在蓝牙技术联盟正式宣布蓝牙技术开始全面支持Mesh网状网络并制定了蓝牙Mesh的标准协议SIG Mesh后,基于SIG Mesh的面向多种应用解决方案正在井喷。由于SIG Mesh可以实现多对多的传输特性,使得SIG Mesh适用于楼宇自动化、无线传感器等需要让数以万计个设备在安全、可靠、稳定环境下进行传输信息的物联网解决方案,所以对于SIG Mesh的应用研究显得十分有意义。由于SIG Mesh的传输距离有限,所以基于SIG Mesh的应用范围也受到了限制。为了改进原有的SIG Mesh应用结构的缺陷,本文设计了一个基于蓝牙Mesh的网关控制系统,实现了一个由终端到服务器到网关到蓝牙Mesh设备的远程控制和管理。本系统在保留原SIG Mesh应用的结构基础之上,添加了网关和服务器部分。其中在服务器部分,本文设计了一个分布式+集群的设计方案,为了提高系统的并发量和缩短系统的响应时间。考虑到网关需要对服务器和蓝牙Mesh设备这两个部分进行通信,本文将网关拆分为两个部分,分别是树莓派部分和RTL8762C开发板部分。树莓派部分采用Web Socket协议与服务器进行通信,RTL8762C开发板部分采用SIG Mesh协议与蓝牙Mesh设备进行通信,树莓派与RTL8762C开发板之间采用串口进行通信。网关部分主要实现的功能有接收指令、设备扫描、Provisioning、密钥管理、订阅管理、Model控制和设备解绑。考虑到服务器需要设计一个分布式+集群的方案,本文将服务器拆分为服务注册中心、服务网关、Mesh控制服务、Mesh设备管理服务、Web Socket服务和数据库这六个模块。服务注册中心的作用是注册和管理其它模块,在模块与模块之间调用时,提供需要被调用模块的IP和端口。服务网关的作用是整个服务器接收请求的入口,将不同的请求转发到不同的模块上进行处理。Mesh控制服务的作用是实现对蓝牙Mesh设备的配置和Model控制。Mesh设备管理服务的作用是查询用户、网关和蓝牙Mesh设备的基本信息和绑定信息。Web Socket服务的作用是实现服务器与网关之间的通信。数据库的作用是存放用户、网关和蓝牙Mesh设备的基本信息和绑定信息。最后本文对系统进行功能测试和性能测试。功能测试结果表明Mesh设备远程控制功能和Mesh设备远程管理功能都与预期结果一致,终端和服务器、服务器和网关,网关和设备之间的通信都正常。性能测试结果表明与单机版服务器相比,平均TPS(每秒事务处理量)提高约3.3倍,平均响应时间缩短约3.9倍,请求成功率提高1.92%,可用性更高。