低功耗藍牙(BLE)—概念

1. 種類

單模藍牙:僅支持傳統藍牙和BLE(低功耗藍牙)中的一種;
雙模藍牙:同時支持傳統藍牙和BLE(低功耗藍牙)。

2. 部署方案

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3. 節點類型

根據藍牙協議不同的協議層有不同的角色

1. Server和Client(GATT)——屬性服務層

Server(服務器)就是數據中心,一般指藍牙設備,一般是從機;
Client(客戶端)就是數據訪問者,一般指手機,一般是主機。
特別說明:它與主/從設備是獨立的概念,一個主設備既可以充當Server,又可以充當Client,從設備亦然。一般來說,從設備是數據提供者,即Server。

2. 集中器和外設(GAP)

待定……

3. 廣播者和掃描者——鏈路層

廣播者是傳輸數據包的設備;
掃描者是接收廣播者數據包的設備。

4. 主機和從機——鏈路層

Master,主機,主設備,微微網中協調與其他設備的操作的一臺複雜設備;
使用此模塊的步驟詳見:入門教程6.2.1小節
Slave,從機,從設備,與主機一起工作的簡單設備,通常是用途單一的設備。
使用此模塊的步驟詳見:入門教程6.2.1小節

5. 發射器和接收器——物理層

待定……

4. 透傳和SPP

時常有同事問起數據透傳是什麼意思,可能是代碼接觸的比較少,下面就簡單的說一下吧。其實很簡單,一般是指我們上層的數據以buf的形式經過底層模塊去傳送,底層只保證將這段buf傳出去,而不去關心buf中具體是什麼樣的數據,不用去解析buf中的具體內容。

具體一點,以兩個QQ客戶端聊天爲例,QQ的UI層定義了表示聊天信息的結構體(結構體中包含文字內容、文字顏色、文字字體及文字大小等信息),當QQ客戶端發送信息時將信息填充到結構體中,然後再將結構體“壓到”buf中,交給底層去傳送,底層不知道buf中存放的是什麼內容,也不用關心是什麼內容,只要將buf發送給對端QQ就可以了。當對端QQ收到buf後,將buf中的內容轉化成結構體,然後UI層去解析這個結構體就能得到具體的聊天信息了,從而將聊天信息顯示到界面去。這就是一個具體的底層數據透傳的例子。

藍牙通信過程中提到的透傳概念也與上述概念相似。

Serial Port Profile,串行端口配置文件

SPP定義瞭如何設置虛擬串行端口及如何連接兩個藍牙設備。SPP基於ETSI TS 07.10規格,使用RFCOMM協議提供串行商品仿真。SPP提供了以無線方式替代現有的RS-232串行通信應用程序和控制信號的方法。SPP爲DUN、FAX、HSP和LAN配置文件提供了基礎。此配置文件可以支持最高128kb/s的數據率。SPP依賴於GAP。

5. LQI和RSSI

LQI和RSSI都是通過接收端判斷當前無線環境的質量。

LQI (Link Quality Indication),是當前接收到的信號的質量的一種度量。所謂的接收到信號的質量,是接收器通過接收到的信號和理想信號之間的錯誤累積值估算的。例如,如果使用FSK或者GFSK調製方式,接收器可以將每個bit的頻率和期望的頻率比較,累積一定數量的symbols(例如64個),就得到了錯誤累積值。由此可知,由於LQI的測量和調製方式有關,因此它可以相對地給出當前的鏈路質量(質量越好,LQI的值越小,反之越大)。

RSSI(Received Signal Strength Indication),是信號強度的指示,而不關心信號的質量(quality)或者正確率(correctness)。LQI不關心實際的信號強度,但信號質量卻和信號強度有關,因爲越強的信號,越不容易受到干擾,在接收端的表現就是“正確率”較高、LQI較低、信號質量較好。

6. 手機兼容性

iPhone4S+iOS7.0 和以後的設備均完美支持藍牙 4.0單模設備
Android4.3 系統開始全面支持 BLE
有待擴展……

7. 短距離無線網絡

無線局域網 WLANs,Wireless Local Area Networks
無線個域網 WPANs,Wireless Personal Area Networks
其中藍牙屬於無線個域網。

其他:
無線廣域網 WWAN,Wireless Wide Area Networks
無線城域網 WMAN,Wireless Metropolitan Area Networks

8. 應用

8.1 行業分類

1. 家庭和樓宇自動化

已聯網家用電器
照明
安全鎖
網關
安防系統

2. 工業

物流
生產製造自動化
資產跟蹤和管理
HMI 和遠程顯示
訪問控制

3. 零售

信標
廣告
電子貨架標籤 (ESL) 和價格標籤
銷售點和支付系統

4. 健康和醫療

溫度計
SpO2
血糖儀和血壓計
體重秤
助聽器

5. 運動和健身設備

活動監視器和健身追蹤器
心率監視器
跑步和自行車傳感器
運動手錶
健身房器械
團體運動裝備

6. HID

語音遠程控制
遊戲
鍵盤和鼠標

7. 汽車電子

計算機周邊:鼠標、鍵盤、耳機、打印機、傳真機
手機周邊:耳機、音箱、信標、手環

8.2 舉例

鞋子
運動手環
掃地機
遙控車
環境監測
簡單定位
電錶、水錶、氣表
病人監控系統、血壓計、血糖儀
測溫計
智能門鎖
手機、平板、智能家電
監測輪胎壓力
防丟器

智能手機以及平板電腦周邊產品;
智慧燈控,如藍牙Mesh燈控節點;
智慧家居,智慧城市,智慧畜牧等;
無線可穿戴藍牙設備,如手環、防丟器等;

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