BLE低功耗蓝牙技能详解

2021-09-29 03:59:59

BLE技能 蓝牙5.jpg

BLE是低功耗蓝牙的英文缩写(Bluetooth Low Energy),是蓝牙4.0版本起开始支持的新的、低功耗版本的蓝牙技能类型。

蓝牙技能同盟(Bluetooth SIG)在2010年宣布了跨时代的蓝牙4.0,它并不是蓝牙3.0的简朴进级版本,而是全新的技能架构,蓝牙4.0版天职两种模式:单模蓝牙和双模蓝牙。

常见的蓝牙音箱,是典范的双模蓝牙,它需要传输大量的音频数据。而小米手环,蓝牙温度计则属于单模蓝牙。行业里一般不讲单模蓝牙,而是统一称为低功耗蓝牙。

如今,蓝牙5.0已经宣布和应用,4倍通信速度、2倍的通信间隔以及Mesh组网特性,将使蓝牙成为物联网规模的重要的技能之一。

本文我们将由表及里,由浅入深,全方位的揭秘低功耗蓝牙技能。

目次

1 蓝牙简介

蓝牙是一种近间隔无线通信技能,运行在2.4GHz免费频段,今朝已大量应用于各类移动终端,物联网,康健医疗,智能家居等行业。蓝牙4.0今后的版天职为两种模式,单模蓝牙和双模蓝牙。

单模蓝牙,即低功耗蓝牙模式,是蓝牙4.0中的重点技能,低功耗,快毗连,长间隔。

双模蓝牙,支持低功耗蓝牙的同时还兼容经典蓝牙,经典蓝牙的特点是大数据高速率,譬喻音频、视频等数据传输。

如下图所示,双模蓝牙具有下图所有的特点,而单模蓝牙仅如图右侧所示。

BLE技能 蓝牙分类.png

经典蓝牙支持音频(HFP/HSP, A2DP)和数据(SPP, HID等)两大类协议,在音箱,耳机,汽车电子及传统数传行业,由于苹果对经典蓝牙数据传输接口有限制(需要过MFI认证),加上功耗偏大,因此在今朝移动互联应用中逐步地被边沿化。因此低功耗蓝牙顺势而出,由于可支持苹果4S以上及安卓4.3系统以上的数据传输,且功耗极低,今朝正在被越来越多的移动互联设备所回收,但低功耗蓝牙不支持音频协议,而且受数据传输速度限制,其应用也被限制在小数据传输行业。而蓝牙双模则是综合了两者的优缺点,既可以支持音频传输,同样可支持数据传输,而且兼容性也是两者之和,在对功耗要求不苛刻的环境下,是较量抱负的选择。

2 BLE特点

低功耗蓝牙对准多个市场,出格是移动智能终端,智能家居,互联设备等规模,主要特点包罗:

低功耗,利用纽扣电池就可以运行数月至数年。

快毗连,毫秒级的毗连速度,传统蓝牙甚至长达数分钟。

远间隔,长达数百米的通信间隔,而传统蓝牙凡是10米阁下。

蓝牙同盟沿用经典蓝牙的类型内容,为低功耗蓝牙界说了一些尺度Profile,Profile领略为数据类型,只要遵守该类型,任意厂家的蓝牙设备,均可以彼此毗连与通信,譬喻无线蓝牙键盘鼠标,无论是安卓或是iOS照旧Windows,均是即插即用,这即是“尺度”的气力。低功耗蓝牙支持的尺度Profile有:

HID,用于无线鼠标,键盘或其他遥控设备。

BatteryServices,电池状态处事,用于奉告电池电量状态。

HRP,心率计Profile,用于心率收罗。等等。

别的,低功耗蓝牙还可以自界说Profile,陪伴着智妙手机的成长和普及,低功耗蓝牙的这个特性获得了发扬光大,同时也拓宽了低功耗蓝牙的应用规模。譬喻,可以自界说一个开关量的Profile,数据01暗示开灯,数据00暗示关灯,然后手机发送数据01和00就可以节制灯的亮和灭。雷同的应用案例有许多,下面总结应用特点

支持自界说Profile,可以收发任意名目标数据,如01和00

支持自界说设备,支持任意设备的毗连和通信,譬喻智能蓝牙插座等。

  提示:低功耗蓝牙的Profile均基于GATT(通用属性类型,后头会详解)之上,如HID over GATT。也就是说,经典蓝牙中的HID类型与低功耗蓝牙中的HID类型用的是两个差异的通道。  

3 BLE事情流程

本节我们先容低功耗蓝牙的根基行为状态和主从机交互进程,为后头的低功耗蓝牙协议的进修筹备基本。

3.1 脚色

BLE设备脚色主要分为两种脚色,主机(Master或Central)和从机(Peripheral),当主机和从机成立毗连之后才气彼此收发数据

主机,主机可以提倡对从机的扫描毗连。譬喻手机,凡是作为BLE的主机设备

从机,从机只能广播并期待主机的毗连。譬喻智妙手环,是作为BLE的从机设备