低功耗蓝牙BLE的功能和操作模式

蓝牙已经成为我们日常生活的一部分，但是您知道的蓝牙低功耗又称为BLE吗？由于开发低功耗的互联设备已变得至关重要，因此物联网制造商已设计出新技术来应对此类环境挑战。

1999年，出现了一种用于无线电波无线通信的新标准技术，称为蓝牙。随着时间的流逝，它已得到进一步发展，成为我们许多日常设备的一部分。仅十年后，蓝牙低功耗（BLE）随核心规范4.0版一起发布。它具具有以前相同的功能，但进行了优化以减少能耗。

蓝牙低功耗功能和操作模式

BLE，Bluetooth LE或Bluetooth Smart（其注册商标）。最初，它是由诺基亚以Wibree的名义设计的，直到最终由GIS（蓝牙特殊利益组织）实施。其实施的主要目标是优化能耗。该BLE技术提供了一种简单且可靠的接口，它是深受消费电子产品制造商，移动应用开发商和工程师的青睐。它已越来越适合与物联网（IoT）有关的所有事务，物联网是当今快速发展的行业。

蓝牙4.0BLE的特点：

1）高可靠、高安全

2）低功耗、低成本

3）快速启动、瞬间连接

4）传输距离极大提高

应用场景：

运动手环、手表、血压计、电子秤、蓝牙灯、插座等

低功耗蓝牙与其他蓝牙兼容性：

BR:Basic Rate ,基本码率

EDR:Enhanced Data Rata,增强码率

单模蓝牙：

Bluetooth Smart:蓝牙灯、蓝牙插座等，可以和双模蓝牙连接

双模蓝牙：

Bluetooth Smart Ready:

既支持单模蓝牙又支持传统蓝牙，例如：手机

操作模式

BLE设备有不同类型的连接。BLE连接的项目可能具有多达4种不同的功能：

"广播者"应作为一个服务器。因此，其目的是定期将数据传输到设备，但它不支持任何传入连接。

"观察者"：可以只监视并读取由"广播"发送的数据。在这种情况下，对象无法将任何连接发送到服务器。

该"中心"通常由一个智能手机或平板电脑。该设备提供两种不同类型的连接：广告模式或连接模式。它触发了数据传输，从而引领了整个流程。

该"外围"设备允许连接和数据与中央周期性基础上传送。该系统的目标是通过使用标准过程来确保通用数据传输，以便其他设备也可以读取和理解数据。

广告和连接模式

蓝牙设备传输块以允许广播数据：这称为广播。这些是31字节的块，可包含特定于发送者的信息。它们还用于连接其他设备（通常是扫描仪）。为了提供广泛的不同功能，存在几种类型的广告包（用于具有或不具有连接的直接或间接广告）。

BLE根据主/从原理启用两个设备的连接。这定义了在线模式。在这种情况下，经常使用GATT协议（"通用ATTribute"的缩写）进行数据传输。该协议定义了两个BLE设备如何交互以交换数据。"服务和功能"的两个概念都可以描述共享信息：

服务可能包括一系列功能

功能包括描述，值和定义其值的信息。

蓝牙4.2的某些频率专用于广告，而其他频率则专用于连接模式。

蓝牙允许使用UHF无线电波并在2.4 GHz频段上进行双向数据传输。有40个物理信道分配用于时间和频率复用，每个物理信道之间的距离为2 MHz（即2.4 GHz至2.48 GHz）。一些通道用于蓝牙广播（37、38、39），而另一些通道则用于连接目的。

蓝牙使用与Wi-Fi相同的频率范围，但没有更多相似之处。蓝牙，尤其是BLE技术，功耗更低。但是，其范围和速度均远低于Wi-Fi。

BLE的优势

每个协议都有优点和缺点。以下是BLE的一些优势：

从用户的角度来看：它是由行业巨头（IBM，Microsoft，Intel等）的联盟开发的，确实保证了它的流行和高水平的经济稳定性。它已经集成在所有智能手机中，以便于部署。

从安全角度来看：该协议允许管理多个安全级别。

蓝牙的发展：

蓝牙4.2提升了BLE数据传输速度，单包数据最大支持255个字节

蓝牙5.0继续提升了性能，具有比4.2大两倍的数据速率、4倍的覆盖范围和8倍的广播能力

在高速模式下最大支持2Mbit的数据速率，在远距离模式下：通过500kbps和125kps实现远距离通讯

蓝牙5.2 增加了定向功能