蓝牙的规格和特性

Posted 2023-05-12

参考技术A

短链接广播技术（后来改名为蓝牙）最初是由爱立信移动的CTO Nils Rydbeck在瑞典隆德（Lund）所开发，目的是根据1989年发表的两项发明（Johan Ullman博士1989年6月2日发布的SE 8902098-6和1992年7月24日发布的SE 9202239），开发一个无线耳机。Nils Rydbeck把规格指定的工作交给了Tord Wingren，把开发的工作交给了Jaap Haartsen和Sven Mattisson。他们在瑞典隆德的爱立信工作。这一规格是基于跳频技术。
蓝牙规格由蓝牙技术联盟正式推出，蓝牙技术联盟是1998年5月20日正式宣布成立的。如今它的全球成员公司已超过两万五千家。它最初是由爱立信、IBM、英特尔、东芝和诺基亚创立的，后开又有许多公司加入。
所有的蓝牙标准版本都支持向下兼容，让最新的版本能够覆盖所有旧的版本。
蓝牙核心规格工作组（Bluetooth Core Specification Working Group，简称CSWG）主要制定4种规格 蓝牙核心规格，通常几年更新一次 核心规格附录（CSA），每年可发布更新数次 核心规格补充（CSS），发布较快 勘误表 这一蓝牙核心版本发布于2004年。主要不同在于增强数据率（EDR）的推出，它能够实现更快速的数据传输。EDR的标称速率是3 Mbit/s，尽管实践中的数据传输速率为2.1 Mbit/s。EDR使用GFSK、相移键控（PSK）调制和π/4-DQPSK、 8DPSK两个变量的组合。EDR可通过减少工作周期提供更低的功耗。
这一规格命名为Bluetooth v2.0 + EDR，意谓EDR是选择性的功能。除了EDR，2.0 规格还包括其它一些小的改进。产品无需支持更高速的数据率也可完成蓝牙2.0的合规性认证。至少有一个商业设备在其数据表上是写明了其是“不支持EDR的蓝牙2.0”。 蓝牙核心规范2.1 + EDR 是蓝牙技术联盟于2007年7月26日推出的。
2.1最大的特点是安全简易配对（SSP）：它为蓝牙设备提高了配对体验，同时也提升了安全性的实际应用和强度。请参考后面的“配对”部分了解更多详情。
2.1还包括其他一些改进，包括“延长询问回复”（EIR），在查询过程中提供更多信息，让设备能在连接前更好地进行筛选；以及像低耗电监听模式（Sniff Subrating），它能够在低功耗模式下降低耗电。 蓝牙核心规格3.0 + HS版本是蓝牙技术联盟2009年4月21日推出的。蓝牙3.0+HS的传输速率理论上可高达24 Mbit/s，尽管这并非是通过蓝牙链接本身。相反，蓝牙链接是用于协商和建立，高速的数据传输是由相同位置的802.11链接完成的。
主要的新特性是AMP（Alternative MAC/PHY），它也是802.11新增的高速传输功能。高速并非该规格的强制特性，因此只有标注了+HS商标的设备才是真正通过802.11高速数据传输支持蓝牙。没有标注+HS后缀的蓝牙3.0设备仅支持核心规格3.0版本或之前的核心规范附录1。
L2CAP增强模式
加强版重传模式（Enhanced Retransmission Mode，简称ERTM）采用的是可靠地L2CAP 通道，而流模式（Streaming Mode，简称SM）采用的是没有重传和流量控制的不可靠的网络通道。推出于核心规格附录1。
Alternative MAC/PHY
蓝牙配置文件数据可通过备用的MAC和PHYs传输。蓝牙射频仍用于设备发现、初始连接和配置文件配置。但是当有大量数据传输需求时，高速的备选MAC PHY 802.11 （通常与Wi-Fi有关）可传输数据。这意味着蓝牙在系统闲置时可使用已经验证的低功耗连接模型，在需要传输大量数据时使用更快的无线电。AMP链接需要加强型L2CAP 模式。
单向广播无连接数据（Unicast Connectionless Data）
单向广播无连接数据无需建立明确的L2CAP通道即可传输服务数据。主要用于对用户操作和数据的重新连接/传输要求低延迟的应用。它仅适用于小量数据传输。
增强型电源控制（Enhanced Power Control）
增强型电源控制更新了电源控制功能，移除了开环功率控制，还明确了EDR新增调制方式所引入的功率控制。增强型电源控制规定了期望的行为。这一特性还添加了闭环功率控制，意味着RSSI过滤可于收到回复的同时展开。此外，还推出了“直接开到最大功率（go straight to maximum power）”的请求，旨在应对耳机的链路损耗，尤其是当用户把电话放进身体对侧的口袋时。
超宽频（Ultra-wideband）

蓝牙3.0版本的高速（AMP）特性最初是为了UWB应用，但是WiMedia联盟（WiMedia Alliance，负责用于蓝牙的UWB特点的组织）2009年3月宣布解散，最终UWB也从核心规格3.0版本中剔除。
2009年3月16日，WiMedia联盟宣布他们已经进入WiMedia超宽频（UWB）版本技术转移协议的讨论中。WiMedia已经向蓝牙技术联盟、无线USB促进联盟（Wireless USBPromoter Group）、应用者论坛（USB Implementers Forum）转移了所以当前和未来版本，包括未来的高速和功率优化等相关工作。在技术转移、市场和相关行政条款成功完成之后，WiMedia联盟停止了运营。
2009年10月，蓝牙技术联盟暂停将UWB作为蓝牙3.0+HS alternative MAC/PHY解决方案一部分的开发。因为前WiMedia中少数、但地位重要的成员不愿签署IP转移的必要协定。蓝牙技术联盟如今正在评估其他选择，以利于其长期的发展。 另请参考：蓝牙低功耗

蓝牙技术联盟于2010年6月30日正式推出蓝牙核心规格4.0 （称为Bluetooth Smart）。它包括经典蓝牙、高速蓝牙和蓝牙低功耗协议。高速蓝牙基于Wi-Fi，经典蓝牙则包括旧有蓝牙协议。
蓝牙低功耗，也就是早前的Wibree，是蓝牙4.0版本的一个子集，它有着全新的协议栈，可快速建立简单的链接。作为蓝牙1.0 – 3.0版本中蓝牙标准协议的替代方案，它主要面向对功耗需求极低、用纽扣电池供电的应用。芯片设计可有两种：双模、单模和增强的早期版本。早期的Wibree和蓝牙ULP（超低功耗）的名称被废除，取而代之的是后来用于一时的BLE。2011年晚些时候，新的商标推出，即用于主设备的 “Bluetooth Smart Ready”和用于传感器的“Bluetooth Smart”。 单模情况下，只能执行低功耗的协议栈。意法半导体、笙科电子、CSR、北欧半导体和德州仪器已经发布了单模蓝牙低功耗解决方案。 双模情况下，Bluetooth Smart功能整合入既有的经典蓝牙控制器。截至2011年3月，高通创锐讯、CSR、博通和德州仪器已宣布发表符合此标准的芯片。适用的架构共享所有经典蓝牙既有的射频和功能，相比经典蓝牙的价格上浮也几乎可以忽略不计。 单模芯片的成本降低，使设备的高度整合和兼容成为可能。它的特点之一是轻量级的链路层，可提供低功耗闲置模式操作、简易的设备发现、和可靠地点对多数据传输，并拥有成本极低的高级节能和安全加密连接。
4.0版本的一般性改进包括推进蓝牙低功耗模式所必需的改进、以及通用属性配置文件（GATT） 和AES加密的安全管理器（SM） 服务。
核心规格附录2 于2011年12月正式推出，它包括对音频主机控制器接口和高速（802.11）协议适配层的改进。
核心规格附录3修订2于2012年7月24日正式被采用。
核心规格附录4于2013年2月12日正式被采用。 蓝牙技术联盟于2013年12月正式宣布采用蓝牙核心规格4.1版本。 这一规格是对蓝牙4.2版本的一次软件更新，而非硬件更新。这一更新包括蓝牙核心规格附录（CSA1、2、3和4）并添加了新的功能、提高了消费者的可用性。这些特性包括提升了对LTE和批量数据交换率共存的支持，以及通过允许设备同时支持多重角色帮助开发者实现创新。

4.1版本的特性如下 移动无线服务共存信号 Train nudging与通用接口扫描 低占空比定向广播 基于信用实现流控的L2CAP面向连接的专用通道 双模和拓扑 低功耗链路层拓扑 802.11n PAL 宽带语音的音频架构更新 更快的数据广告时间间隔（Fast Data Advertising Interval） 有限的发现时间 请注意有些特性在4.1版本之前的核心规格附录（CSA）中就已存在。

蓝牙4.2发布于2014年12月2日。它为IOT推出了一些关键性能，是一次硬件更新。 但是一些旧有蓝牙硬件也能够获得蓝牙4.2的一些功能，如通过固件实现隐私保护更新。
主要改进之处如下： 低功耗数据包长度延展 低功耗安全连接 链路层隐私权限 链路层延展的扫描过滤策略 Bluetooth Smart设备可通过网络协议支持配置文件（Internet Protocol Support Profile，简称IPSP）实现IP 连接。 IPSP为Bluetooth Smart添加了一个IPv6连接选项，是互联家庭和物联网应用的理想选择。 蓝牙4.2通过提高Bluetooth Smart的封包容量，让数据传输更快速。 业界领先的隐私设置让Bluetooth Smart更智能，不仅功耗降低了，窃听者将难以通过蓝牙联机追踪设备。 消费者可以更放心不会被Beacon和其他设备追踪。 这一核心版本的优势如下： 实现物联网：支持灵活的互联网连接选项（IPv6/6LoWPAN 或 Bluetooth Smart 网关） 让Bluetooth Smart 更智能：业界领先的隐私权限、节能效益和和堪称业界标准的安全性能 让Bluetooth Smart 更快速： 吞吐量速度和封包容量提升

光级的蓝牙 Gatt 特性

【中文标题】光级的蓝牙 Gatt 特性

【英文标题】：Bluetooth Gatt Characteristics for Light Level

【发布时间】：2016-03-22 10:57:47

【问题描述】：

光敏电阻测量的光照水平是否存在特性？我似乎在蓝牙规格中找不到它，即使我想象它会在环境感应下？ 有没有办法在不选择不同特性的情况下使用它？ https://developer.bluetooth.org/gatt/characteristics/Pages/CharacteristicsHome.aspx

是否可以创建用于光照级别的自定义特征？还是它已经以某种方式存在？

我正在使用 Arduino 101，我正在使用 Android 上的 BLE 阅读。

【问题讨论】：

我没有发现任何有用的东西，但是 Irradiance。顺便说一句，“光照水平”不是一个合适的术语。

【参考方案1】：

是的，您可以创建自定义 GATT 服务并使用它来转移您想要的价值。您应该使用未使用的 128 位 UUID 作为自定义 UUID。由于蓝牙不支持您创建的这个新 UUID，因此您必须注意从您要向其发送日期的其他设备解码此 UUID。