BLE Meshのモデルと用語解説
モデルとは？
BLE Meshはフラッド通信を採用しており、従来のBLEとは異なる概念で動作します。Meshでは、"モデル" と呼ばれる要素が定義されており、これはBLEの標準サービスに相当します。各モデルの機能は厳格に定められており、その範囲内でのみ動作します。
例えば：
- Generic OnOff Server はON/OFFの状態を Generic OnOff Client に送信する。
- それ以外のことはできない。
モデル一覧
BLE Meshの最新の実装済みモデル一覧は以下のページを参照してください。
nRF Connect SDK - Mesh Models
Meshの主要用語
BLE Meshでは、従来のBLEにはなかった新しい用語が多数登場します。
Provisioner（プロビジョナー）
Meshネットワークの管理を行うデバイス。通常、PCやスマートフォンが担いますが、組み込み機器でも可能です。
- Unprovisioned Device（未プロビジョニングデバイス）をMeshネットワークに参加させる。
- ネットワークの中心的な役割を持ち、0x0001 のUnicast Addressが割り当てられる。（変更可能）
Network Key（NetKey）
Meshネットワークを識別するキー。
- Provisionerが生成 し、同じNetKeyを持つデバイスは同じネットワークに所属する。
- NetKeyを手動で設定するだけでは参加できない。鍵交換に秘密鍵が関与するため。
- 複数のNetwork Keyを持つことができ、2個目以降はSubnet Key と呼ばれる。
App Key（AppKey）
メッセージのPublish/Subscribe時に使用されるキー。
- Publish： 1つのAppKeyのみ指定可能。
- Subscribe： 複数のAppKeyを指定可能。
- Network Key / Subnet Keyと紐づく ため、両方が一致した場合のみメッセージを受信可能。
Unprovisioned Device（未プロビジョニングデバイス）
Meshネットワークに参加していないデバイス。
Node（ノード）
Meshネットワークに参加しているデバイス。
- 一度参加すると、リセットしない限りUnprovisioned Deviceに戻れない。
- Provisionerは不要なデバイスを排除するため、Network Keyを変更できる。
Provisioning（プロビジョニング）
Unprovisioned DeviceをNodeにする手続き。
Element（エレメント）
Nodeを構成する要素。
- 例：スイッチ（Generic OnOff Client）、電球（Generic OnOff Server）
- 1つのNodeが複数のElementを持つことも可能。
Model（モデル）
Elementが持つプロパティ。
| Model | 説明 |
|---|---|
| Generic OnOff Server | ON/OFF状態を受信（Subscribe） |
| Generic OnOff Client | ON/OFF状態を送信（Publish） |
| Generic Level Server | 8bit/16bitの値を受信 |
| Generic Level Client | 8bit/16bitの値を送信 |
ℹ️ Bluetooth Low EnergyのようにカスタムUUIDを作成することはできない可能性が高い。ただし、仮想アドレス（Virtual Address） という概念が存在するが、詳細は不明。
Address（アドレス）
BLE Meshデバイスは必ず 固有のUnicast Address を1つ持つ。
ユニキャストアドレス（Unicast Address）
- NodeやProvisionerに割り当てられる固有アドレス。
- 範囲：
0x0001～0x7FFF - 他デバイスとの重複は不可。
グループアドレス（Group Address）
- 範囲：
0xC000～0xFEFF - ユーザー独自のグループ作成が可能。
- Publish/Subscribe時に使用すると、デバイスの追加・削除が容易になる。
予約済みアドレス
| アドレス範囲 | 説明 |
|---|---|
0xFF00 - 0xFFFB |
RFU（将来使用のため予約） |
0xFFFC |
All-proxies（Proxy機能が有効なノード全体） |
0xFFFD |
All-friends（Friend機能が有効なノード全体） |
0xFFFE |
All-relays（Relay機能が有効なノード全体） |
0xFFFF |
All-nodes（全ノード向け送信） |
仮想アドレス（Virtual Address）
BLEのUUID形式のアドレスに相当すると考えられるが、詳細は不明。
Publish（パブリッシュ）
メッセージの送信。
- 送信アドレス と AppKey を指定。
- ユニキャスト or グループアドレス を利用可能。
-
ユニキャストよりグループアドレスのほうが管理しやすい。
- ユニキャストはデバイス交換時に設定変更が必要。
Subscribe（サブスクライブ）
メッセージの受信。
- 受信アドレス と AppKey を指定。
- ユニキャストとグループアドレスの両方が利用可能。
Appendix（付録）
nRF Connect SDK
nRF Connect SDK - Bluetooth Mesh