浅谈家庭IoT中的Wi-Fi Mesh网络

Labs 导读

近年来，越来越多的智能家居设备涌入寻常百姓家庭，随着家庭智能设备的增多，像音响、电视、洗衣机、监控摄像头、照明灯、自动窗帘等等一同接入一个家庭IoT网络，常常容易导致设备网络加载困难甚至网络异常，无法完成远程控制，那这是怎么一回事呢？看完本文，可能会有答案。

Part 01 Wi-Fi Mesh的机遇 

家庭IoT网络中加入越来越多的智能家居设备，常常导致设备网络异常，从而出现无法远程控制、查看设备状态等问题，其原因是：传统的家庭IoT网络大都是采用星状结构，只用一个普通的路由器，末端连接有N个独立智能设备节点，而IoT网关所能连接的设备数量却是有上限的。如图1所示，当设备节点数量多，且运行在同一频率下，可能会造成信号冲突；此外，当设备节点因为某一障碍无法访问网关，则设备将失去连接，无法上传数据，也无法对其进行控制。

Part 02 什么是Wi-Fi Mesh网络 

所谓的Wi-Fi Mesh网络顾名思义就是无线网状网络，也称多跳网络。如图2所示，在Wi-Fi Mesh网络中，节点之间采用无线方式进行相互连接，每个设备节点都可同时作为路由，每个节点都可将数据接收或中继到下一连接节点上，每个设备节点都可与一个或多个对应节点进行通信。因此，整个网络不依赖于某一单独设备节点，即使某一节点因为故障无法直接访问，还可通过网络中其他连通链路进行访问，这大大提高了网络的鲁棒性。

Part 03 Wi-Fi Mesh网络的特点

1. 网络中节点之间的数据传输遵循特定的路径，通常使用自我修复算法（最短路径桥接，SPB）。也就是说数据发送到一个节点时，只有当前节点不可用，网络才会自动选择其他最优可用节点，极大程度保证了网络的工作稳定，对应的找寻故障节点耗时也较长。
2. 网络易于配置和管理，新加入的节点自动连接到网络。
3. 添加设备数量不会影响网络数据传输效率，可实现无缝漫游。
4. 灵活且易于扩展。
5. 为更好的发挥网状网络性能，节点须足够智能，即能够手机相邻节点信息，能够构建路线，节点无响应时可以更改路由。
6. 网络构建成本较高。

Part 04  结束语

虽然Wi-Fi Mesh网络技术目前还有一些不足，例如市面上厂商的Wi-Fi Mesh网络方案都是各自定义和设计，还没有较为统一的标准，使得不同厂商间的路由在构建Mesh网络时无法兼容连接，但鉴于它的优势，且随着Wi-Fi Mesh技术的不断更迭，行业标准不断规范，期待Wi-Fi Mesh在家庭IoT应用中涌现出越来越多的成熟解决方案。