想从事BLE蓝牙开发？本文先带你了解下BLE和蓝牙协议的一些知识

发布日期：2017.11.14     浏览次数：199

“BLE模块是什么？适合什么平台？”这是网友私信的问题。其实BLE只是个通用的技术术语，与平台无关的，即ios和Android以及一些嵌入式系统或单片机都可以有BLE模块。

那对BLE相关应用的开发人员来说，有必要先去了解BLE和蓝牙协议的一些知识。

BLE简单介绍

BLE:  Bluetooth Low Energy，即蓝牙低功耗，它是一种技术，从蓝牙4.0开始支持。

低功耗蓝牙芯片有两种模式：单模和双模。

* 单模：只能执行低功耗协议栈，也就是只支持BLE；

* 双模：即支持传统蓝牙又支持BLE的使用。

BLE较传统蓝牙具有传输速度更快，覆盖范围更广，安全性更高，延迟更短，耗电低等优点。

关键术语

Gatt(Generic Attribute Profile)即通用属性协议，用于在BLE链路上发送和接收的数据块。目前所有的BLE应用都是基于GATT的。一个设备可以实现多个配置文件。

BLE交互的桥梁是Characteristic、Desciptor、Service。

Characteristic：可以理解为一个数据类型，它包括一个value和0至多个对此characteristic的描述（Descriptor）；

Descriptor：对Characterisctic的描述，如范围、单位等；

Service：是Characteristic的集合，它可以包含多个Characteristic。

重点：一个BLE终端可以包含多个Service，一个Service可以包含多个Characteristic，一个Characteristic包含一个value和多个Descriptor，一个Descriptor包含一个value（其中Characteristic比较重要，用的比较多）。

BLE中有四个角色

广播者（Braodcaster）：广播发送者，是不可连接的设备；观察者（Observer）：扫描广播，不能够启动连接。

注：广播者和观察者不能建立连接。

一般应用：传感器和显示器等。

中央（central）：扫描广播，启动连接，在单一或多链路层作为主机；外围（periphery）：广播发送者，可连接的设备，在单一链路层作为从机。

注：中央和外围可以进行配对、连接、数据通信。值得注意的是一个中央可以同时连接多个周边，但是一个周边只能连接一个中央。

一般应用：手机和手表等。

蓝牙协议基础概念

蓝牙协议包括两种技术：一种是Basic Rate(简称BR)，另一种是Low Energy(简称LE)。

Basic Rate是正宗的蓝牙技术，可以包括可选的EDR(Enhanced Data Rate)技术，以及交替使用的MAC(Media Access Control)层和PHY层扩展(简称AMP)。

知识点：BR的发展方向是传输速率越快越好，但随之的是功耗也会越来越大，而在某些场景下，功耗是用户比较关注的，于是BLE就产生了，即Bluetooth LE。

协议层次

蓝牙协议分为四个层次：

(1)物理层：负责提供数据传输的物理通道(通常称为信道)；

(2)逻辑层：在物理层的基础上，提供两个或多个设备之间，和物理无关的逻辑传输通道；

(3)L2CAP： L2CAP是逻辑链路控制和适配协议的缩写，负责管理逻辑层提供的逻辑链路；

(4)应用层：基于L2CAP提供的channel，实现各种各样的应用功能。

蓝牙协议是通信协议的一种，为了把复杂问题简单化，任何通信协议都具有层次性，特点如下：

(1)从下到上分层，通过层层封装，每一层只需要关心特定，独立的功能，易于实现和维护；

(2)在通信实体内部，下层向上层提供服务，上层是下层的用户；

(3)在通信实体之间，协议仅针对每一层，实体之间的通信，就像每一层之间的通信一样，这样有利于交流，理解和标准化。