蓝牙简介
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了蓝牙简介相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
转载自网上大佬的文档,具体链接不详
蓝牙
蓝牙分为传统蓝牙和BLE蓝牙两种连接方式。对于苹果的ios系统来讲传统蓝牙需要经过苹果的安全认证,因此都是走BLE蓝牙通道通道进行通信。
BLE是Bluetooth Low Energy的缩写,又叫蓝牙4.0,区别于蓝牙3.0和之前的技术。
l 蓝牙双模简称BR(统蓝牙和BLE蓝牙两种都有),商标为Bluetooth Smart Ready;
l 单模简称BLE或者LE,商标为Bluetooth Smart
android是在4.3后才支持BLE,这说明不是所有蓝牙手机都支持BLE,而且支持BLE的蓝牙手机一般是双模的。双模兼容传统蓝牙,可以和传统蓝牙通信,也可以和BLE通信,常用在手机上,Android4.3和IOS4.0之后版本都支持BR,也就是双模设备。
蓝牙传输的最大数据包MTU在不同手机和设备上也是不同,一般是通过设备和手机之间进行通信约定的。
iOS可以通过maximumWriteValueLengthForType获得设备的最大数据包(iOS9以后);
Android则是在API 21(Android 5.1)有一个 BluetoothGatt 新增一个requestMtu()的方法来调整MTU。
https://developer.android.com/reference/android/bluetooth/BluetoothGatt
可以通过“nRFConnect-4.6.1.apk”的第三方应用,可以查看支持的MTU大小,如下图:
MTU大小调整
1.3.1 传统蓝牙
传统蓝牙3.0根据802.11适配层协议应用了Wi-Fi技术,极大提高了传输速度。蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps
1、传统蓝牙采用的是SPP(Serial Port Profile)协议进行数据传输。
2、SPP的UUID:00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB
3、手机一般以客户端的角色主动连接SPP协议设备
1.3.2 BLE蓝牙
BLE蓝牙的最大特点就是低功耗,而低速率和简单的交互协议是降低功耗的重要组成部分,因此它的的传输速率只有2Mbps。
BLE关键术语和概念的摘要:
一个ble蓝牙设备有多个包括多个Profile。
一个Profile中有多个服务Service(通过服务的uuid找到对应的Service)。
一个Service中有多个特征Characteristic(通过特征的uuid找到对应的Characteristic)
一个Characteristic中包括一个value和多个Descriptor(通过Descriptor的uuid找到对应的Descriptor)
其次,要知道一些名词:
1、profileprofile
可以理解为一种规范,一个标准的通信协议,它存在于从机中。
蓝牙组织规定了一些标准的profile,例如 HID OVER GATT,防丢器,心率计等。
每个profile中会包含多个service,每个service代表从机的一种能力。
2、service
可以理解为一个服务,在ble从机中,通过有多个服务,例如电量信息服务、系统信息服务等,每个service中又包含多个characteristic特征值。
每个具体的characteristic特征值才是ble通信的主题。比如当前的电量是80%,所以会通过电量的characteristic特征值存在从机的profile里,这样主机就可以通过这个characteristic来读取80%这个数据
3、characteristic
特征值,ble主从机的通信均是通过characteristic来实现,可以理解为一个标签,通过这个标签可以获取或者写入想要的内容。
官方特征值定义:
https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/characteristics/
4、UUIDUUID
统一识别码,我们刚才提到的service和characteristic,都需要一个唯一的uuid来标识UUID的格式:00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB
综上,每个从机都会有一个叫做profile的东西存在,不管是上面的自定义的simpleprofile,还是标准的防丢器profile,他们都是由一些列service组成,然后每个service又包含了多个characteristic,主机和从机之间的通信,均是通过characteristic来实现。
BLE协议栈架构图
其中有一个UUID非常特殊,它被蓝牙联盟采用为官方UUID,这个UUID如下所示:
蓝牙联盟将自己定义的attribute或者数据只用16bit UUID来表示上图xxxx位置,其实它也是128bit。
例如设备的UUID扫描结果如下图所示:
UUID实例
l 第1个UUID 0x2A05标识:
Service Changed org.bluetooth.characteristic.gatt.service_changed 0x2A05
l 第2个UUID 0x2A00标识:
Device Name org.bluetooth.characteristic.gap.device_name 0x2A00
Device Name长度可以到248字节,但一般不会需要那么长的名字,一般会建议最长到达40字节就好了。
l 第3个UUID 0x2A01标识:
Appearance org.bluetooth.characteristic.gap.appearance 0x2A01
Appearance即表明这是个什么设备,如鼠标?键盘?等等
l 第4个UUID 0x2AA6标识:
Central Address Resolution org.bluetooth.characteristic.gap.central_address_resolution 0x2AA6
BT 4.2添加的新特性。因为在BT 4.2中,为了提高BT的安全性(原来SMP的方式是可以破解的),加入了Random Address的内容。这里的Central Address Resolution就是用来表明暴露GAP Service的这个Central设备,是否支持Resolvable Private Address(RPA)的。
Peripheral设备通过读对方Central设备的GAP Service的Central Address Resolution,就能知道其是否支持RPA了,如果其支持,那Peripheral就可以在自己的Directed Advertisement中使用RPA了。如果不支持,那还是只能使用public地址了。
关于蓝牙的public地址,private地址,请参考:
https://blog.csdn.net/suxiang198/article/details/47730649
l 第5-6个UUID 0xFFF1和0xFFF2标识分别是读取和写入;
l 第7-8个UUID标识也是读取和写入;
l 第9-11个UUID标识是支持微信的接口;
一般读,写和通知的UUID 就是 characteristic UUID
另外注意,连接设备前,请先关闭扫描蓝牙,否则连接成功后,再次扫描会发生阻塞,扫描不到设备。
以上是关于蓝牙简介的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章