蓝牙低功耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。共有两种芯片构成:单模芯片和双模芯片。

  双模芯片可以在目前使用标准蓝牙芯片的任何场合使用(手机、PC或其它应用)。

  单模芯片可以用单节3V纽扣电池或一对AAA电池就可以工作很长时间(几个月甚至几年)。如昇润科技蓝牙4.2 BLE模块:HY-40R204P就可以使用标准3V纽扣电池或一对AAA电池直接供电,最低功耗关断模式下,仅消耗0.15uA,并在几微秒内唤醒。

  注:蓝牙4.0包含BLE,BLE是蓝牙4.0中的单模模式。


  

一、BLE基础知识

  1、为了实现极低的功耗,BLE 协议设定在不必要射频的时候,彻底将空中射频关断(可以在需要的时候快速建立连接进行控制操作)。与传统蓝牙BR\EDR 相比,BLE 有三大特性,从而实现低功耗:缩短无线开启间、快速建立连接、降低收发峰值功耗(由芯片决定);

  2、当然,低功耗的设计会带来一些牺牲,例如:音频数据就无法通过 BLE 来进行传输。不过,它依然支持跳频(37 个数据信道),并且采用了一种改进的 GFSK 调制方法来提高链路的稳定性;

  3、BLE 是非常安全的技术,因为在芯片级提供了 128 bit AES加密(做应用层开发的安全性方面就省去了许多工作量);

  4、BLE 网络可以点对点或者点对多点,一个 BLE 主机可以连接多个 BLE 从机,组成星型网络,另外还有一种有广播设备和多个扫描设备组成的广播组结构,不同的网络拓扑对应不同的应用领域;

  5、通用属性配置文件(GATT):

  GATT 定义了两个角色:服务器和客户端。GATT 的角色并不一定与特定的 GAP 角色有关联,但可能由更高层级的配置文件指定。不过要知道的是,GATT 和 ATT 并不是传输专用,同样也可以用于 BR/EDR 和低耗能。但是,由于 GATT 和 ATT 用作发现服务,故必须在低耗能技术中实施;

  6、设备角色划分

  在 BLE 协议中,有两个角色:周边/外围和中央。周边/外围是数据提供者,中央则是数据使用或处理者;在 iOS SDK 里面,可以把一个 iOS 设备作为一个周边/外围,也可以作为一个中央;但是在Android SDK 里面,直到 Android 4.4.2 版本,Android手机才能作为中央来使用和处理数据;

  注:一个中央可以同时连接多个周边,但是一个周边某一时刻只能连接一个中央作为周边来提供数据。

  

二、拓展知识

  1、安卓的 BLE 标准在 2013 年 7 月发布,一般搭配Android 4.3 及以上系统的手机都是支持蓝牙 BLE 的。

  2、IOS的 BLE 标准在 2013 年 9月更新推出,一般搭配IOS 7.0及以上系统的手机都是开始支持蓝牙 BLE 的。

作者 铁血 汉子 2021年6月12日
2021/09/16/05:53:00pm 2021/6/12/17:35:05
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