BLE

来源:互联网 发布:千万不要在淘宝上搜索 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 17:58


LE实现

BLE技术一次连接只需3ms(标准蓝牙需要数百毫秒):

     只用 3 个“广告”信道=[0.6-1.2ms]  (标准蓝牙32个=22.5ms) ?  扫描信道的时间短  : 信号冲突概率小 。

     PHY层将1Mbps的原始数据带宽分为37个数据信道(标准蓝牙79个数据信道) ? 调制及检波功耗 : 传输速率 。

短数据包(标准蓝牙的数据包较长):发送较长的数据包会有较长的工作时间,硅片发热量大(散热时间短)需频繁校准(时间和功耗增加)。

    蓝牙采用GFSK调制方式,调制之前会通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度,GMSK(高斯最小频移键控)调制是调频器的调制指数为0.5的GFSK特例,BLE采用GMSK方式,而标准蓝牙技术调制指数是0.35。调制指数越小频谱带宽约窄,频段的利用率越高,但接收端检出的灵敏度和可靠性降低,所以BLE具有更远的覆盖范围和更强的鲁棒性;所以同样传输距离下BLE可以具有更低峰值的发送/接收功耗。

    综上,BLE技术是在标准蓝牙技术的基础上牺牲传输速率和实时性能来获取更低的功耗,其适合每半秒及以上交换一次数据的无线场合,所以无法用来同步音视频信息。当然可能由于发展较早,相较于IEEE 802.15.4标准最大250kbps带宽的ZigBee等技术(蓝牙为IEEE 802.15.1标准)速度还是快很多滴(有说是8倍....)。


BLE协议

物理层(PHY):电磁信号调制。

链路层(LL) :控制设备的5种状态(就绪standby、广播advertising、搜索scanning、初始化initiating和连接connected)和处于连接状态的角色(master 和 slave)。

控制层(HCI):为host和controller之间定义一个标准接口进行通信,可以通过一个软件API或者硬件如UART、SPI、USB。

协议层(L2CAP):为上层提供数据封装,允许逻辑上的端到端数据通信。

安全层(SM):提供配对和密匙分发,实现安全连接和数据交换。

接入层(GAP):与应用程序或配置文件(profiles)通信的接口,该Profile保证不同的Bluetooth产品可以互相发现对方并建立连接,用来控制设备连接和进行广播;还处理安全特性的初始化。

属性层(ATT):标准蓝牙有9种protocol而在BLE中则简化为一个ATT(只有一种packet structure),然后在ATT的基础上定义GATT(Generic Attribute profile),所以是GATT和GAP的基础,它定义了BLE协议栈特有的上层数据结构和组织方式。规定了客户端(Client)和服务器(Server)之间通信的方式
         Request(请求)
         Response(响应)
         Command(命令)
         Indication(指示)
         Confirmation(确认)
         Notification(通知)

属性配置文件(GATT):定义了ATT应用的子程序,指定了profile的结构,属性规范(Attribute Profile)下辖多个服务项(Service),服务项下辖多个特征值(Characteristic),特征值下辖多个描述符(Descriptor)。特征值中承载用户数据,同时特征值自身也有一个数据(UUID)。

    属性规范(Attribute Profile)的定义包括:

         属性句柄(Attribute Handle)0x0001-0xFFFF,各个属性句柄逐步加一,是某个属性值的查询地址。
         属性类型(Attribute Type)用以区分当前的属性是服务项(Service)还是特征值(Characteristic),用UUID表示。
    BLE的属性类型有四个大类:
         Primary Service(首要服务项)
         Secondary Service(次要服务项)
         Include(包含服务项)
         Characteristic(特征值)
    这些属性类型和UUID的映射关系:
         0x1800 – 0x26FF :服务项类型
         0x2700 – 0x27FF :单位
         0x2800 – 0x28FF :属性类型
         0x2900 – 0x29FF :描述符类型
         0x2A00 – 0x7FFF :特征值类型


    BLE源自应用广泛的蓝牙技术,可以和普及的消费电子直接通信,器件成本也要低于各种新兴的无线网络,通过巨大的体量可以让其自上而下进行适应性扩张,局域网中先天的王者难以被打败。





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