官网:https://www.bluetooth.com/zh-cn/。
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分为经典蓝牙和低功耗蓝牙(BLE),前者支持传统的点对点通信,比如无线耳机,无线打印机等,后者支持低功耗,支持更多的拓扑结构,比如蓝牙广播,mesh等。BLE除了数据传输,还支持设备定位,比如蓝牙beacon技术。(参考链接:https://www.bluetooth.com/zh-cn/learn-about-bluetooth/tech-overview/)
蓝牙规范:https://www.bluetooth.com/zh-cn/specifications/specs/。
参考链接:
有 ESP-Bluedroid 和 ESP-NimBLE 两个主机,其主要区别如下:
虽然两者都支持低功耗蓝牙,但 ESP-NimBLE 需要的堆和 flash 空间更少。
ESP-Bluedroid 支持经典蓝牙和低功耗蓝牙,而 ESP-NimBLE 仅支持低功耗蓝牙。
从整体结构上,蓝⽛可分为控制器 (Controller) 和 主机 (Host) 两⼤部分:控制器包括了PHY、 Baseband、 Link Controller、 Link Manager、 Device Manager、 HCI 等模块,⽤于硬件接⼝管理、链路管理等等;主机则包括了 L2CAP、 SMP、 SDP、 ATT、 GATT、 GAP 以及各种规范,构建了向应⽤层提供接⼝的基础,⽅便应⽤层对蓝⽛系统的访问。主机可以与控制器运⾏在同⼀个宿主上,也可以分布在不同的宿主上。
控制器提供蓝牙能力,比如射频,PHY,链路控制等,主机提供软件能力,比如蓝牙协议栈实现,两者通过总线解耦,方便将蓝牙能力拓展到不同的主机上。 |
Generic Access Profile,通用访问规范。
参考链接:https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-0/
下载V5.0的pdf文档后,GAP规范的章节在Vol 3 → Part C。
GAP规范的用于定义以下内容:
GAP定义了以下几种角色:
典型的可扫描、可连接蓝牙设备建立连接的过程如下:
有些设备只需要发送即可,比如Apple Beacon,有些设备只需要接收即可,比如BLE Sniffer,不同的设备对应不同的角色。比如Apple Beacon对应广播者,BLE Sniffer对应观察者。一些低功耗的蓝牙传感器,比如心律监测计,是外围设备,而负责接收的设备,比如手机,则是中心设备。
对于外围设备和中心设备,在连接建立后,需要区分Slave Role和Master Role。
Generic Attribute Profile,通用属性规范。
GATT区分客户端和服务端,客户端通过command, request, confirmation向服务端发送消息,服务端通过resonpse, notification, indication向客户端返回数据。
数据存储在服务端,通过Profile来表示,其格式如下:
Profile包含一个或多个Service,每个Service包含一个Service Declaration(服务声明,用于说明这个服务是干啥的),Service Include(服务引用,引用了其他哪些服务),以及多个特征值,每个特征值表示一个有效数据。
UUID用于表示当前服务的类型,这些类型是预分配好的,基本上所有的知名服务,比如血压计,心律计,定时器等,都有对应好的UUID,具体的UUID可以查看蓝牙规范文档,参考链接:https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/。
Include表示包含了哪些其他服务及对应的UUID。
特征值结构,首先是特征声明,包含特征的属性,句柄,UUID。
接下来是值的声明。
接下来是可选的补充信息。
所有的属性数据都遵循以下格式:
ATT负责存储数据,GATT为ATT赋予类型属性,根据类型属性就可以对ATT的格式和内容进行解析。
GATT不仅使用ATT来存储和发送数据,还使用ATT来发送命令。