Bluetooth Low Energy介绍
1. 介绍
Bluetooth low energy,也称BLE(低功耗蓝牙),在4.0规范中提出
BLE分为两种设备
- 单模(single-mode): Logo为「Bluetooth®Smart」 - 双模(dual-mode): Logo为「Bluetooth®Smart Ready」
tip: 传统蓝牙的Logo为「Bluetooth®」
BLE与传统蓝牙的兼容性如下图所示
可以看出他们之间的通信规则如下(Bluetooth指代传统蓝牙,下同):
Smart Ready: Smart Ready、Bluetooth、Smart Bluetooth: Smart Ready、Bluetooth Smart: Smart Ready、Smart
2. 协议栈
BLE协议栈如下图所示
BLE协议栈由Controller和Host两部分组成
Profile和Service基于GAP和GATT
应用协议定义其使用的服务,说明是传感器端还是接收端
定义GATT的角色(Server/Client)和GAP的角色(Peripheral/Central)
协议栈各层次介绍如下
PHY - 1Mbps自适应跳频GFSK,运行在2.4GHz频段。
LL - RF控制器, 控制设备的链路状态
HCI - 为接口层, 向上为主机提供软件应用程序接口(API), 对外为外部硬件控制接口, 可以通过串口、SPI、USB来实现设备控制
L2CAP - 为上层提供数据封装服务, 允许逻辑上的端到端数据通信
SM - 提供配对和密钥分发服务, 实现安全连接和数据交换
GAP - 直接与应用程序或配置文件(Profiles)通信的接口, 处理设备发现和连接相关服务. 另外还处理安全特性的初始化
ATT - 导出特定的数据(称为属性)到其他设备
GATT - 定义了使用ATT的服务框架和配置文件(Profiles)的结构. BLE中所有的数据通信都需要经过GATT
3. 实现方案
3.1 硬件实现方案
单芯片方案中,Controller和Host、Profile及应用都在同一芯片中
网络控制器模式中,COntroller和Host运行在设备中,但是Profile和应用则在其他设备上,比如PC或者其他微控制器,可以通过UART、USB进行操作
双芯片模式中,Controller运行在一个控制器,而Host、Profile和应用运行在另一个控制器上
3.2 软件实现方案
Bluedroid从4.3开始支持BLE
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