BLE---参数及参数更新

Posted 2020-12-26 yuqilihualuo

参考文章：https://blog.csdn.net/zzfenglin/article/details/51304084

 

1.连接事件

1.1主设备会在每个连接事件里向从设备发送数据包

1.2一个连接事件是指主设备和从设备之间相互发送数据包的过程

1.3连接事件的进行始终位于一个频率，每个数据包会在上个数据包发完之后等待 150μs 再发送

1.4连接间隔决定了主设备与从设备的交互间隔；它是指两个连续的连接事件开始处的时间距离，可以是7.5ms ~ 4s内的任意值，但必须为 1.25ms 的整数倍。要确定从设备与主设备的实际交互间隔，需要用到从设备延迟这一参数，代表从设备在必须侦听之前可以忽略多少个连接事件。

举个例子，如果连接间隔为 100ms，从设备延迟是 9，那么从设备可以忽略 9 个链接事件，但不得不侦听第 10 个连接事件。换言之，从设备必须每秒侦听一次，而此时监控超时的最小值应为 1010ms。反过来，另一个极端的例子是，如果监控超时使用了 32s 的最大值，对于间隔为 100ms 的链路，从设备延时必须小于等于 319。

 

虽然如此，如果将从设备延迟设为可行的最大值，在监控超时发生前从设备只能获得唯一一次侦听主设备的机会，这可不是一个好主意。因此，建议至少给从设备留出 6 次侦听的机会。在前面的例子中，如果连接间隔为 100ms ，从设备延迟为 9，那么监控超时应该至少为 6s，这样一来，链路在最终断开前从设备至少会有 6 次侦听的机会。

2.连接参数介绍

 

1. 主设备和从设备建立连接之后，所有的数据通信都是在连接事件（Connection Events）中进行的。
2. 尖刺的波就是连接事件（Connection events），剩下的Sleeping是睡眠时间，设备在建立连接之后的大多数时间都是处于Sleeping，这种情况下耗电量比较低，而在连接事件（Connection events）中，耗电量就相对高很多，这也是BLE为什么省电的原因之一。
3. 每个连接事件（Connectionevents）中，都需要由Master发起包，再由Slave回复。
4. Master即主机，简称M；Slave即从机，简称S。抓包过程中看到的M->S或者S->M即主机到从机或者从机到主机。
5. 连接参数 （ConnectionParameters）

    

3.ConnectionInterval（连接间隔）

1. 两个设备在切换信道后发送和接收数据称为一个连接事件。
2. 尽管没有应用数据被发送和接收，两个设备仍旧会交换链路层数据（空包 EmptyPDU）来维持连接。
3. 这个连接间隔就是指在一个连接事件（Connectionevents）的开始到下一个连接事件（Connectionevents）的开始的时间间隔。
4. 连接间隔以1.25ms为单元，连接间隔的范围是6~3200既7.5ms~4s之间。

4.SlaveLatency（从设备延迟或者从设备时延）

1. 允许Slave（从设备）在没有数据要发的情况下，跳过一定数目的连接事件（Connectionevents）
2. 在这些连接事件（Connectionevents）中不必回复Master（主设备）的包，这样就能更加省电。
3. 范围可以是0 ~ 499
4. SlaveLatency=OFF也就是SlaveLatency为0时，Master发包，Slave必须回复，如果不回复，Master就会认为Slave那边接收不正常
5. SlaveLatency=ON也就是SlaveLatency不为0的时候，图中SlaveLatency为3。Master发包，Slave没有数据要回复的时候，就会忽略3个连接事件，在第4个连接事件接收到Master发送的数据之后，回复Master。
6. 如果Slave有数据要发送就会唤醒，也就是说即使SlaveLatency为3，但是在Master发第二包的时候Slave有数据要回复，这个时候就会立即回复Master而不是等到3个连接事件之后的第4个连接事件去回复。

5.SupervisionTimeout（超时时间或者监控超时）

1. 这个参数设定了一个超时时间，如果BLE在这个时间内没有发生通信的话，就会自动断开。
2. 单位是10ms，该变量的范围是10 ~ 3200，折算成时间范围是100ms ~ 32s。
3. SupervisionTimeout >（1+slaveLatency）*（connectionInterval）

 

6.这三个连接参数不同情况下对通信速率和功耗的影响：

1.ConnectionInterval缩短，Master和Slave通信更加频繁，提高数据吞吐速度，缩短了数据发送的时间，当然也增加了功耗。

2.ConnectionInterval增长，通信频率降低，数据吞吐速度降低，增加了数据发送的时间，当然，这种设置降低了功耗。

3.SlaveLatency减少或者设置为0，每次ConnectionEvents中都需要回复Master的包，功耗会上升，数据发送速度会提高。

4.SlaveLatency加长，功耗下降，数据发送速度降低。

7.连接参数更新规程

1. 连接建立时，主设备通过链接请求数据包发送连接参数。

2.连接建立后需要更改参数，主设备向从设备发送连接更新请求，即LL_CONNECTION_UPDATE_REQ，当中携带了新的参数

3. 这些参数不必进行协商，从设备或者接受和使用它们，或者断开链路。

4. 连接更新请求中包含了早先创建连接时用过的一部分参数，还有一个称为瞬时（instant）的新参数：

（1）传输窗口大小

（2）传输窗口偏移量

（3）连接间隔

（4）从设备延迟

（5）监控超时

（6）瞬时

5. 瞬时参数决定了连接更新的开始时刻。发送消息时，主设备为连接更新选定一个未来的时间点，并且放在消息中。接到消息后，从设备会记住这个未来的时刻，届时再切换至新的连接参数。

6. 由于低功耗蓝牙没有时钟，要决定瞬时时刻只有依靠计算连接事件的个数。因此，每一个连接事件都会被计数，链路上的第一个连接事件，也就是在连接请求之后的位于首个传输窗口里的连接事件记为 0。因此，瞬时实际上是一个连接事件的计数器，相应的连接事件到来时就使用新的参数。为了让从设备收到数据包，主设备必须为其提供足够的机会。不过从设备延迟是多少，都应该至少保证 6 次数据发送机会。也就是说，如果从设备延迟为 500ms，那么瞬时通常被设定在 3s 之后的某个未来时刻，瞬时到来时，从设备开始侦听发送窗口，就好像连接建立的过程那样。主设备能够调整从设备的计时，总体而言不超过 1.25ms。不过，由于主设备可能还是一个经典蓝牙设备，上述调整使其得以协调低功耗蓝牙从设备，从而更好地完成调度。一旦该过程结束，新的连接间隔、监控超时、从设备延迟值将投入使用。

8. 连接参数的修改

1. 如果连接事件的间隔有可能太快了，导致过多的电量浪费。

2. 连接参数更新请求命令仅用于从设备向主设备发送，这是由于主设备随时都能启动链路层连接参数更新控制（Connection Parameter Update Control）规程。如果该命令由主设备发送，从设备会将其视为一个错误，并返回带有"命令不理解"原因代码的"命令拒绝"命令。

3. 从设备可以在任何时候发送该命令；收到该信息的主设备如果可以修改连接参数，则将返回"连接参数更新响应"（Connection Parameter Update Response），其中的结果代码设为"接受（accepted）"。随后，主设备将会启动链路层连接参数更新控制规程。

4. 如果主设备不同意从设备的请求参数，它可以发送结果代码为"拒绝（rejected）"的连接参数更新响应命令以拒绝请求。此时从设备有两个选择：要么接受主设备希望的正在使用的连接参数，要么终止连接。终止连接的做法咋看起来可能让人觉得很激进，但是，假如使用当前的参数从设备将会在一周内耗尽电量，而使用请求的参数则可以持续数年，很明显，合理的选择只有一个。