壯闊台灣

去中心化通訊

鏈網 Meshtastic 是一種去中心化的通訊方式,去中心化的特色在於,不依賴單一基地台或雲端伺服器,節點之間以點對點的方式,互相轉發單點發出的訊息,具備「無單點故障」、「自我修復」與「可彈性擴充」等特性。

單點故障 (Single point of failure)

系統中某個元件或部分,一旦它失效,就會導致整個系統停止運作。想像一條由許多燈泡串成的電線。如果其中一個燈泡壞了,而所有的電流都必須經過它,那麼整條電線上的燈泡都會熄滅。這個壞掉的燈泡就是一個單點故障

在部分節點離線的情況下,鏈網 Meshtastic 網路網路仍能繞路維持通訊順暢,同時以低功耗、長距離、低成本的方式覆蓋更廣區域。鏈網的限制在於資料頻寬與即時性較低、需控制使用頻譜。

可以想像,鏈網的適用場景如下:

  • 大型災害發生時或大範圍停電,鏈網可作為備援的通訊機制
  • 偏遠或無行動網路覆蓋地區的基本通訊
  • 戶外活動(登山、露營、單車)的小隊協作
  • 城市活動與賽事的臨時通聯
  • 社區韌性網路的日常通訊與演習
  • 低頻率 IoT 感測資料回傳

在這些場景中,去中心化通訊方式能以最少的基礎設施,提供可持續、可擴充、抗脆弱的連結。

鏈網 Meshtastic 是什麼?

在面對大型災害時,暢通無阻的通訊就是生命線。台灣地處環太平洋地震帶,颱風、地震等自然災害頻繁,一旦發生大規模災害,電力中斷、基地台損毀導致的通訊癱瘓往往是最嚴峻的挑戰之一。在這種緊急情況下,傳統的行動電話網路和網際網路可能無法使用,使得災區資訊傳遞受阻,救援工作難以有效協調。

鏈網 Meshtastic 連線示意圖
鏈網 Meshtastic 連線示意圖

鏈網 Meshtastic 是一個具備韌性、獨立運作的通訊開源專案(官網Github),這是一種利用 LoRa (Long Range) 無線電技術,提供一種去中心化的通訊方式。

鏈網 Meshtastic 擁有以下關鍵特點,使其特別適合作為災害應變的備援通訊方案:

  • 低耗電、低功耗:設備可以長時間依靠電池運作,對於電力供應不穩的災區至關重要
  • 無需電信基地台:不依賴任何現有的電信網路,而是建立自己的網狀網路,即使基地台損毀也能獨立運作
  • 長距離通訊:LoRa 技術能實現數公里甚至數十公里的通訊距離,有助於涵蓋廣泛的災區範圍
  • 設備單價便宜:低廉的硬體成本讓更多個人或單位有能力自行購買、部署和使用,有助於節點的普及化
  • 無需執照:在台灣與大多數地區,LoRa 在特定頻段內可免執照使用,降低了部署的門檻
  • 開源社群支援:作為一個開源專案,它不斷有全球社群的開發者貢獻,使其功能持續進化,並提供豐富的資源和支援。本土的社群主要在 Facebook(Meshtastic Taiwan Community 臺灣鏈網
鏈網 Meshtastic 網路與節點示意圖
鏈網 Meshtastic 網路與節點示意圖

綜合上述特點,鏈網 Meshtastic 提供了一個強大、低成本且具備韌性的通訊選擇。我們相信,在台灣,推廣 Meshtastic 作為大型災害時斷電斷訊時的備援通訊方式,將能有效提升災區資訊傳遞的能力,對於個人安全、社區自救以及整體救援行動都將帶來顯著的助益。

什麼時候會需要使用鏈網 Meshtastic?

Meshtastic 主要應用於以下情境:

  • 戶外活動:徒步旅行、露營、登山、自行車、滑雪等,在沒有手機訊號的偏遠地區,可以讓團隊成員保持聯繫、分享位置
  • 偏遠地區通訊:在沒有手機訊號覆蓋的農村或偏遠地區,提供基本的文字通訊和位置分享功能
  • 物聯網 (IoT) 數據傳輸:將遠端感測器(如氣象站、火災感測器)的數據透過鏈網 Meshtastic 網路傳輸
  • 緊急通訊與災害應變:當傳統通訊網路(手機、網路)因自然災害或其他突發事件而癱瘓時,鏈網 Meshtastic 可以提供一個可靠的備用通訊系統,用於協調救援、傳遞訊息

而針對緊急通訊與災害應變,考慮到都市環境的挑戰,採用複合式部署可以增強通訊距離與節點的韌性:

  • 手持鏈網 Meshtastic 裝置: 作為個人移動通訊工具
  • 固定節點鏈網 Meshtastic 裝置:拓展室內外的通訊範圍

快速上手

硬體準備

鏈網 Meshtastic 設備的核心是 LoRa 模組和一個微控制器 (MCU),通常還會搭配顯示螢幕、GPS 模組和電池。

鏈網 Meshtastic 裝置主要包含這些基本元件:

  • LoRa 模組:實現長距離無線通訊的核心
  • 微控制器 (MCU):通常是 ESP32 或 nRF52 系列,負責運行鏈網 Meshtastic 韌體和處理數據
  • 天線:用於發送和接收 LoRa 訊號,需要選擇適合所在地區頻段(例如台灣可能使用 915 / 923 MHz 頻段)的高品質天線

核心元件以外的模組:

  • 電源:通常是鋰電池(如 18650 電池),搭配充電的方式。充電的方式也有多種,比如說隨身攜帶的裝置會使用家用插座充電,但放置在室外的裝置就可以搭配太陽能板作為充電的方式
  • 螢幕(可選配):用於顯示訊息、地圖或其他設備資訊
  • GPS 模組(可選配):用於位置追蹤和分享

在讀完以上的介紹後,我們就能夠來看看市面上有哪些常見的鏈網 Meshtastic 節點設備:

  • ESP32 晶片系列
    • Heltec V3 系列:這是入門級使用者的推薦選擇,功能完整且性價比高,內建 LoRa、Wi-Fi 和藍牙,適合一般通訊需求
  • nRF52 晶片系列
    • LILYGO T-Beam 系列:非常受歡迎且功能強大的選擇,通常包含 LoRa、GPS、Wi-F 與/藍牙,廣受戶外運動愛好者青睞

基本連線

最基礎的連線是準備兩台鏈網 Meshtastic 裝置,透過藍牙連線的方式,各自配對一隻手機,來做點對點的連線。

測試:使用兩台鏈網 Meshtastic 裝置;一台鏈網 Meshtastic 裝置分別搭配一部手機藉由藍牙連線。透過手機的鏈網 Meshtastic App,即可在頻道 (Channel) 中,接收到另一隻手機所發出的訊息。

裝置連線測試示意圖
裝置連線測試示意圖

哪裡可以加入頻道呢?

你除了可以加入台灣鏈網社群所創立的頻道之外,我們也邀請你一同加入壯闊台灣的鏈網 Meshtastic 頻道,一起在上面交流、分享。

掃描 QRCode,加入壯闊台灣 Meshtastic 頻道
掃描 QRCode,加入壯闊台灣 Meshtastic 頻道

只要安裝完手機的鏈網 Meshtastic App 之後,掃描上面的 QRCode 或點擊連結,系統就會自動帶你到新增頻道的頁面!

加入壯闊頻道之後,想要測試訊息發送但自己只有一套裝置怎麼辦?來試試看我們的鏈網 Meshtastic 留言板,看看訊息有沒有透過他人的節點,成功連上壯闊台灣的節點!

我們把有線跟離線連動了!鏈網 Meshtastic 留言板如何運作?

我們在北部部署幾個連結網路的鏈網 Meshtastic 節點與中繼電腦,將壯闊台灣鏈網 Meshtastic 頻道收到的訊息,轉傳到線上資料庫中,做為有線與離線的橋樑。

鏈網留言板希望在未來能夠協助:離網的使用者發送訊息給連網的使用者。離網使用者可以透過鏈網 Meshtastic 裝置,發送訊息給其他有連網的鏈網 Meshtastic 裝置,讓訊息轉傳到線上留言板。其他(就算沒有鏈網 Meshtastic 裝置)的使用者若在線上看到,可以幫你將訊息轉達給需要知道的人或單位。

試想像,你今天跟朋友去新北平溪五分寮附近健行,卻遇到午後暴雨,發生土石流、導致橋樑中斷。你發現手機無法連上電信基地台,無法使用網路也沒有辦法與外界通話。你跟朋友以及路上遇到的另外幾位山友,一共六人一起受困在這個區域無法離開。除了試著利用鏈網 Meshtastic 傳訊息給其他擁有裝置的使用者外,訊息也將會送到鏈網 Meshtastic 留言板,線上看見訊息的其他使用者,就有多一份的機會可以協助通報。

鏈網 Meshtastic 留言板:中繼節點訊息轉發示意圖
鏈網 Meshtastic 留言板:中繼節點訊息轉發示意圖

極快速上手:15分鐘從開箱到通訊

  • 準備:一台現成裝置(例:Heltec V3 / T114)+ 手機(安裝鏈網 Meshtastic App)
  • 連線:將裝置開機後,在手機上以藍牙配對裝置(也可以使用 USB 線直接連接裝置與手機)
  • 更新韌體:若裝置跳出需要更新的訊息,請使用 Meshtastic 官方 Web Flasher,在頁面上挑選自己的裝置,跟著步驟完成韌體更新
  • 設定區域參數:在 App 上選擇你所在地區的區域/頻段,所有節點希望互通的節點要有一致的頻段設定
  • 加入頻道掃描 QRCode 或貼上頻道連結
  • 送出第一則文字與位置!
    • 測試:訊息發送測試,常用的測試訊息:「@ab lora
  • 常見問題
    • 手機連不上裝置:到手機的藍牙頁面忘記裝置並重新配對、確認藍牙或 USB 正確開啟
    • 收不到訊息:檢查區域設定一致,以及裝置間是否選到不同頻道或天線未鎖緊

特別感謝:壯闊台灣志工 Meshtastic 工作小組 (Sean, Anderson & EJ) 協助完成本章節

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