电子发烧友网 > RF/无线 > 正文

蓝牙4.0协议详解

2018年01月12日 10:25 次阅读

蓝牙v4.0与以前的版本有根本区别,因为它以两个协议为基础,而非一个协议。 这带来了一些需要蓝牙Smart品牌解决的问题”Svein-Egil Nielsen解释说。

虽然蓝牙技术联盟(SIG)在很多事情上都备受指责,但是在消费者中成功树立蓝牙品牌却无可非议。早在2008年进行的一项独立调查发现,85%的消费者“认识了无线技术”, 今天这个数字很可能会更高。

随着蓝牙v4.0的推出,技术联盟面临着一个新的挑战,就是准确解释这项技术是什么。 跟以往版本不一样,蓝牙v4.0架构采用了两类不同的无线电技术和协议。一种类型可以与以往版本通信,而另一种则不可以。

从用户所关注的互操性到工程人员所需,技术联盟的答案是,新品牌可帮助消费者在市场上找到所需产品。蓝牙Smart和蓝牙Smart Ready品牌背后所采用的蓝牙v4.0技术正在被广泛应用。

蓝牙4.0BLE介绍

蓝牙4.0支持的角色有:

广播者(BroadCaster)——广告发送者,不是可连接的设备

观察者(Observer)——扫描广告,不能够启动连接

外围设备(Peripheral)——广告发送者,是可连接的设备,在单一链路层连接时作为一个从机

中央设备(Center)——扫描广告启动连接,在单一或者多链路层连接时作为主机,支持三个同时连接

广播者跟观察者配对使用不能建立连接。应用:温度传感器跟温度显示器。

中央设备跟外围设备可以进行连接、配对、数据通信。应用:手表跟手机。

BLE连接的过程:

1、外围设备发送具体的广告数据让任何中央设备知道他是一个可连接的设备,广告内容包含设备地址,还可以包含一些额外的额数据,比如设备名称、服务ID等。

2、中央设备(Center)接收到广告后发送一个搜索请求给外围设备(Peripheral),外围设备(Peripheral)返回扫描响应给中央设备(Center)。这样中央设备就知道这是一个可连接的设备。

3、中央设备可以发送一个建立连接的请求给外围设备。进行配对连接,必要时进行绑定操作(连接可以被从机或者主机任一方终止)。

配对(Pairing):建立连接,配对完成后可以进行数据通信。

绑定(Banding): 将配对信息记录下来,如设备地址,这样下次连接时就不需要再次配对的过程(快速连接)。

蓝牙低功耗:

低耗能蓝牙技只用 3 个 信道做广播信道,允许毫秒级快速建立连接,效率远高于传统蓝牙的 32 个信道方式。

少的数据频道和宽频道间隔:传统蓝牙有 79 个数据信道,频道间隔 是 1MHz;低耗能蓝牙有 40 个数据信道,频 道间隔是 2MHz。

传统蓝牙的工作峰值电流一般是 35mA,睡眠状态电流是 0.01mA。

而低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于 15mA,睡眠状态电流是 0.004mA

还可以软件设置以下三个参数来降低功耗。

连接间隔:当设备建立连接时,即使没有数据的收发,两设备仍然会通过交换链路层数据来维持连接,连接间隔就是两个连接事件之间的时间间隔。设置范围(7.5ms - 4s)。

从机延迟: 从机可以跳过若干连接事件继续休眠节省功耗。

管理超时:两个成功连接事件之间最大的允许间隔。如果超出这个时间就认为设备断开连接。设置范围(100ms--32s)

蓝牙4.0BLE协议与协议栈的关系

协议定义的是一系列的通信标准,通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据收发。

协议栈是协议的具体实现形式,通俗的理解为用代码实现的函数库,以便于开发人员调用。

蓝牙4.0BLE协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起,以函数的形式实现,并提供一些应用层API,供用户调用。

注意:虽然协议是统一的,但是协议的具体实现形式是变化的,即不同厂商提供的协议栈是有区别的,例如:函数名称和参数列表可能有区别,选择协议栈以后,需要学习具体的例子,查看厂商提供的Demo演示程序、说明文档(通常,实现协议栈的厂商会提供一些API手册供用户查询)来学习各个函数的使用方式,进而快速地使用协议栈进行应用程序的开发工作。

如何使用蓝牙4.0BLE协议栈

既然蓝牙4.0BLE协议栈已经实现了蓝牙4.0BLE协议,那么用户就可以使用协议栈提供的API进行应用程序的开发,在开发过程中不必过多的关注蓝牙4.0BLE协议的具体实现细节,只需要关注一个核心的问题:应用程序数据从哪里来到哪里去。

至于调用协议栈中函数后,如何初始化应用进行数据发送等工作,蓝牙4.0BLE协议栈已经完成了所需要的初始化。

如果开发过程中确实需要或者是想要了解蓝牙4.0BLE协议,可以查看SIG提供的标准协议规范。

深入理解蓝牙4.0BLE协议栈

协议栈概述

我们以TI的CC254X系列BLE芯片为例来深入了解下蓝牙4.0BLE协议栈。TI的蓝牙4.0BLE协议栈包含两部分:主机和控制器。主机和控制器的分离要追溯到蓝牙BR/EDR设备时期,控制器和主机通常会分开实现。

协议栈的实现方式采用分层的思想,控制器部分包括:物理层、链路层、主机控制接口层;主机部分包括:逻辑链路控制及自适应协议层、安全管理层、属性协议层、通用访问配置文件层、通用属性配置文件层;上层可以调用下层提供的函数来实现需要的功能。

技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

蓝牙安全历史:两种安全模式 配对的三个阶段

目前,蓝牙的最新协议是蓝牙5(切记没有5.0,只有5),是BSIG于2016年6月16日发布的新一代...

发表于 2018-04-28 10:25 210次阅读
蓝牙安全历史:两种安全模式 配对的三个阶段

蓝牙4.0模块控制LED彩灯调光调色经验之谈

基于 蓝牙模块 的 智能 LED 彩灯 调光调色 控制思路 如下 : 在此,找一个低功耗蓝牙模块 内...

发表于 2018-03-23 10:57 2737次阅读
蓝牙4.0模块控制LED彩灯调光调色经验之谈

智能家居大热,无线模块需求也将呈现爆发式增长

发表于 2018-03-05 17:11 721次阅读
智能家居大热,无线模块需求也将呈现爆发式增长

蓝牙4.0模块有哪些_蓝牙4.0都支持aptx吗

随着蓝牙4.0的到来,全新的Bluetooth Low Energy(BLE,低耗电蓝牙)技术对我们...

发表于 2018-01-12 11:58 2849次阅读
蓝牙4.0模块有哪些_蓝牙4.0都支持aptx吗

android蓝牙4.0开发教程

蓝牙发展至今经历了8个版本的更新。1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1、4.2。那...

发表于 2018-01-12 11:52 652次阅读
android蓝牙4.0开发教程

蓝牙4.0和4.1_4.2有什么区别

蓝牙技术让我们在连接各种设备的时候不再被繁多的数据线所束缚,比如音响、电脑,甚至是汽车。目前蓝牙版本...

发表于 2018-01-12 11:47 27573次阅读
蓝牙4.0和4.1_4.2有什么区别

蓝牙4.0模块如何编程

RF-BM-S01蓝牙模块可以同时工作在桥接(透传)模式和直驱两种模式下。桥接模式下(串口),用户的...

发表于 2018-01-12 10:46 2226次阅读
蓝牙4.0模块如何编程

蓝牙4.0 BLE 技术为何如此受青睐?

如今,蓝牙4.0(BLE)催生了众多智能硬件,BLE技术为何如此受人青睐?

发表于 2017-11-11 08:35 7008次阅读
蓝牙4.0 BLE 技术为何如此受青睐?

小米99元破局无线鼠标:超高的锻造工艺,快捷办公...

据介绍,小米便携鼠标外观极简设计,采用和MacBook一样的阳极氧化铝合金外壳,防刮、防划,耐摔防撞...

发表于 2016-11-07 15:36 3911次阅读
小米99元破局无线鼠标:超高的锻造工艺,快捷办公...

从儿童智趣睡衣看传统服装与智能硬件的碰撞

好的产品经得起层层选拔,派凡科技凭借其推出的iCcur小珂儿童智能体温仪不仅在硬件创新大赛上海分赛区...

发表于 2015-12-17 17:37 882次阅读
从儿童智趣睡衣看传统服装与智能硬件的碰撞

Mato WIFI云门铃开启远程安全监护模式

MATO WIFI云门铃在由华强芯城和星云智能硬件加速器联合举办的2015 硬件创新大赛总决赛中获得...

发表于 2015-12-16 12:00 1126次阅读
Mato WIFI云门铃开启远程安全监护模式

蓝牙4.0防丢器设计方案

蓝牙4.0防丢器即智能蓝牙(Smart Bluetooth)防丢器,采用最新蓝牙4.0技术,简单轻巧...

发表于 2015-11-10 16:25 5588次阅读
蓝牙4.0防丢器设计方案

大联大品佳集团推出基于蓝牙4.0的MPOS机解决...

致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下品佳推出基于蓝牙4.0的 MP...

发表于 2015-10-22 08:49 745次阅读
大联大品佳集团推出基于蓝牙4.0的MPOS机解决...

蓝牙4.0 超低功耗蓝牙空中鼠标解決方案

超低功耗蓝牙空中鼠標采用了基于Freescale超低功耗高性能的Kinetis L系列32位MCU,...

发表于 2015-08-17 10:06 928次阅读
蓝牙4.0 超低功耗蓝牙空中鼠标解決方案

运用高科技 智能雨伞配备蓝牙4.0

人类已经无法抵挡智能军团来袭了。智能雨伞Davek Alert Umbrella——由位于纽约的Da...

发表于 2015-03-30 16:36 1511次阅读
运用高科技 智能雨伞配备蓝牙4.0

基于蓝牙4.0的智能LED球泡灯方案详解

智能LED球泡灯蓝牙方案可分为四个模块:AC-DC恒压模块、DC-DC恒流模块(其路数由调色效果来决...

发表于 2014-12-03 16:33 2274次阅读
基于蓝牙4.0的智能LED球泡灯方案详解

全面揭秘蓝牙4.0技术细节

虽然蓝牙(Bluetooth)3.0都还尚未完全普及,Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟,Bl...

发表于 2014-12-03 13:39 19402次阅读
全面揭秘蓝牙4.0技术细节

由浅入深,蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全(...

本文将结合TI推出的CC254x SoC 系列,讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝...

发表于 2014-08-18 09:32 8806次阅读
由浅入深,蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全(...

由浅入深,蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全(...

本文将结合TI推出的CC254x SoC 系列,讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝...

发表于 2014-08-13 13:36 121668次阅读
由浅入深,蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全(...

通信距离超100米,智能手机APP控制蓝牙智能电...

深圳信驰达(RF Star)蓝牙智能电子烟方案,通过在第三代电子烟管内嵌入BLE模块,并配合智能手机...

发表于 2014-08-07 09:39 1454次阅读
通信距离超100米,智能手机APP控制蓝牙智能电...

智能戒烟,蓝牙4.0(BLE)智能电子烟方案

电子烟,也叫电子雾化器,是一种低压的微电子雾化设备,把具有烟草香味的溶液通过加热雾化成烟雾状,供吸烟...

发表于 2014-07-16 13:51 1481次阅读
智能戒烟,蓝牙4.0(BLE)智能电子烟方案

可穿戴设备市场起飞,蓝牙Smart引爆设计热潮!

受益于新一代蓝牙低功耗标准出炉,现在已是消费性电子品牌厂发展智能手表等可穿戴电子设备的大好时机,相关...

发表于 2014-02-17 10:38 1357次阅读
可穿戴设备市场起飞,蓝牙Smart引爆设计热潮!

蓝牙芯片市场估未来7年暴增130倍

低功耗蓝牙技术成熟,加计手机、平板周边市场进入成熟期,引领蓝牙芯片进入史无前历的爆发期,今年全球蓝牙...

发表于 2013-11-05 11:58 716次阅读
蓝牙芯片市场估未来7年暴增130倍

多技术协调发展 便携医疗春天将近

移动医疗是可穿戴式智能设备的重要应用领域,2015年移动医疗市场将增长到230亿美元,移动医疗需要移...

发表于 2013-10-18 17:36 1722次阅读
多技术协调发展 便携医疗春天将近

关注接口新变革 兼容与速度同在

TI 消费类电子以及计算接口产品线经理Roland Sperlich表示,在保留向后兼容性的同时,U...

发表于 2013-10-12 14:35 865次阅读
关注接口新变革 兼容与速度同在

从蓝牙4.0出发 CSR进攻无线触控介面应用

随着技术不断演进,单一解决方案已无法满足客户多元的设计需求,所以半导体产业在这过去五年多来,开始出现...

发表于 2013-09-16 13:49 580次阅读
从蓝牙4.0出发 CSR进攻无线触控介面应用

通信测试商机俏 知名厂商掀战火

作为专业的通信测试业者,您是否也在考虑如何选择合适的解决方案使测试效率和成本达到平衡?是否对测量产品...

发表于 2013-09-11 11:44 940次阅读
通信测试商机俏 知名厂商掀战火

蓝牙4.0遍地开花 厂商争食应用大饼

蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)主导的Bluetooth Smart Ready与Blue...

发表于 2013-09-03 21:19 2041次阅读
蓝牙4.0遍地开花 厂商争食应用大饼

蓝牙4.0催生新蓝海 德州仪器大啖App商机

德州仪器公司MCU & WCS 业务拓展经理吴健鸿表示,SensorTag的好处在于,可以让用户很方...

发表于 2013-09-02 21:31 1786次阅读
蓝牙4.0催生新蓝海 德州仪器大啖App商机

体验蓝牙4.0灯控LED趣味:智能手机“掌”控一...

专家预测,智能照明有望成为未来智能家居市场的主力军,信驰达蓝牙4.0 LED灯控方案,是在智能照明领...

发表于 2013-08-16 14:04 4204次阅读
体验蓝牙4.0灯控LED趣味:智能手机“掌”控一...

移动医疗走热 蓝牙4.0/NFC应用版图再拓疆

行动医疗兴起将带动蓝牙(Bluetooth)4.0和近距离无线通讯(NFC)应用版图扩大。为实现行动...

发表于 2013-07-18 14:04 608次阅读
移动医疗走热 蓝牙4.0/NFC应用版图再拓疆

蓝牙大时代到来 智能应用渐普及

蓝牙技术目前已经发展到4.0版本,与先前的版本相比,大幅改善蓝牙2.1+EDR及3.0+高速传输的技...

发表于 2013-07-09 09:49 535次阅读
蓝牙大时代到来  智能应用渐普及

哪种“口味”的蓝牙技术最适合你?

简要为您介绍Bluetooth Low Energy技术的发展历程,Bluetooth Smart和...

发表于 2013-07-09 09:28 3505次阅读
哪种“口味”的蓝牙技术最适合你?

蓝牙4.0之路 是优势或阻碍?

随着行动装置的势力日渐扩大,更是撩起无线相关技术以及NFC(近距离无线通信技术)的盛行,相对着陪伴行...

发表于 2013-05-03 09:37 950次阅读
蓝牙4.0之路 是优势或阻碍?

CEVA和Orca合作提供移动消费电子完整蓝牙4...

近日,CEVA公司宣布与Orca公司合作提供一款蓝牙4.0完整参考设计,该款产品组合集成了Orca的...

发表于 2012-12-21 11:56 405次阅读
CEVA和Orca合作提供移动消费电子完整蓝牙4...

基于低功耗蓝牙技术的手机遥控LED灯方案

本文给出一个手机遥控照明方案的典型应用。此调光台灯支持传统的触摸调光控制和手机调光控制两种方式。其内...

发表于 2012-11-12 16:37 4509次阅读
基于低功耗蓝牙技术的手机遥控LED灯方案

蓝牙与Wi-Fi的交锋 谁终将胜出?

时至2012年,蓝牙技术并未见衰败,而Wi-FiDirect也未见成为消费电子产品标配。两者的交锋还...

发表于 2012-10-30 09:59 606次阅读
蓝牙与Wi-Fi的交锋 谁终将胜出?

TI新推出QFN封装蓝牙无线连结系列产品

德州仪器 (TI) 推出蓝牙 4.0 版 (Bluetooth v4.0) 技术的 CC2560 及...

发表于 2012-10-30 09:44 721次阅读
TI新推出QFN封装蓝牙无线连结系列产品

新一代蓝牙4.x标准将于明年第二季推出

由于现有蓝牙4.0尚未普及,因此蓝牙技术联盟暂时不会推出新一代蓝牙5.0,而是针对旧有的蓝牙4.0进...

发表于 2012-10-15 14:20 2859次阅读
新一代蓝牙4.x标准将于明年第二季推出

紧跟蓝牙4.0脚步,做低功耗蓝牙产品

2012年9月17日下午,由广州碧德电子、蓝牙技术联盟、益登科技和Silicon Labs等共同主办...

发表于 2012-09-18 15:42 3382次阅读
紧跟蓝牙4.0脚步,做低功耗蓝牙产品

新款iPod Nano将在九月下旬发售

据国外媒体报道,新款iPod Nano有可能在9月12日的苹果公司媒体发布会上亮相。据说新Nano支...

发表于 2012-08-20 09:49 461次阅读
新款iPod Nano将在九月下旬发售

中国电子器材推出CSR低功耗蓝牙4.0新产品

中电器材成立于一九八四年,是一家著名的专业技术产品分销商,在亚太区设立了十八个办事处,业务范围覆盖到...

发表于 2012-07-11 10:50 1256次阅读
中国电子器材推出CSR低功耗蓝牙4.0新产品

嵌入式移动设备蓝牙数据传输协议与实现

蓝牙协议栈是蓝牙通信规范的核心部分,蓝牙协议规定了蓝牙设备的定位、之间的互连操作,以及如何建立连接交...

发表于 2012-06-07 17:15 2177次阅读
嵌入式移动设备蓝牙数据传输协议与实现

联发科推出世界首款802.11ac + 蓝牙4....

  专为移动装置设计 MT7650将提供绝佳的高质量点对点语音、数据和影像传输

发表于 2012-03-30 09:18 1175次阅读
联发科推出世界首款802.11ac + 蓝牙4....

蓝牙4.0创造医保、安防及家庭娱乐等领域新商机

蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG)日前宣布正...

发表于 2010-08-02 08:53 239次阅读
蓝牙4.0创造医保、安防及家庭娱乐等领域新商机

蓝牙4.0手机和PC将于今年第四季度面世

蓝牙4.0手机和PC将于今年第四季度面世 3月5日消息,据蓝牙技术联盟(Bluetooth Spe...

发表于 2010-03-05 09:22 248次阅读
蓝牙4.0手机和PC将于今年第四季度面世