGHT加密流程简介V1.9.pdf文档，登录校验的具体实现如下：

根据 meshName、password、randm 这 3 个参数生成一个 sk，然 后把 randm 和生成的 sk 的低 8 个 byte(校验用)一起发送给设备

设备获取到发过来的 randm 并和 BLE Light 本身存储的 meshname 和 password 进行加密获取一个 sk,将生成的 sk 的低 8Byte 和 Master 发过来的 sk 进行比较，如果正确，则表示认证成功。

设备也会随机生成8Byte的 rands、以及本地存储的 mesh name、password 这 3 个参数加密生成一个 sk，会把sk 和 rands 传给APP,然后在本地会根据 randm、rands、meshname、password 共同生成一个新的sk，后续的加密和解密都将使用刚刚生成的 sk。

APP 拿到设备发过来的sk后会进行校验，校验成功后获取8Byte的 rands，并根据该 rands 和randm、mesh name、password共同生成一个 sk，此时，APP 和 设备 两边的 sk 都是一样的，也就可以进行正常的加密和解密，同时的，登录的过程也就完成了。

修改信息

我上面说过，加新设备进行组网的过程就是修改meshName、password、ltk，这三个参数的过程。其实这么说也并不是特别准确，其实在修改这三个参数之前还需要对比meshAddress(就是扫描设备拿到的meshAddress)与上面保存的newMeshAddress 要不要修改,因为我们上面说过，因为在蓝牙mesh组网下，meshAddress是用来确定设备的，他在这个组网内是唯一固定的。修改成功后才能进行下面三个参数的修改，这三个参数修改完成就标志这新设备已经成功组网。

上面我说到LTK，可能有的朋友不知道这个是什么东西，meshName、password都很好理解，是mesh 组网的名称和密码，而LTK 是节点之间的通信秘钥，只要LTK一致，同一个组网间的设备就能正常通信。但是在代码中updateMesh(params)方法中，我们并没有给LTK赋值，所以当我们设置的时候将使用厂商默认LTK值。如果要修改自定义的LTK,可以调用params.setLtk() 方法进行赋值。

下面是代码分析：

登录的sk校验会出现在LightController类的LoginCommandCallback里面，然后在LightAdapter里面的ConnectionListener() 返回一个登录成功或者失败的回调。登录成功后要修改meshName, password, ltk这三个信息，这三个信息就是组网的标志。修改的过程发生在LightController类的reset方法，会先判断设备的meshAddress要不要修改,如果要修改的话就先修改meshAddress,然后在onDeviceAddressNotify()方法里继续执行reset方法。通过加密的方法将这三个参数发送给设备，具体的加密过程也可以参照上面的BLE_LIGHT加密流程简介V1.9.pdf 文档去解析下，最后发发送了一个重新检查的命令，等待设备解密并修改完成发出的确认信息就完成了信息的修改。修改命令的回调都在ResetCommandCallback里，收到最后的TAG_RESET_MESH_CHECK的确认后，继续往下执行，会发出一个RESET_MESH_SUCCESS事件 ，然后在ResetMeshListener的回调里设置STATUS_UPDATE_MESH_COMPLETED，表明已完成信息更新，扫描到的这个设备组网完成，最后在扫描界面onDeviceStatusChanged的方法里面继续执行加灯操作，直到扫不到设备。

控制与接收设备数据

控制与接收设备数据这里的代码就比较简单了，都有特定的方法去实现，唯一需要注意的一点就是发送数据的协议，一定要是当前设备的协议，否则无法进行控制。具体的实现可以参照下面的流程：

总结

以上就是蓝牙Mesh 组网的整个流程了，下面引用一张我们ios 同事画的流程图理解一下：

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