概述
在網(wǎng)絡(luò)上收集的一些資料,做一下匯總,方便自己查閱和學(xué)習(xí)。
作為一種通用的無(wú)線通信技術(shù),規(guī)范自然是藍(lán)牙技術(shù)的核心。藍(lán)牙規(guī)范可分為兩個(gè)層次
- Core Specification(核心規(guī)范),用于規(guī)定藍(lán)牙設(shè)備必須實(shí)現(xiàn)的通用功能和協(xié)議層次。它由軟件和硬件模塊組成,兩個(gè)模塊之間的信息和數(shù)據(jù)通過(guò)主機(jī)控制接口(HCI)的解釋才能進(jìn)行傳遞。 這個(gè)是必選。
- profiles(藍(lán)牙應(yīng)用規(guī)范),它從應(yīng)用場(chǎng)景的角度為藍(lán)牙技術(shù)的使用制定了不同的規(guī)范。這也是和大眾日常生活接觸最多的一部分。藍(lán)牙支持很多Profiles,下文將介紹幾種使用最廣泛的藍(lán)牙應(yīng)用規(guī)范。profile是可選。
兩種藍(lán)牙技術(shù):Basic Rate(BR)和Low Energy(LE),藍(lán)牙4.0之后才支持ble,之前的都是br,也叫做經(jīng)典藍(lán)牙。這兩種技術(shù),都包括搜索(discovery)管理、連接(connection)管理等機(jī)制,相互獨(dú)立的,
Basic Rate -經(jīng)典藍(lán)牙
Basic Rate是正宗的藍(lán)牙技術(shù),可以包括可選(optional)的EDR(Enhanced Data Rate)技術(shù),以及交替使用的(Alternate)的MAC(Media Access Control)層和PHY層擴(kuò)展(簡(jiǎn)稱AMP),
藍(lán)牙誕生之初,使用的是BR技術(shù),此時(shí)藍(lán)牙的理論傳輸速率,只能達(dá)到721.2Kbps。在那個(gè)年代,56Kbps的Modem就是高大上了,這個(gè)速度可以說(shuō)是驚為天人了?。〉强萍甲兓炝?,BR技術(shù)轉(zhuǎn)眼就過(guò)時(shí)了。那怎么辦呢?縫縫補(bǔ)補(bǔ)一下,增強(qiáng)速度唄,Enhanced Data Rate就出現(xiàn)了。
使用EDR技術(shù)的藍(lán)牙,理論速率可以達(dá)到2.1Mbps。這一次的升級(jí)換代,還算優(yōu)雅,因?yàn)闆](méi)有改變?nèi)魏蔚挠布軜?gòu)、軟件架構(gòu)和使用方式上的改變。
也許你也猜到了,EDR又落伍了,看看人家WIFI(WLAN),幾十Mbps,上百M(fèi)bps,咱們才2.1Mbps,也太寒酸了吧!那怎么辦呢?藍(lán)牙組織想了個(gè)壞主意:哎,WIFI!把你的物理層和MAC層借我用用唄!這就是AMP(Alternate MAC and PHY layer extension)。艾瑪,終于松口氣了,我們可以達(dá)到24Mbps了。
不過(guò)呢,由于藍(lán)牙自身的物理層和AMP技術(shù)差異太明顯了,這次擴(kuò)展只能是交替使用(Alternate)的,也就是說(shuō),有我(BR/EDR)沒(méi)你(AMP)。
Low Energy(LE)
上面所講的BR技術(shù)的進(jìn)化路線,就是傳輸速率的加快、加快、再加快。但能量是守恒的,你想傳的更快,代價(jià)就是消耗更多的能量。而有很多的應(yīng)用場(chǎng)景,并不關(guān)心傳輸速率,反而非常關(guān)心功耗。這就是Bluetooth LE(稱作藍(lán)牙低功耗)產(chǎn)生的背景。
LE技術(shù)相比BR技術(shù),差異非常大,或者說(shuō)就是兩種不同的技術(shù),湊巧都加一個(gè)“藍(lán)牙”的前綴而已。后面我們會(huì)詳細(xì)的解釋這種差異,以及LE的行為特征。
藍(lán)牙4.0的BLE技術(shù):
藍(lán)牙核心規(guī)范4.0的模塊增加了以下幾個(gè)藍(lán)牙低功耗組件
- GATT:表示服務(wù)器屬性和客戶端屬性,描述了屬性服務(wù)器中使用的服務(wù)層次,特點(diǎn)和屬性。BLE設(shè)備使用它作為藍(lán)牙低功耗應(yīng)用規(guī)范的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。
- ATT:實(shí)現(xiàn)了屬性客戶端和服務(wù)器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議。ATT客戶端給ATT服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求命令,ATT服務(wù)器端向ATT客戶端發(fā)送回復(fù)和通知。
- SMP用于生成對(duì)等協(xié)議的加密密鑰和身份密鑰。SMP管理加密密鑰和身份密鑰的存儲(chǔ),它通過(guò)生成和解析設(shè)備的地址來(lái)識(shí)別藍(lán)牙設(shè)備。
幾個(gè)常用的藍(lán)牙規(guī)范:
A2DP
全稱為 Advances Audio Distribution Profile ,高質(zhì)量音頻分發(fā)規(guī)范,定義了如何將立體質(zhì)量的音頻通過(guò)流媒體的方式從媒體源傳輸?shù)浇邮掌魃?,A2DP使用Asynchronous Connectionless Link(ACL,藍(lán)牙異步傳輸)信道傳輸高質(zhì)量音頻內(nèi)容,它依賴于Generic Audio/Video Distribution Profile(GAVDP,通用音頻/視頻分發(fā)規(guī)范)。A2DP必須支持低復(fù)雜度及Sub-bandCodec(SBC,低帶寬編解碼),可選支持MPEG1,2音頻,MPEG2、4AAC。A2DP的應(yīng)用場(chǎng)景如圖所示
A2DP有兩種應(yīng)用場(chǎng)景分別是播放和錄音。
- 播放場(chǎng)景是具有藍(lán)牙功能的播放器通過(guò)A2DP向藍(lán)牙耳機(jī)或藍(lán)牙立體聲揚(yáng)聲器傳送高質(zhì)量音頻。
- 錄音場(chǎng)景是具有藍(lán)牙功能的麥克風(fēng)通過(guò)A2DP向藍(lán)牙錄音器傳送高質(zhì)量音頻。
和A2DP相關(guān)的規(guī)范有Video Distribution Profile(VDP,視頻分發(fā)規(guī)范),Audio/Video Remote Control Profile(AVRCP,音頻/視頻運(yùn)程控制規(guī)范)。
Object Push Profile
OPP(對(duì)象推送規(guī)范)定義了推送服務(wù)器和客戶端之間基于Generic Object Exchange Profile(GOEP,通用對(duì)象交換規(guī)范)進(jìn)行對(duì)象交換的規(guī)范OPP的應(yīng)用場(chǎng)景如圖4所示
OPP主要用于手機(jī)與手機(jī)或者手機(jī)與電腦之間通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行文件操作
HFP
HFP(HFP,免提規(guī)范)定義了藍(lán)牙音頻網(wǎng)關(guān)設(shè)備如何通過(guò)藍(lán)牙免提設(shè)備撥打和接聽(tīng)電話。HFP的應(yīng)用場(chǎng)景如圖所示:
HFP包括兩個(gè)角色:
- Audio Gateway(AG,音頻網(wǎng)關(guān))和Hands-Free Unit(HF,免提設(shè)備)。AG是音頻輸入和輸出的設(shè)備,典型的AG設(shè)備是手機(jī)。HF是執(zhí)行音頻網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程音頻輸入輸出設(shè)備。
- HFP常見(jiàn)的場(chǎng)景是汽車(chē)上的車(chē)載套件,當(dāng)車(chē)載套件和耳機(jī)通過(guò)藍(lán)牙方式連接到手機(jī)時(shí),通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)撥打和接聽(tīng)電話。
和HFP相關(guān)的規(guī)范有Headset Profile(HSP,耳機(jī)規(guī)范),Phonebook Access Profile(PBAP,電話簿訪問(wèn)規(guī)范。
** Heart Rate Profile**
HRP(心率規(guī)范)定位與和醫(yī)療/健康相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景中,它使得藍(lán)牙設(shè)備能與心率傳感器交互
- 左圖是HRP定義的角色關(guān)系。HRP中有兩個(gè)角色:心率感應(yīng)器和收集器。心率感應(yīng)器是GATT服務(wù)器,是測(cè)量心率的設(shè)備,它包含心率服務(wù)和設(shè)備信息服務(wù),心率服務(wù)導(dǎo)出心率測(cè)量數(shù)據(jù);收集器是GATT客戶端,是從心率感應(yīng)器接收心率測(cè)量數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)的設(shè)備。
- 右圖是HRP的應(yīng)用場(chǎng)景。心率規(guī)范用于讓設(shè)備獲得心率傳感器的心率測(cè)量和其它數(shù)據(jù)。例如,護(hù)士或醫(yī)生可以用心率傳感器測(cè)量病人的心率,并把心率數(shù)據(jù)傳到筆記本或手持設(shè)備上。
和HRP相關(guān)的健康規(guī)范有Glucose Profile(GLP,血糖規(guī)范),Blood Pressure Profile(BLP,血壓規(guī)范BLP),Health Thermometer Profile(HTP,健康體溫計(jì)規(guī)范)。
Cycling Speed and Cadence Profile
CSCP(自行車(chē)速度和步調(diào)規(guī)范)讓人們?cè)隍T自行車(chē)鍛煉時(shí)跟蹤速度和節(jié)奏。CSCP也基于GATT的規(guī)范。自行車(chē)速度和步調(diào)規(guī)范的角色關(guān)系和應(yīng)用場(chǎng)景如圖所示
- 左圖是CSCP的角色關(guān)系。CSCP定義了兩個(gè)角色:自行車(chē)速度和步調(diào)感應(yīng)器和收集器。CSC感應(yīng)器是GATT服務(wù)器,向收集器報(bào)告車(chē)輪轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)或軸轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。CSC感應(yīng)器包含CSC服務(wù)和設(shè)備信息服務(wù);收集器是GATT客戶端,從CSC感應(yīng)器接收自行車(chē)的速度和步調(diào)數(shù)據(jù)。
-
右圖是CSCP的應(yīng)用場(chǎng)景。傳感器測(cè)量被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)和健身,通過(guò)傳感器來(lái)監(jiān)視和控制訓(xùn)練強(qiáng)調(diào),以及在多個(gè)訓(xùn)練中衡量進(jìn)展情況。自行車(chē)速度傳感器和自行車(chē)踏頻傳感器是用戶測(cè)量車(chē)輪速度或蹬踏節(jié)奏的設(shè)備。任何設(shè)備實(shí)現(xiàn)CSC規(guī)范可以與CSC傳感器連接并接收數(shù)據(jù)。
****HID ****
HUMAN INTERFACE DEVICE (HID) PROFILE,我們的藍(lán)牙鼠標(biāo)鍵盤(pán),遙控器等的配置規(guī)范。
鼠標(biāo)鍵盤(pán):
遙控:
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android 藍(lán)牙結(jié)構(gòu)
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[BLE](Bluetooth Low Energy)