![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2023-04-21T17:38:59+08:00","default:Admin","Admin") #author("2023-04-21T17:39:37+08:00","default:Admin","Admin") [[BlueTooth]] &color(red){※前提条件：本情報はBlueTooth 4.0を基づいて説明してる}; #contents * 概要 [#c0ef16e0] ** 蓝牙分类 [#cbf4deb9] 从左至右依次为：经典蓝牙（BR/EDR）、双模蓝牙（同时支持BR/EDR/LE）和低功耗蓝牙（BLE）。 &ref(BLE_net6.jpg); 其中经典蓝牙和低功耗蓝牙互不兼容。 其实看结构也可以看出双模蓝牙是经典蓝牙和低功耗蓝牙的合集。 ** 蓝牙原理及应用 [#k029bc19] &ref(BLE_net5.jpg); 低功耗蓝牙解决方案只能同时处理有限数量的连接（通常为 8 个）。使用单个命令无法控制大于该灯泡数量的照明装置，因而造成延迟。其次，在大间房屋中，远距离位置的灯泡可能超出中央控制器的范围。 在网状网络中，消息是通过在连接多个节点的双向通道中跳跃，从网络中的一个点中转到任何其他点，而没有采用与单独外围设备通信的中央设备。通过这种方式，网状网络带来明显的优势，因为它允许同时控制数十个连接的设备，克服了范围限制，并内置了冗余。 &ref(BLE_net1.jpg); * 蓝牙协议 [#l42a3b57] 蓝牙协议分为四个层次：物理层（Physical Layer）、逻辑层（Logical Layer）、L2CAP Layer和应用层（APP Layer）。 &ref(BLE_net2.jpg); 蓝牙低功耗协议（深蓝色）内的蓝牙网状网络堆栈（浅蓝色）排列 ** 物理层（Physical Layer） [#te18b07a] 负责提供数据传输的物理通道（通常称为信道）。通常情况下，一个通信系统中存在几种不同类型的信道，如控制信道、数据信道、语音信道等等。 ** 逻辑层（Logical Layer） [#o6597fa6] 在物理层的基础上，提供两个或多个设备之间、和物理无关的逻辑传输通道（也称作逻辑链路）。 逻辑层的主要功能，是在已连接（LE Advertisement Broadcast可以看做一类特殊的连接）的蓝牙设备之间，基于物理链路，建立逻辑信道。 ** L2CAP层 [#r791c243] L2CAP是逻辑链路控制和适配协议（Logical link Control and Adaptation Protocol）的缩写，负责管理逻辑层提供的逻辑链路。 基于该协议，不同Application可共享同一个逻辑链路。类似TCP/IP中端口（port）的概念。 ** 应用层（APP Layer） [#xa5c51a0] 理解蓝牙协议中的应用层，基于L2CAP提供的channel，实现各种各样的应用功能。 * 蓝牙芯片架构 [#q0c00875] 蓝牙的核心系统，由一个Host和一个或多个Controller组成。 - BT Host：一个逻辑实体，在HCI（Host Controller Interface）的上层。 - BT Controller：一个逻辑实体，在HCI（Host Controller Interface）的下层。 Bluetooth的主控制器，可能是以下几种： - BR/EDR Controller：内部包含Radio, Baseband，Link Manager，可选的HCI。 - LE Controller ：内部包含LE PHY，Link Layer ，可选的HCI - BR/EDR & LE Controller：BR/EDR与LE的组合的控制器 - MAC/PHY (AMP) Controller：二级控制器，可替代的，内部包含 802.11 PAL (Protocol Adaptation Layer)，802.11 MAC，PHY，可选的HCI。 根据Host与Controller的组成关系，常见的蓝牙芯片也分为以下几种： - 单模蓝牙芯片：单一传统蓝牙的芯片，单一低功耗蓝牙的芯片。即（1个Host结合1个Controller） - 双模蓝牙芯片：同时支持传统蓝牙和低功耗蓝牙的芯片。即（1个Host结合多个Controller） &ref(BLE_net3.jpg); * 蓝牙协议架构 [#d7fdf2da] 将蓝牙协议分为了HW层，Transport层，Host层 &ref(BLE_net4.jpg); ** HW层 [#a6cbf80e] 指的是蓝牙芯片层，也就是我们上面说的Controller，包括以下几个部分： - RF（RADIO）：射频层，本地蓝牙数据通过射频发送给远端设备，并且通过射频接收来自远端蓝牙设备的数据。 - BB（BASEBAND）：基带层，进行射频信号与数字或语音信号的相互转化，实现基带协议和其它的底层连接规程。 - LMP（LINK MANAGER PROTOCOL）：链路管理层，负责管理蓝牙设备之间的通信，实现链路的建立、验证、链路配置等操作 - HCI（HOST CONTROLLER INTERFACE）：主机控制器接口层，HCI层在芯片以及协议栈都有，芯片层面的HCI负责把协议栈的数据做处理，转换为芯片内部动作，并且接收到远端的数据，通过HCI上报给协议栈。 - BLE PHY：BLE的物理层 - BLE LL：BLE的链路层 ** Transport层 [#w21ed27a] Transport层，主机控制层接口，通过硬件接口UART/USB/SDIO把HOST协议层的数据发送给Controller层，并且接收Controller层的数据。 该部分有几个协议： - H2：基于USB的传输 - H4：基于UART的传输，最简单的传输方式，只在HCI raw data前面加上一个type - H5: 基于UART的传输 - BCSP: 基于UART的传输 - SDIO ：基于SDIO的传输 H4需要蓝牙芯片的UART_TX/UART_RX/UART_CTS/UART_RTS/VCC/GND接到MCU；而H5只需要蓝牙芯片的UART_TX/UART_RX/VCC/GND接到MCU就可以通信。 ** HOST层 [#y447a490] 此部分就是蓝牙协议栈，该部分包括多个协议： *** L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol） [#ta816bb4] 逻辑链路控制与适配协议，将ACL数据分组，对高层应用的数据进行分组，并提供协议复用和服务质量交换等功能。通过协议多路复用、分段重组操作和组概念,向高层提供面向连接的和无连接的数据服务 L2CAP 信道共支持 6 种模式，可通过 L2CAP 信道配置过程进行选择，不同模式的应用场 合不同，主要差别在于可提供的 QoS 不同。这些模式分别是： - 基本 L2CAP 模式 - 流量量控制模式 - 重传模式 - 加强重传模式 - 流模式 - 基于 LE Credit 的流量量控制模式 *** SDP（SERVICE DISCOVERY PROTOCOL） [#z1474e09] 服务发现协议，为应用程序提供发现可用服务，并确定服务特征的方法。 服务发现协议 (SDP) 允许应用程序发现其他对等蓝⽛牙设备提供的服务，并确定可用服务的 特征。SDP 包含 SDP 服务器和 SDP 客户端之间的通信。服务器维护一个描述服务特性的服务记录表。客户端可通过发出 SDP 请求，从服务器维护的服务记录表中进⾏信息检索。 *** RFCOMM（Serial Port Emulation） [#z8532fe8] 串口仿真协议，上层协议蓝牙电话，蓝牙透传SPP等协议都是直接走的RFCOMM *** OBEX [#ce1a37cf] 对象交换协议，蓝牙电话本，蓝牙短信，文件传输等协议都是走的OBEX *** HFP（Hands-Free） [#f07e1c27] 蓝牙免提协议 *** HSP [#bcc1bd26] 蓝牙耳机协议，最开始的蓝牙耳机协议，目前已经没有产品在用这个了吧，至少我没有看到了。算是一个简化版的HFP。 *** SPP（SERIAL PORT PROFILE） [#meb93106] 蓝牙串口协议 *** IAP [#y6b1cdf3] 苹果的特有协议，分为IAP1/IAP2，一般做Carplay或者iPod功能的人肯定接触过这块，有需要这块的私下联系我 *** PBAP（Phone Book Access） [#rc5b34e2] 蓝牙电话本访问协议 *** MAP（MESSAGE ACCESS PROFILE） [#h5c72fe9] 蓝牙短信访问协议 *** HID（HUMAN INTERFACE DEVICE） [#ea30a69a] 人机接口协议，HID还是有很多广泛的用途的，比如蓝牙鼠标，蓝牙键盘，蓝牙自拍杆，蓝牙手柄等。 *** A2DP（Advanced Audio Distribution） [#f1280fd4] 蓝牙音乐协议 *** SM[#fb09d2b6] 蓝牙BLE安全管理协议 *** GAP（GENERIC ACCESS PROFILE） [#jee10000] 它定义了蓝牙设备的基本要求。它联系了所有的不同的层之间的交互，也描述了设备发现、建立连接、安全、认证、关联模型和发现服务的行为和方法。 - 对于BR/EDR，它定义了一个蓝牙设备，包括无线电、基带、链路管理器、L2CAP和服务发现协议功能。 - 对于LE，它定义一个物理层，链路层，L2CAP，安全管理器，属性协议和通用属性配置文件。 *** ATT（Attribute Protocol） [#t6b3db06] 蓝牙属性协议,用于发现、读、写对端设备的协议(针对BLE设备),ATT允许设备作为服务端提供拥有关联值的属性集 ，让作为客户端的设备来发现、读、写这些属性；同时服务端能主动通知客户端。 *** GATT（Generic Attribute Profile） [#y528c951] 蓝牙通用属性协议，描述了一种使用ATT的服务框架 ，该框架定义了数据交换的格式。 #codeprettify{{ XXX }} #hr(); コメント： #comment_kcaptcha
