1.【应用笔记】BLE 低功耗蓝牙技术|协议栈简介
2.低功耗蓝牙协议(BLE)初探:了解BLE协议的蓝牙运作原理
3.BLE简介及原理
4.蓝牙低功耗(BLE)学习笔记_0
5.ESP32 BLE Client(蓝牙作为客户端)- 示例2
6.如何使用android原生BLE蓝牙进行操作?
【应用笔记】BLE 低功耗蓝牙技术|协议栈简介
应用笔记深入理解BLE低功耗蓝牙技术:协议栈详解
低功耗蓝牙(BLE)技术,因其显著的源牙开源代节能特性,被广泛应用在各种物联网设备中。码蓝码其协议栈是蓝牙实现蓝牙通信的关键组件,包括硬件和软件两部分。源牙开源代硬件上,码蓝码后台网站源码需具备无线射频功能;软件上则通过协议栈指导数据交换,蓝牙常见的源牙开源代包含控制器、主机控制接口和主机等层次。码蓝码
相较于传统蓝牙,蓝牙BLE在连接速度和功耗上有所优化。源牙开源代它工作在2.4GHz频段,码蓝码广播信道限制在特定频点,蓝牙通过减少广播频段和射频开启时间,源牙开源代显著降低功耗。码蓝码此外,BLE传输速率较低但数据量小,确保了长时间的低功耗连接。
协议栈结构上,BLE包括物理层、链路层、主机控制接口以及主机相关的GAP、L2CAP、SM和ATT/GATT等。物理层处理无线通信,链路层负责连接管理和数据传输,GAP处理基本的连接过程,L2CAP负责数据分段和复用,SM保证安全,ATT负责数据的读写操作,而GATT则负责数据结构和访问的android电视tv源码管理,确保设备间的兼容性和互操作性。
在实际应用中,BLE的传输距离和速率会因版本更新而有所不同,但整体上,BLE以低功耗和高效能的特点,成为物联网设备的首选连接技术。
低功耗蓝牙协议(BLE)初探:了解BLE协议的运作原理
低功耗蓝牙协议(BLE)是蓝牙4.0引入的一项革新技术,又称为蓝牙智能。相较于经典蓝牙,BLE的核心优势在于低功耗,使得物联网设备能长时间运行。现代智能手机内置的蓝牙芯片通常具备双模功能,既支持经典蓝牙又支持BLE,如需连续高带宽传输,经典蓝牙便派上用场,而智能手环、灯泡和门锁等低功耗设备则主要依赖BLE。
蓝牙协议架构借鉴了OSI七层模型,但并非完全遵循。物理层负责无线数据的发送和接收,通过Baseband处理物理连接,确保信号有效传输。链路管理协议(LMP)则处理连接的建立、身份验证等逻辑层任务,如连接间隔和超时设置。L2CAP协议层负责数据分段和重组,高层协议则处理应用程序通信。
BLE工作流程中,设备分为中心设备(如手机)和周边设备(如手环)。连接过程以广播方式进行,sqlserver导入bi源码中心设备通过SCAN_REQ信号寻找并接收周边设备的广播信息,确认设备兼容后发起连接请求。连接成功后,开始明文传输,随后进行配对生成短期密钥,加密数据后再进行安全传输。最后,通过绑定存储长期密钥,方便下次无须重复密钥生成过程。
本文对BLE协议的基本原理进行了概述,后续将深入探讨物联网设备蓝牙协议的实际应用。
BLE简介及原理
1. BLE(蓝牙低能耗)技术,也被称为蓝牙4.0,旨在实现移动智能设备与周边配件之间的低功耗持续连接。这一技术以其极低的能耗和超过米的有效传输距离而显著。
2. BLE设备分为单模和双模两种类型。双模设备,也称为BR(Bluetooth Smart Ready),而单模设备简称为BLE或LE(Bluetooth Smart)。双模设备兼容传统蓝牙,能够与传统蓝牙和BLE设备通信,常用于支持双模的智能手机上。自Android 4.3和iOS 4.0版本起,智能手机开始支持BR,即双模设备。相比之下,单模设备仅能与BR和同样为单模的设备通信,无法与传统蓝牙设备通信。由于其低功耗和长待机特性,单模设备常用于智能手环等便携式智能设备。小数源码 反码 补码
3. BLE技术中的B代表设备,P代表手机,PM代表低功耗管理。BLE的软件开发工具包(SDK)包含两个基本状态:广播状态和连接状态。在引入低功耗管理后,还增加了一个深睡眠状态(deepsleep state)。
- BLE设备在开机后首先进入广播状态,不断发送广播信息以寻找配对的设备。
- 当手机P发起连接请求时,设备B与P建立连接,并开始维持连接状态,同时进行数据通信。
- 在连接状态时,连接可能会因以下三种情况之一而断开,设备B重新进入广播状态:
- P检测到异常并发送停止命令,主动断开与B的连接。B在接收到停止命令后,断开连接并返回广播状态。
- B向P发送停止命令,主动断开连接。
- 由于B的射频(RF)接收异常或P发送的包异常,导致B长时间未收到包,触发了BLE的超时机制(supervision timeout),B因此断开连接并回到广播状态。
蓝牙低功耗(BLE)学习笔记_0
应用层主要实现业务需求,运行软件以满足用户特定需求。
主机层,即BLE协议栈,管理设备间通信,包含多个协议如L2CAP、freekan自动采集源码Attribute Protocol、Security Manager Protocol、GATT、GAP和HCI上半部。通常,协议栈由软件实现,复杂度高,也有硬件协议栈,但不常见。
对于IC设计者,主要关注控制器部分,负责数据包的打包与发送,接收端则负责信号接收与解包。其中包括Link层和物理层,发送端需在Link层打包数据包,物理层负责信号调制并射频发射。
数据流处理过程如下图展示。加密后生成CRC码,白化后发送,接收端实现相反操作。关于Link层的简述到此结束,现在深入探讨物理层。
物理层在2.4GHz频段规定个信道,包含三个广播信道。物理层采用GFSK调制方式。GFSK信号处理框图如下所示。信号首先进行编码,通过NRZ编码器获得NRZ码。
NRZ序列相位存在不确定间断,频谱较宽,带外特性差。为限制带宽,需应用脉冲成型滤波器。BLE规定使用高斯滤波器,其冲击响应如下所示。通过matlab设计高斯滤波器,离散形式如下。
设计参数包括BLE规定值0.5和根据滤波器复杂度与采样频率调整的后两个参数。
高斯滤波器前后的波形对比如下。通过滤波器后,高频分量明显减少。
频谱对比进一步说明,滤波后信号高频分量几乎被滤除。
后续调制部分留待后续章节。FPGA实现时,matlab可生成HDL源码,实现简便。对于固定系数乘法的优化,参考过往bug记录。生成的HDL代码超过知乎限制,无法展示。
仿真结果如图所示,NRZ信号被平滑处理。
总结,BLE技术涉及应用层、协议栈、IC设计、物理层信号处理与FPGA实现。技术细节丰富,涉及加密、CRC、滤波器设计与仿真等关键步骤。参考文献提供了深入研究的起点。
ESP BLE Client(蓝牙作为客户端)- 示例2
实现ESP作为蓝牙客户端的功能,需通过Arduino IDE编写程序,以下为详细步骤和示例代码。步骤包括:安装Arduino IDE与ESP支持、准备开发板、导入BLE库以及编写代码。首先,确保安装了Arduino IDE,并在其中添加ESP支持。随后,准备ESP开发板。接着,导入BLE库,为后续编程做准备。编写代码时,注意以下示例:通过ESP作为蓝牙客户端扫描、连接至服务端并收发数据。上传代码至ESP后,进行调试与测试,确保功能正常运行。
如何使用android原生BLE蓝牙进行操作?
在处理物联网项目中,我们采用了BLE(低功耗蓝牙)技术,该技术支持Android 4.3及以上版本的手机。BLE是基于蓝牙4.0标准的,它有以下特点:
1. 低功耗设计:
- BLE仅使用三个广播通道,相较于传统蓝牙技术的至个频道,功耗更低。
- 广播间隔时间从传统的.5毫秒缩短至0.6至1.2毫秒。
2. 增强的传输距离:
- 相较于传统蓝牙的2至米传输距离,BLE的有效传输距离可达到至米。
3. 提高安全性:
- BLE使用AES- CCM加密算法对数据包进行加密和认证。
关于BLE蓝牙的更深入解析,您可以参考我的博客系列:“BLE4.0教程一 蓝牙协议连接过程与广播分析”。
在Android应用程序中使用BLE蓝牙功能,首先需要添加必要的权限,并执行以下步骤:
- 获取BluetoothManager实例:`BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);`
- 获取BluetoothAdapter实例:`bluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();`
接下来,需要检查蓝牙是否已打开。如果未打开,则应提示用户打开蓝牙设置,除了魅族手机外,其他设备通常会显示系统设置选项。
在扫描设备的过程中,通常会设置设备过滤原则,以确保只搜索到需要的设备。例如,可以通过检查`scanRecord`中的`beacon`类型来过滤设备。
建立连接后,需要及时进行读写操作。关键问题是在连接成功后的两秒内必须向设备写入一个值,否则设备可能会断开连接。操作包括:
- 写入特征值:`gatt.writeCharacteristic(mCurrentcharacteristic);`
- 读取特征值:`gatt.readCharacteristic(characteristic);`
- 设置特征值通知:`bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(data, true);`
在实际工作中,我们通常会使用第三方库来简化BLE操作,例如BlueToothKit。更多详细信息,请参阅我的另一篇博客:“android蓝牙入门知识和优秀蓝牙第三方库BluetoothKit的使用”。
...Ble蓝牙开发Demo示例–扫描,连接,发送和接收数据,分包解包(附源码...
万物互联的物联网时代已经到来,低功耗蓝牙BLE(Bluetooth Low Energy)技术在推动这一进程中起着至关重要的作用。近期,我抽出时间整理了BLE蓝牙开发的要点。本文将详细介绍Android平台下BLE蓝牙通讯的客户端和服务端开发,包括扫描、连接、发送和接收数据、分包解包等环节,并提供完整的源码示例。
在Android开发中,BLE蓝牙通讯涉及客户端和服务端两个主要部分。客户端负责开启蓝牙、扫描设备、建立连接、发送和接收数据。服务端则负责初始化广播数据、启动广播、配置服务以及处理客户端的连接请求。在开发过程中,常见的问题包括不同版本Android或不同手机之间的适配问题、避免BLE连接时的错误、以及处理单次写数据大小限制等。
BLE协议基于GATT(Generic Attribute Profile),相关的类主要集中在`android.bluetooth`和`android.bluetooth.le`包中。这些类包括`BluetoothGattService`、`BluetoothGattCharacteristic`、`BluetoothGattDescriptor`和`BluetoothGatt`等。客户端的核心是`BluetoothGatt`,而服务端的核心是`BluetoothGattServer`和`BluetoothLeAdvertiser`。数据传输的核心则是`BluetoothGattCharacteristic`和`BluetoothGattDescriptor`。
开发步骤将从客户端和服务端两个角度详细阐述。在开始蓝牙开发之前,需要在`AndroidManifest.xml`中声明必要的权限,并在代码中请求打开蓝牙。搜索BLE设备后,根据设备名称确定目标设备,并启动连接过程。连接成功后,通过`BluetoothGattCallback`进行数据通信。
在通信过程中,可能会遇到数据分包和组包的需求,因为BLE单次写入数据限制为字节。解决这一问题的方法是定义分包协议,如将数据包和非数据包分开,并通过特定的序号来识别数据包的顺序。
完整的开发流程包括定义通讯协议、封装发送和接收数据的接口、解析数据包以及进行业务逻辑处理。在实际开发中,还需要注意Android版本适配和不同ROM机型的权限问题。
本文提供的源码示例已上传至CSDN,可供参考。开发者需要耐心分析问题,不断实践,以解决蓝牙开发中可能遇到的挑战。
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