低功耗蓝牙协议栈全面解答
协议栈框架
一般而言，我们把某个协议的实现代码称为协议栈（protocol stack），BLE协议栈就是实现低功耗蓝牙协议的代码，理解和掌握BLE协议是实现BLE协议栈的前提。在深入BLE协议栈各个组成部分之前，蓝牙模块厂家-云里物里科技带大家先看一下BLE协议栈整体架构。
如上图所述，要实现一个BLE应用，首先需要一个支持BLE射频的芯片，然后还需要提供一个与此芯片配套的BLE协议栈，最后在协议栈上开发自己的应用。可以看出BLE协议栈是连接芯片和应用的桥梁，是实现整个BLE应用的关键。那BLE协议栈具体包含哪些功能呢？简单来说，BLE协议栈主要用来对你的应用数据进行层层封包，以生成一个满足BLE协议的空中数据包，也就是说，把应用数据包裹在一系列的帧头（header）和帧尾（tail）中。具体来说，BLE协议栈主要由如下几部分组成：
PHY层（Physical layer物理层）。PHY层用来指定BLE所用的无线频段，调制解调方式和方法等。PHY层做得好不好，直接决定整个BLE芯片的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。
LL层（Link Layer链路层）。LL层是整个BLE协议栈的核心，也是BLE协议栈的难点和重点。像Nordic的BLE协议栈能同时支持20个link（连接），就是LL层的功劳。LL层要做的事情非常多，比如具体选择哪个射频通道进行通信，怎么识别空中数据包，具体在哪个时间点把数据包发送出去，怎么保证数据的完整性，ACK如何接收，如何进行重传，以及如何对链路进行管理和控制等等。LL 层只负责把数据发出去或者收回来，对数据进行怎样的解析则交给上面的GAP 或者ATT。
HCI（Host controller interface）。HCI是可选的（具体请参考文章：三种蓝牙架构实现方案（蓝牙协议栈方案），HCI主要用于2颗芯片实现BLE协议栈的场合，用来规范两者之间的通信协议和通信命令等。
GAP层（Generic access profile）。GAP是对LL层payload（有效数据包）如何进行解析的两种方式中的一种，而且是最简单的那一种。GAP简单的对LL payload进行一些规范和定义，因此GAP能实现的功能极其有限。GAP目前主要用来进行广播，扫描和发起连接等。
L2CAP层（Logic link control and adaptation protocol）。L2CAP对LL进行了一次简单封装，LL只关心传输的数据本身，L2CAP就要区分是加密通道还是普通通道，同时还要对连接间隔进行管理。
SMP（Secure manager protocol）。SMP用来管理BLE连接的加密和安全的，如何保证连接的安全性，同时不影响用户的体验，这些都是SMP要考虑的工作。
ATT（Attribute protocol）。简单来说，ATT层用来定义用户命令及命令操作的数据，比如读取某个数据或者写某个数据。BLE协议栈中，开发者接触最多的就是ATT。BLE引入了attribute概念，用来描述一条一条的数据。Attribute 除了定义数据，同时定义该数据可以使用的ATT命令，因此这一层被称为ATT 层。
GATT（Generic attribute profile）。GATT用来规范attribute中的数据内容，并运用group（分组）的概念对attribute进行分类管理。没有GATT，BLE 协议栈也能跑，但互联互通就会出问题，也正是因为有了GATT和各种各样的应用profile，BLE摆脱了ZigBee等无线协议的兼容性困境，成了出货量最大的2.4G无线通信产品。
蓝牙连接可实现超低功耗 ULP(超低功率)蓝牙以往被称为Wibree技术，并于今年6月纳入蓝牙技术联盟(SIG)。这项低功率无线技术可用于小型设备之间的简单数据传输，仅需一枚钮扣大小的电池供电就可运行10年之久。这意味着，ULP能提供一种全新的蓝牙连接特性，可以满足各种细分产品的通信需求，如手表、训练鞋、电视遥控器、医疗传感器等。 ULP蓝牙采用具有搜索次分级功能的搜索模式，标准蓝牙也是采用这种模式来实现低功率运行。其区别在于，ULP 蓝牙从连接开始就采用这种模式。这就是说，每个ULP蓝牙连接均自动处于次分级的搜索模式，因而能自动以极低功率运行。 在成本方面，ULP蓝牙设备可采用现有的标准CMOS加工技术制造。由于通信时间要求不如标准蓝牙那样紧迫，因此可以采用较低成本的晶体制造，这使得ULP蓝牙在外部材料的成本费用方面就要比标准蓝牙低。ULP蓝牙的设计也十分可靠，它采用跳频技术，确保能从单频闭塞系统中恢复，不会受到其他跳频器干扰。 蓝牙自诞生以来就具备低功率的特点。而超低功率形式的蓝牙经过优化，其功率将更低。考虑到蓝牙设备大部分时
候并不是连续地彼此通信，而只是闲置一旁，等待接受指令，因此，对于一个有99%的时间被闲置的设备来说，优化其闲置状态下的功耗非常必要。ULP蓝牙的功耗优化主要是通过采用比传统蓝牙更少的频率来实现的，占用时间随之减少，接通时的功耗也更低。 标准蓝牙采用32种频率进行连接，而ULP蓝牙仅采用3种频率。因此，标准蓝牙的负载率是1%，而ULP蓝牙的负 载率仅为0.1%。ULP蓝牙设备还以通告的方式主动与周围的其他设备进行通信，然后迅速接收反馈，看是否有其他设备可以连接，如果没有，ULP蓝牙设备将自行长时间关闭，直至发出下一次通告。 既然ULP蓝牙的功率控制得这么好，为什么还要采用标准蓝牙呢？事实上，在优化ULP蓝牙以实现极低功耗的同时，我们也不得不做出一些牺牲。对于ULP蓝牙来说，这些损失包括立体声音频应用所需的较高数据传输速率和极低的延时。不仅如此，ULP蓝牙也只能通告自己的数据，例如，传 感器只需报告温度，而没有必要建立连接或进行SDP记录，而扫描设备只是发现温度传感器，得到的也仅仅是温度数据。 比较而言，连接移动耳机和电话是标准蓝牙的一种更为典型的应用。与ULP蓝牙相比，这种应用要求较低延时和较高带宽的连接。由此可见，ULP蓝牙的设计目的在于迅速高效地传输少量数据，而标准蓝牙的设计目的是传输大量数据。
RW_BLE_CORE记录 传输信道 BLE的传输信道在2.4G频段有40个channel。包括2种物理信道：广播信道和数据信道。数据帧中设置Access Address用于标识该信道，防止信道碰撞。Channel MAP如下： 数据帧通信 蓝牙帧结构如下： Preamble：根据Access Address而定，假如AA的LSB（最右bit）bit为1，则前导便是10101010b，反之则为01010101b。 Access Address：广播帧的AA为：0x8E89BED6。其他情况可以是一个32bit的随机数。AA需满足以下条件 ·不超过连续6个1或者0。 ·与广播帧的AA不同bit超过1个。 ·不能4byte相同。 ·0 1跳变不能超过24次 ·MSB 6bit 0 1跳变超过2次。 以下逐个介绍PDU。
一、Advertising Channel PDU 蓝牙广播帧帧结构 其中Header的帧格式如下： 其中， a、广播帧类型（PDU Type）分为以下几类： ?ADV_IND: connectable undirected advertising event ?ADV_DIRECT_IND: connectable directed advertising event ?ADV_NONCONN_IND: non-connectable undirected advertising event ?ADV_SCAN_IND: scannable undirected advertising event b、Length：3~37bytes 广播帧分为很多种，其区别就是payload所代表的意义不同，以下分别对几种广播帧作分别阐释： 1、ADV_IND ADV_IND的payload格式如下： 在广播帧帧头中的TxAdd位是广播地址的标示位： TxAdd==0：AdvA地址为公用地址； TxAdd==1：AdvA地址为随机地址。 AdvData则是广播HOST的广播数据。 2、ADV_DIRECT_IND 这种帧用于直接接入的广播事件。 ADV_DIRECT_IND的payload帧格式如下：
1.概述： 蓝牙协议规范遵循开放系统互连参考模型(OSI/RM),从低到高地定义了蓝牙 协议堆栈的各个层次。 SIG所定义的蓝牙技术规范的目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现 互操作。互操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用需要不同的协议栈。但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。 2.完整的蓝牙协议栈 完整的蓝牙协议栈如图1所示，不是任何应用都必须使用全部协议，而是可以只使用其中的一列或多列。图1显示了所有协议之间的相互关系，但这种关系在某些应用中是有变化的。 蓝牙协议体系中的协议 蓝牙协议体系中的协议按SIG的关注程度分为四层： 核心协议：BaseBand、LMP、L2CAP、SDP； 电缆替代协议：RFCOMM； 电话传送控制协议：TCS-Binary、AT命令集； 选用协议：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCal、IrMC、WAE。 除上述协议层外，规范还定义了主机控制器接口（HCI），它为基带控制器、连接管理器、硬件状态和控制寄存器提供命令接口。在图1中，HCI位于L2CAP 的下层，但HCI也可位于L2CAP上层。
蓝牙核心协议由SIG制定的蓝牙专用协议组成。绝大部分蓝牙设备都需要核心协议（加上无线部分），而其他协议则根据应用的需要而定。总之，电缆替代协议、电话控制协议和被采用的协议在核心协议基础上构成了面向应用的协议。3．蓝牙核心协议介绍 1）基带协议 基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，其任一分组在指定时隙、指定频率上发送。它使用查询和分页进程同步不同设备间的发送频率和时钟，为基带数据分组提供了两种物理连接方式，即面向连接（SCO）和无连接（ACL），而且，在同一射频上可实现多路数据传送。ACL适用于数据分组，SCO适用于话音以及话音与数据的组合，所有的话音和数据分组都附有不同级别的前向纠错（FEC）或循环冗余校验（CRC），而且可进行加密。此外，对于不同数据类型（包括连接管理信息和控制信息）都分配一个特殊通道。 可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音，面向连接的话音分组只需经过基带传输，而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单，只需开通话音连接就可传送话音。 2）连接管理协议（LMP） 该协议负责各蓝牙设备间连接的建立。它通过连接的发起、交换、核实，进行身份认证和加密，通过协商确定基带数据分组大小。它还控制无线设备的电源模式和工作周期，以及微微网内设备单元的连接状态。 3）逻辑链路控制和适配协议（L2CAP） 该协议是基带的上层协议，可以认为它与LMP并行工作，它们的区别在于，当业务数据不经过LMP时，L2CAP为上层提供服务。L2CAP向上层提供面向连接的和无连接的数据服务，它采用了多路技术、分割和重组技术、群提取技术。L2CAP 允许高层协议以64k字节长度收发数据分组。虽然基带协议提供了SCO和ACL两种连接类型，但L2CAP只支持ACL。 4）服务发现协议（SDP）
传统蓝牙与蓝牙4.0的区别 很多人不明白，蓝牙4.0与以前的传统蓝牙有什么区别，这些区别分别表现在哪里，下面随着蓝牙模块厂家云里物里一起来看下。根据SIG官方提供的数据，蓝牙4.0低功耗与传统的蓝牙技术相比，主要的改进主要体现在待机功耗的减少，高速连接的实现和峰值功率的降低三个方面。 第一、高速连接的实现 要明白这一过程，我们必须先介绍一下蓝牙设备和主机设备的连接步骤。 第一步：通过扫描，试图发现新设备 第二步：确认发现的设备没有而已软件，也没有处于锁定状况 第三步：发送IP地址 第四步：收到并解读待配对设备发送过来的数据 第五步：建立并保存连接按照传统的蓝牙协议的规范，若某一蓝牙设备正在进行广播，则它不会响应当前正在进行的设备扫描，而低功耗蓝牙协议规范允许正在进行广播的设备连接到正在扫描的设备上，这就有效避免了重复扫描，而通过对连接机制的改善，低功耗蓝牙下的设备连接建立过程已Bluetooth4.0蓝牙方案全球提供解决中心。 可控制在3ms内完成，同时能以应用程序迅速启动链接器，并以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连结，而传统蓝牙协议下即使只是建立链路层连接都需要花费100ms，建立L2CAP(逻辑链路控制与适应协议)层的连接建立时间则更长。蓝牙低功耗协议还对拓扑结构进行了优化，通过在每个从设备及每个数据包上使用32位的存取地址，能够让数十亿个设备能被同时连接。此技术不但将传统蓝牙一对一的连结优化，同时也利用星状拓扑来完成一对多点的连结。连接和断线切换迅速的应用场景下，数据能够在网状拓扑之间移动，但不至于为了维持此网络而显得过于复杂，这也有效减轻了连接复杂性，减少了连接建立时间。 第二、降低峰值功率 低功耗蓝牙对数据包长度进行了更加严格的定义，支持超短(8～27Byte)数据封包，并使用了随机射频参数和增加了GSFK调制索引，这些措施最大限度地减少了数据收发的复杂性；此外低功耗蓝牙还通过增加调变指数，并采用24位的CRC(循环冗余检查)确保封包在受干扰时具有更大的稳定度，低功耗蓝牙的射程增加至100m以上，以上措施结合蓝牙传统的跳频原理，有效降低了峰值功率。 第三、待机功耗的下降 传统蓝牙设备的待机耗电量大一直是为人所诟病的缺陷之一，这与传统蓝牙技术动辄采用16～32个频道进行广播不无关系，而低功耗蓝牙仅使用了3个广播通道，且每次广播时射频的开启时间也由传统的22.5ms减少到0.6～1.2ms，这两个协议规范上的改变显然大大降低了因为广播数据导致的待机功耗；此外低功耗蓝牙设计了用深度睡眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，在深度睡眠状态下，主机长时间处于超低的负载循环(DutyCycle)状态，只在需要运作时由控制器来启动，因主机较控制器消耗更多的能源，因此这样的设计也节省了最多的能源；在深度睡眠状态下，协议也针对此通讯模式进行了优化，数据发送间隔时间也增加到0.5～4s，传感器类应用程序发送的数据量较平常要少很多，而且所有连接均采用先进的嗅探性次额定(Sn i f f-Subrating)功能模式，因此此时的射频能耗几乎可以忽略不计，综合以上因素，低功耗蓝牙的待机功耗较传统蓝牙大大减少。
了解低功耗蓝牙SOC芯片应用需求 评估低功耗蓝牙SOC芯片时考虑应用需求是很重要的。大多数供应商都试图以负责任的态度来展示他们器件的数值，但是对于一个可能要支持多种不同应用的器件而言，所提供的数值显然不可能适合所有应用案例。在这种情况下终端应用的知识就变得至关重要。 选择低功耗蓝牙SOC芯片时，工作电流和睡眠电流是关键指标。必须将这些电流数值置入与应用环境紧密匹配的模型中，以产生对平均功耗的合理评估。此类模型通常包括开/关占空比，我们知道低占空比更适合使用具有最低深度睡眠电流的SoC，而高占空比则更适合具有最低工作电流的SoC。 另一个重要参数可能是终端产品的环境温度。低功耗蓝牙SOC芯片在25℃时的漏电流与85℃或更高温度时的漏电流明显不同。高温下的漏电流是工业应用中的关键选择标准，例如子计量表，因为其需要在高温下确保电池寿命。 在25℃时的低功耗蓝牙SOC芯片的漏电流与85℃或更高温度时的漏电流有显著差异。电流在很大程度上取决于SoC时钟频率。内部直流-直流（DC-DC）转换器在3V供电时的芯片电流。 应用的另一个重要元素在于所使用的电池技术类型（在电池供电的终端产品中）。电池要为集成在最新低功耗蓝牙SOC芯片中的片上DC-DC转换器供电。使用DC-DC转换器将显著降低整个SoC的工作电流消耗。一些复杂的SoC可能会为射频和CPU集成独立的DC-DC转换器。这种做法提供了一种优化的解决方案，但趋势显然是只使用一个转换器，从而最小化SoC的成本。 使用dc-dc转换器将显著降低整个SoC的工作电流消耗。一些复杂的SoC可能会为射频和CPU集成独立的dc-dc转换器。这种做法提供了一种优化的解决方案，但趋势显然是只使用一个转换器，从而最小化SoC的成本。 最后了解如何使用片内或片外存储器也很重要。低功耗蓝牙终端节点的一个常见需求是执行软件的无线（OTA）更新。根据传输的固件映像的大小，使用外接闪存可能成本更低。但事实证明其增加的功耗和潜在的安全问题可能比使用片上闪存要高得多。对OTA更新进行详细分析将有助于确定最合适的内存物料清单。 近年来低功耗蓝牙SOC芯片大幅降低了总工作电流消耗，同时保持了更低的深度睡眠电流。原因是硅技术从较大的尺寸迁移到了更优化的工艺节点。 例如当禁用片上dc-dc转换器而从片上闪存运行Coremark时，Arm Cortex-M33CPU需要54μA/MHz的功耗。当激活同一个dc-dc转换器时，相同的操作仅需要37μA/MHz的功耗。 在深度睡眠模式下，保留的ram至关重要，因为它是大部分功耗预算的来源，而
Nordic超低功耗蓝牙芯片nRF8001 11月18日，2010年中国无线世界暨物联网大会在京正式举行，C114中国通信网为本届会议的独家战略合作媒体，进行现场全程直播报道。 主持人：下面有请来自Nordic Semiconductor ASA的Sebastien Mackaie-Blanchi先生做演讲，题目是《纽扣电池续航的蓝牙技术》。 Sebastien Mackaie-Blanchi：今天早晨大家听到了关于蓝牙技术的演进路线，下面我给大家更多地介绍一下蓝牙技术低功耗的特点，特别是在纽扣上面低功耗的技术。 今天我给大家介绍一下纽扣电池为什么需要蓝牙技术呢？在设计这样的设备的时候要有什么考虑呢？ 首先我们可以看到纽扣电池已经存在很多年了，比如像你的手表上也会用到纽扣电池，有一些体育运动设备，比如说测量仪表也会使用这个纽扣技术，现在蓝牙技术，特别是4.0的规范给我们提供了很多可能性。无论是什么样的规范我们都在看，而且蓝牙技术也是其中一个选择。蓝牙的低功耗技术将会更好地支持我们的纽扣电池，比如说一些玩具、体育用品以及其他的东西，可能使用的不仅仅是蓝牙技术。我们来看一看到底这个纽扣电池是什么样的呢？它有不同的类型，它们有时候容量很大，有时候容量很小。 请看一下我们的CR1216，它是25毫安，它的容量非常好，这是表标准使用的纽扣电池。大家可以看到，它的平均电流对寿命有着非常大的影响。其中一个非常重要的特征请大家记住，基于25毫安，如果使用这样的功耗的话，每天24小时运行，每周7天来运行，它可以用一年的时间，我们要保证它的平均电流要尽量地低，如果要使用一年的时间，你要保证它的电流要低于25毫安，而且它的峰值电流也是非常重要的，有的时候峰值电流可能是比较高的，如果峰值电流比较高的话，会影响电池的容量。如果它的峰值电流越高的话，它的电池寿命越短。大家在使用纽扣电池的时候，如果它的峰值电流低的话，也意味着它的功耗比较低。在温度不同的情况下使用，它的寿命也是不一样的。所以说在设计纽扣电池的时候我们要考虑两个重要的指标，一个是平均电流，一个是峰值电流。 我们有一个中心的设备，大家可以看到在中间，还有其他的一些外设设备，关键的是可以看到中间的设备它将会保证和传感器的连接，将这个设备连接的时候，中央的设备将会是连接的核心，因为中心的设备将会影响连接的参数，它会决定比如说和传感器多长时间交换一下数据，要和交换器交换多少数据。所以不仅要看传感器的问题，也取决于你的设备，它是不是使用屏幕或者是其他的功能，它的功耗肯定会有所不同。关键的要素在于，如果来看手机的话，它有应用在运行，它就会决定你的连接参数，它会确定出来多快的时间会影响你的功耗。蓝牙技术应该尽量少地使用电能，它们也可以增加包交换的时延，它并不是针对大流量的应用设计的。所以说纽扣电池并不是要以这样的应用，我们只是针对一些非常简单的应用，尽量频率要少的交换数据，比如一些远程的控制或者是其他的一些非常简单的设备。像耳机之类的，这些可能只能使用可充电电池而不能使用纽扣电池。如果从一个设备到另外一个设
蓝牙5.0，几款低功耗蓝牙模块介绍 蓝牙5.0是蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group)于2016年6月16日发布的新一代蓝牙标准。新标准将比蓝牙4.2有全面的提升，无论是通信速度、通信距离还是通信容量都有大幅度的改善。 官方表示，全新蓝牙5.0标准在性能上将远超目前的版本，也就是蓝牙4.2LE版本，包括在有效传输距离上将是4.2LE版本的4倍，也就是说，理论上，蓝牙发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米。而传输速度是4.2LE版本的2倍，速度上限为24Mbps。 下面小编就为你介绍几款低功耗的蓝牙5.0、蓝牙4.2模块。 MS88SF2 MS88SF2是采用Nordic nRF52840设计的贴片蓝牙5.0模块。它是一款高性价比、低功耗的片上系统(Soc)解决方案，适合蓝牙低功耗的应用，它降低了建立网络节点的成本。它有一个ARM内核Cortex-M4F的RF收发器，MCU有更快的运行速度，内核运行速度达到64Mhz，它能够实现更强大的运算能力以及浮点运算的技术，能实现非常复杂的算法。1MB FLASH程序空间、256KB RAM和其它功能强大的配套资源。它适用于低功耗系统、超低的睡眠电流及运行时的低功耗。 MS50SFB
MS50SFB是采用Nordic nRF52832设计的贴片5.0模块，该模块可采用PCB天线，陶瓷天线，带IPEX端子三种方式。它有一个ARM内核Cortex-M4F的RF收发器，MCU有更快的运行速度，它适用于低功耗系统、超低的睡眠电流及运行时的低功耗。 MS50SF6 MS50SF6是采用Nordic nRF52832的WLCSP封装设计的贴片蓝牙4.2模块。它有一个ARM 内核Cortex-M4F的RF收发器，MCU有更快的运行速度，内核运行速度达到64Mhz，它能够实现更强大的运算能力以及浮点运算的技术，能实现非常复杂的算法。512KB FLASH程序空间、64KB RAM和其它功能强大的配套资源。
蓝牙协议栈BlueZ的移植与开发* 欧阳鑫 于红岩 吕杨 (昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明，650051) 摘要：蓝牙技术是当前国内外科技界和产业界研究开发的热点技术，其应用范围包括手机、PDA、信息家电设备等领域，蓝牙技术在嵌入式系统上必将得到广泛的应用。而要在嵌入式系统上提供蓝牙开发支持，蓝牙协议栈的移植是关键。本文分析了蓝牙协议栈BlueZ体系结构，详细介绍了在S3C2410开发板上移植BlueZ的步骤，建立了嵌入式蓝牙应用开发平台，并提出了用BlueZ 开发蓝牙应用程序的思路。 关键字：蓝牙技术；蓝牙协议栈BlueZ；移植；S3C2410；Linux 中图分类号：TP368.1 文献标识码：A BlueZ Porting and Programming Ou Yangxin，Yu Hongyan，Lv Yang (College of Information Engineering and Automation，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650051，China) Abstract: Bluetooth technology is the focused on by the domestic and overseas research institutes. This technology is widely used in mobile phone, PDA, and Information Appliance devices. In the future，bluetooth technology will be widely used in embedded system. Built some bluetooth applications on embedded system，the key technology is porting bluetooth protocol suites to platform. In this paper，we study the BlueZ architecture，describe the steps of Porting BlueZ to S3C2410 Platform in detail，and build the embedded bluetooth application programming platform. In the end, we also give the idea of bluetooth programming. Keywords: bluetooth technology，bluetooth protocol suites BlueZ，porting, S3C2410, Linux 1引言 蓝牙技术是一项低价格、低功耗的射频技术，它能使蓝牙设备实现近距离无线通信。由于蓝牙技术有广泛的应用前景，它已成为当前国内外科技界和产业界研究开发的热点技术。Linux 操作系统的开放的蓝牙协议栈主要包括IBM公司的BlueDrekar，Nokia公司的Affix, Axis公司的OpenBT和官方协议栈BlueZ[1]。BlueZ是公布在Internet上的免费蓝牙协议栈，由于它结构简单，应用方便，具有灵活、高效和模块化的特点且具有较强的兼容性，因此BlueZ已经成为Linux操作系统下的官方的蓝牙协议栈。 S3C2410x是三星公司推出的一款高性价比32位的RISC处理器，内含一个由ARM公司设计的ARM920T核，具有低功耗高性能的特点，适用于对价格及功耗敏感的场合。本文使用的S3C2410开发板主要包含以下部件：S3C2410x芯片，32MB Nor Flash，64MB SDRAM，IIC存储器接口，LCD控制器，UART接口，一个USB(Host)接口。 利用S3C2410开发板上的USB接口，可以外扩蓝牙适配器，但S3C2410开发板上没有实现蓝牙设备驱动。本文对蓝牙协议栈BlueZ进行分析，移植BlueZ到开发板上实现蓝牙设备驱动，提出了使用BlueZ开发蓝牙应用程序的基本思路。 *基金项目：云南省自然科学基金项目(2004F0024M)。
本系列教程将结合TI推出的CC254x SoC 系列，讲解从环境的搭建到蓝牙4.0协议栈的开发来深入学习蓝牙4.0的开发过程。教程共分为六部分，本文为第五部分： 第五部分知识点： 第二十一节 DHT11温湿度传感器 第二十二节蓝牙协议栈之从机通讯 第二十三节蓝牙协议栈主从一体之主机通讯 第二十四节 OAD空中升级 第二十五节 SBL串口升级 有关TI 的CC254x芯片介绍，可点击下面链接查看： 主流蓝牙BLE控制芯片详解（1）：TI CC2540 同系列资料推荐： 由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（1） 由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（2） 由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（3） 由浅入深，蓝牙4.0/BLE协议栈开发攻略大全（4） 有关本文的工具下载，大家可以到以下这个地址： 朱兆祺ForARM 第二十一节 DHT11温湿度传感器 DHT11简介 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相
连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。 技术参数 供电电压： 3.3~5.5V DC 输出：单总线数字信号 测量范围：湿度20-90%RH，温度0~50℃ 测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃ 分辨率：湿度1%RH，温度1℃ 互换性：可完全互换， 长期稳定性： < ±1%RH/年 DHT11 数字湿温度传感器采用单总线数据格式。即，单个数据引脚端口完成输入输出双向传输。其数据包由 5Byte（40Bit）组成。数据分小数部分和整数部分，一次完整的数据传输为40bit，高位先出。DHT11 的数据格式为：8bit 湿度整数数据+8bit 湿度小数数据+8bit 温度整数数据+8bit 温度小数数据+8bit 校验和。其中校验和数据为前四个字节相加。传感器数据输出的是未编码的二进制数据。数据（湿度、温度、整数、小数）之间应该分开处理。例如，某次从 DHT11 读到的数据如图所示： 协议栈DHT11测试
BLE INTRODUCTION Edison 2020蓝牙超低功耗方案与应用 深圳市海博思科技有限公司智能家居、智能厨房、综合方案商与供应商， 研发 设计 生产 一条龙服务
Shenzhen Hypersynes Co., Ltd specialized in developing and manufacturing different types of thermometers,smart home ,smart kitchen, including indoor/outdoor Cooking thermometer, oven thermometer, meat thermometer, candy thermometer, Kamado Thermometer with Bluetooth Wireless 4.0 Bluetooth 5.0.It is comprised of engineers, technicians, and staff members with abundant experiences in the field of optoelectronics, semiconductor and IC design. Now it has developed to be one of the leading manufacturers in this field. Hypersynes pursues the tenet that the quality is first and set up a strict QC system. All of its products are tested strictly to assure safety, accuracy, and reliability. Our products meet European CE, Germany LFGB, and USA FDA standards. Excellent quality and service had the company won a good reputation all over the world. In order to meet the demands in the domestic and overseas markets, Hypersynes also has been developing and researching to manufacture new products continuously. We are able to supply quite wide choices of thermometers to you. In addition, we also can manufacture the products according to your design or customized requirement. Hypersynes a manufacturer and supplier in Shenzhen China. Here you can find high-quality products in a competitive price. Also, we supply OEM ODM service of products for you. Shenzhen Hypersynes Co., Ltd focuses on designing and manufacturing. The company develops its own, Firmware, Hardware and Software Applications to enable a customers total solution. Its Bluetooth products range includes; SMT modules which can support either a SPP or HID (firmware) or SPP HFP, PBAP, AVRCP, A2DP to support our Multimedia modules . Its BLE Serial Adapters have US and EU patented firmware which bluetooth food thermometer act are true cable replacement solution and our USB adapter range come with either a Nano Footprint or Long Range External Antenna for use within food thermometer. 深圳市海博思科技有限公司涉及多种通讯产品，包括蓝牙产品，如烧烤温度计，WiFi 蓝牙吸烟者温度计，kamado 温度计，Smart domi 温度计，智能传感器。凭借其RD /工程设计能力和生产设施，Hypersynes Technology 还可以进一步开发OEM / ODM 蓝牙产品，WiFi 产品。Hypersynes 致力于为嵌入式蓝牙和WiFi IOT 连接提供最佳解决方案。
PC端微软蓝牙协议栈的安装 利用https://www.doczj.com/doc/808605019.html,2005平台和C# 语言编写蓝牙信息系统（包括蓝牙文件传输和蓝牙信息广播）需要微软蓝牙协议栈（MS Stack）的支持。下面就PC端如何安装微软蓝牙协议栈进行操作说明。 1、将USB的蓝牙适配器（BlueTooth Dongle）插入到USB接口中。Windows XP 等系统会提示发现新的硬件。点击取消按钮。如下图所示 2、右键点击桌面上我的电脑，选择属性，进入系统属性对话框，选择硬件，点击设备管理器，将会出现下图所示：
选择详细项，从下拉框中选择Hardware Ids，如下图所示：
4、找到C:\Windows\inf\bth.inf目录下文件，打开bth.inf文件，找到如下所示行： ;------------- Device section - Start ----------------------- [ALPS.NT.5.1] ALPS Integrated Bluetooth Device= BthUsb, USB\Vid_044e&Pid_3005 Alps Bluetooth USB Adapter= BthUsb, USB\Vid_044e&Pid_3006 [Belkin.NT.5.1] Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0081 Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0084 5、在Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0084后在增加一行如下面所示即可。 ;------------- Device section - Start ----------------------- [ALPS.NT.5.1] ALPS Integrated Bluetooth Device= BthUsb, USB\Vid_044e&Pid_3005 Alps Bluetooth USB Adapter= BthUsb, USB\Vid_044e&Pid_3006 [Belkin.NT.5.1] Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0081 Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0084 Belkin Bluetooth Adapter= BthUsb, USB\Vid_050d&Pid_0012 6、保存文件和关闭文件。 7、再在设备管理器中卸载未知的USB device（即刚才的蓝牙设备）。 8、从USB接口拔出USB蓝牙适配器,然后再将USB蓝牙适配器插入USB接口。 9、Windows XP 等系统会提示发现新的硬件，但这一次我们选择“No, not this time”，选择下一步按钮，如下图所示：
影响蓝牙BLE设备低功耗的四个因素 首先，应该明白蓝牙BLE设备的几个状态：从机处于待机，广播，连接状态中的一种，主机处于待机，扫描，连接状态的一种。connection interval是连接状态的参数，两设备没有连接，该参数就不会影响其这个状态的功耗。 再次，设备在不是在连接状态一般就处于广播状态，降低功耗，当然可以增大广播间隔。其原理是蓝牙设备每隔一定的周期（广播间隔）后唤醒发射广播报文，其余时间处于sleep状态，功耗为1uA（PM2模式），增大了广播间隔，睡眠时间长，自然就降低了功耗。 所以影响功耗的参数，包含ADV parameter和connection parameters，在不同的状态下发挥作用。下面云里物里科技就分析下影响BLE蓝牙设备低功耗的几个因素。 1、广播的间隔 在广播期间，每次发送广播数据的间隔也能影响BLE设备的功耗，所以可以将广播的间隔修改大一点以降低功耗。但是需要注意的的是，如果将广播的间隔修改大之后，相应地会影响BLE设备的连接速度，所以这里也不宜修改过大，最好广播默认20ms连接间隔最好。 2、广播持续的时间 在广播模式下，可以设置每次开始广播后的广播持续时间，理所当然，广播持续的时间越短则越省电。当然，具体的时间可以根据实际使用的场合而定。 3、连接间隔 当连接上蓝牙BLE设备时，蓝牙主机会向BLE设备发送连接事件(Connection Events)，BLE设备接收到连接事件后，会进行回复，以通知蓝牙主机连接通路正常。而这段时间真是BLE设备连接后最耗电的时候，所以增加连接间隔时间会降低BLE设备的功耗，但是需要注意的是，改变连接间隔时间就相应地会改变蓝牙的通讯速度，所以还需谨慎修改。
蓝牙音频传输协议 篇一:蓝牙通信协议 蓝牙通信协议(适合于蓝牙开发工程师) 蓝牙协议栈 ----蓝牙技术规范的目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现互操作。互操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用需要不同的协议栈。但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层。 ----完整的蓝牙协议栈如图1所示，不是任何应用都必须使用全部协议，而是可以只使用其中的一列或多列。图1显示了所有协议之间的相互关系，但这种关系在某些应用中是有变化的。 ----完整的协议栈包括蓝牙专用协议(如连接管理协议LMP和逻辑链路控制应用协议L2CAP)以及非专用协议(如对象交换协议OBEX和用户数据报协议UDP)。设计协议和协议栈的主要原则是尽可能利用现有的各种高层协议，保证现有协议与蓝牙技术的融合以及各种应用之间的互操作，充分利用兼容蓝牙技术规范的软硬件系统。蓝牙技术规范的开放性保证了设备制造商可以自由地选用其专用协议或习惯 1 使用的公共协议，在蓝牙技术规范基础上开发新的应用。 蓝牙协议体系中的协议 ----蓝牙协议体系中的协议按SIG的关注程度分为四层: 核心协议:BaseBand、LMP、L2CAP、SDP; 电缆替代协议:RFCOMM; 电话传送控制协议:TCS-Binary、AT命令集; 选用协议:PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCal、IrMC、WAE。
----除上述协议层外，规范还定义了主机控制器接口(HCI)，它为基带控制 器、连接管理器、硬件状态和控制寄存器提供命令接口。在图1中，HCI位于 L2CAP的下层，但HCI也可位于L2CAP上层。 ----蓝牙核心协议由SIG制定的蓝牙专用协议组成。绝大部分蓝牙设备都需要核心协议(加上无线部分)，而其他协议则根据应用的需要而定。总之，电缆替代协议、电话控制协议和被采用的协议在核心协议基础上构成了面向应用的协议。 ----1(蓝牙核心协议 -?基带协议 ----基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，其任一分组在指定时隙、指定频率上发送。 2 它使用查询和分页进程同步不同设备间的发送频率和时钟，为基带数据分组提供了两种物理连接方式，即面向连接(SCO)和无连接(ACL)，而且，在同一射频上可实现多路数据传送。ACL适用于数据分组，SCO适用于话音以及话音与数据的组合，所有的话音和数据分组都附有不同级别的前向纠错(FEC)或循环冗余校验(CRC)，而且可进行加密。此外，对于不同数据类型(包括连接管理信息和控制信息)都分配一个特殊通道。 ----可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音，面向连接的话音分组只需经过基带传输，而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单，只需开通话音连接就可传送话音。 ---?连接管理协议(LMP) ----该协议负责各蓝牙设备间连接的建立。它通过连接的发起、交换、核实，进行身份认证和加密，通过协商确定基带数据分组大小。它还控制无线设备的电源模式和工作周期，以及微微网内设备单元的连接状态。
在介绍蓝牙按键流程分析之前，我们需要了解一个概念，那就是就是OSAL。什么是OSAL呢？ 可能大伙对于OS是比较了解的，学了计算机的搞过OS的也基本接触过，简单来说就是一个操作系统抽象层，可以理解为运行在CC2540 上的操作系统，说操作系统还不能算，TI的OSAL只实现了任务切换和消息机制。并且把协议栈的代码、硬件处理的代码，用户程序的代码等分别放到了OSAL 层的不同任务处理函数中去了，各任务函数之间通过消息机制、同一个任务之间通过事件的的方式来通信。 什么是EVENT 事件？ OSAL 为每个任务函数分配了一个16 位的事件变量，每一位代表一个事件，最高位为0x8000 表示为系统事件SYS_EVENT_MSG。其余的15 位留给用户自定义需要的事件。通常事件由定时 器启动，比如一秒后我要点亮LED2，这就需要发送一个点亮LED2 的事件，然后等待定时器1s后溢出，于是启动点亮LED2事件，事件会调用相应的hal 层API点亮LED2。 什么是MSG 消息 MSG 是比EVENT 事件更具体并且可以携带数据的一种通信方式，MSG 的标记是按数值，而不是按位。比如0x01 和0x02 是两个不同的消息，但对于事件0x03 则是0x01 事件和0x02 事件的组合。MSG 收发使用osal_msg_send()和osal_msg_receive();当调用osal_msg_send()发送一个msg 的同时会在EVENT 列表中触发一个message ready event。(请注意最后一句话，这句话点出了为什么按键时间的触发为何会导致系统事件也接受到了) 现在以SimpleBLEPeripheral 为例说明按键流程 在SimpleBLEPeripheral 任务初始化函数中有这样一条代码： // Register for all key events - This app will handle all key events RegisterForKeys( simpleBLEPeripheral_TaskID ); 这个函数来自OnBoard.c 源文件中 /********************************************************************* * Keyboard Register function * * The keyboard handler is setup to send all keyboard changes to * one task (if a task is registered). * * If a task registers, it will get all the keys. You can change this * to register for individual keys. *********************************************************************/ uint8 RegisterForKeys( uint8 task_id ) { // Allow only the first task if ( registeredKeysTaskID == NO_TASK_ID ) {
智能手环开发方案--蓝牙通讯协议 深圳智能手环方案公司《酷点网络》定制手环方案，本文档针对手环显示,控制的需求说明。 1.1 编写目的 本协议针对智能手环显示,控制的需求说明，供开发人员，测试人员，美工参考。 1.3 项目术语 数据库字段全为小写 1.4 参考资料 1.4.1 手机端app和手环蓝牙模块通讯协议采用10Byte数据传输，1Byte校验码，1Byte 1.4.1 数据校验方式：Byte10=(Byte1+Byte2+Byte3+Byte4+Byte5+Byte6+Byte7+Byte8+Byte9)&0xFF 2 系统需求 2.1任务概述 1，睡眠追踪记录 2，运动步数追踪记录 3，手机来电提示。 4，手机短信提示。 5，定时定点提醒 6，手机APP设置手环时间。 2.2 功能描述 2.2.1 睡眠追踪记录 1，手环蓝牙模块1分钟检测到Sensor数据变化在某一区间（代表不运动）时开始进行记录时间A，直到Sensor数据开始变化（1分钟内都在大范围变化）时结束，时间为B。 B-A 的时间间隔就为此次睡眠时间。此时将数据上报给手机端App。
3，读取历史睡眠记录数 4，接受历史睡眠记录数 2.2.2，运动步数追踪记录 1，计步模式两种 1，按目标计步 2，随意走动即计步统计 2，数据保存 1，如果到23：59分目标还未完成，保存目标记步，且自动切换到随意模式。 2.2.4 定时提醒 手机到手环蓝牙芯片 1秒震动
2.2.5 手机设置手环时间，日期，星期设置 1，日期年月日 4Byte，数据位的前4个Byte表示，高位为年低位为日。 eg: 2014 - 10 -31 数据位表示为：0x 14 0E 0A 1F 20: 0x14 14: 0x0E 10: 0x0A 31: 0x1F 2，时间2Byte ，数据为的后2个Byte表示高位为小时，低位为分钟，eg:15:56 数据表示为：0x 0F 38 3, 秒 1 Byte eg: 30 秒数据表示为 0x 1E 5，星期几 1Byte eg: 星期1 ，0x 01 范围：0x 01 到 0x07 2.2.6，设置闹钟时间。