1 BLE 概述
1.1 BLE 概念
BLEBluetooth Low Energy低功耗蓝牙。
蓝牙协议是由SIG制定并维护的无线通信协议蓝牙协议栈是蓝牙协议的具体实现。各芯片厂商都根据蓝牙协议实现了自己的一套函数库——蓝牙协议栈所以不同芯片厂商的蓝牙协议栈之间虽然在实现方式上存在差别但是都遵循同一套蓝牙协议。
蓝牙技术的初衷是方便移动电话手机与配件之间进行低成本、低功耗的无线连接通信。
蓝牙技术的实质是建立通用无线接口及其控制软件的标准使无线通信与计算机网络之间实现无缝连接。
1.2 BLE 版本
2019.12 —— 蓝牙5.2
2019.01 —— 蓝牙5.1
2016.12 —— 蓝牙5.0
2014.12 —— 蓝牙4.2
2013.12 —— 蓝牙4.1
2010.06 —— 蓝牙4.0
——————————————低功耗蓝牙 ↑
——————————————经典蓝牙 ↓
2009.04 —— 蓝牙3.0 HS
2007.07 —— 蓝牙v2.1 EDR
2004.10 —— 蓝牙v2.0 EDR
2003.11 —— 蓝牙v1.2
2001.02 —— 蓝牙v1.1
2000.10 —— 蓝牙v1.0 B
1999.07 —— 蓝牙v1.0 A第一个正式版本
1999.04 —— 蓝牙v0.9
1999.01 —— 蓝牙v0.8
1998.10 —— 蓝牙v0.7
1.3 BLE 特性
低功耗
数据速率
通信距离
发射功率
1.4 BLE 组织
SIGSpecial Interest Group蓝牙特殊兴趣小组又称作 蓝牙技术联盟。
1.5 BLE 缩写
常见缩写
2 BLE 知识点
2.1 BLE 广播
广播间隔20~10240ms单位0.625ms 广播参数 广播相关其他内容
2.2 BLE 扫描
被动扫描主机仅获取广播包。
主动扫描主机获取广播包和扫描响应包。
扫描参数扫描窗口 ≤ 扫描间隔 ≤ 10240ms
扫描相关其他内容
2.3 BLE 连接
连接间隔7.5~4000ms单位1.25ms
监控超时100~32000ms单位100ms
连接相关其他内容
2.4 BLE 通信
主从节点通信过程简述
服务和特征值
2.5 BLE 数据格式
通用数据格式
广播PDU
连接PDU
2.6 BLE Mac地址
Mac地址详述
2.7 BLE UUID
Bluetooth_Base_UUID00000000-0000-1000-8000-00805F9B34FB
UUID相关其他内容
2.8 BLE 安全管理
2.9 BLE 手机兼容性
3 BLE 架构
3.1 APP
该层通过 api 函数与协议栈指 host 和 controller交互。
蓝牙应用层协议在蓝牙核心协议的基础上根据具体的应用需求定义出各种各样的策略如 FTP、文 件传输、局域网等。
Profile 是 Application 的代指翻译为服务具体有 SPP、 HSP、 HFP、 FTP、 IPv6/6LoWPAN 等。
3.2 Host
协议栈的主体结构芯片原厂一般仅提供封装好的 lib 库不提供源码。
主机 host 是蓝牙协议栈的核心部分GAP 层负责制定设备工作的角色SS 层负责指定安全连接Logic Link 层功能非常强大官方作用为协议/通道的多路复用负责上层应用数据L2CAPService Data Units SDUs 的分割和重组生成协议数据单元L2CAP Packet Data Units PDUs以满足用户数据传输对延时的 要求并便于后续的重传、流控等机制的实现。
GATT
ATT
GAP
SM
L2CAP
3.3 HCI
3.4 Controller
负责与硬件层交互芯片原厂一般仅提供封装好的 lib 库不提供源码。
Controller 实现射频相关的模拟和数字部分完成最基本的数据发送和接收 Controller 对外接口是天线对内接口是主机控制器接口 HCIHostcontroller interface控制器包含物理层 PHYphysicallayer链路层 LLlinker layer直接测试模式 DTMDirect Test mode以及主机控制器接口 HCI。
Link Layer
Physical Layer
4 BLE 抓包工具
TI cc2540 sniffer
Nordic sniffer搭建教程
纬图Hollong购买链接
frontlineBPA low energy Bluetooth Protocol Analyzer官网链接 购买链接
Ellisys Bluetooth Tracker官网链接 BTR1购买链接 BEX400购买链接
5 BLE 认证流程
BQB认证如果您的产品具有蓝牙功能并且在产品外观上标明蓝牙标志必须通过一个叫做BQB的认证发证机构SIG
SRRC认证中国无线电管理委员会——中国
FCC认证联邦通信委员会——美国
CE认证电信标准委员会ETSI——欧洲
6 BLE 芯片厂商
TI
Nordic
Dialog
Telink
Maxscend
Beken