EEPW论坛

蓝牙标准有两个方向：BLE（低功耗蓝牙，蓝牙4.2以上版本）和经典蓝牙，通常称为双模。蓝牙技术联盟（SIG）负责制定和发布蓝牙标准。BLE 标准从蓝牙4.2版本开始并更新。BLE目标在降低功耗和设备成本，增加通信距离和覆盖范围，利于物联网应用。BLE又称“智能蓝牙”。目前蓝牙标准已经演进到v5.2。

•BLE与BR / EDR协议不向后兼容。

•BLE在双模或单模使用2.4 GHz ISM频段。双模同时支持经典蓝牙和BLE。

•BLE协议包含 controller 和 Host，以及两者接口HCI。

初步了解一下BLE协议不同层的功能。

物理层（Physical Layer,PHY）：物理层规定工作频段，40个RF Channel，其中3个广播信道，37个数据信道，GFSK调制方式，接收机灵敏，****功率等。通信双工模式，TDD模式。物理层性能对硬件设备起决定性作用，特别是功耗，误码率，差分误差向量等。

链路层（Link Layer，LL）：链路层是BLE协议栈的核心。工作包括自适应跳频地图，频点的选择。数据发送slot，以及接收数据确认。但并不负责数据的解析工作。解析工作由上层负责。

链路层抽象出5种状态。

接口层（Host Controller Interface， HCI）：HCI用于规范Host与Hostcontroller之间的通信协议和通信命令。HCI层屏蔽了控制层，为协议层的上层提供了进入基带的统一方式。HCI通过包的方式来传送数据、命令和事件，所有在主机和主机控制器之间的通信都以包的形式进行。包括每个命令的返回参数都通过特定的事件包来传输。HCI有数据、命令和事件三种包，其中数据包是双向的，命令包只能从Host发往Host controller，而事件包始终是Host controller发向Host。

通用访问协议（Generic access profile，GAP）：负责处理设备访问模式，包括：被发现、建立连接、终止连接、初始化安全管理和设备配置。

GAP层可以扮演四种角色之一：

Broadcaster 广播者----不可以连接，一直发送广播

Observer 观察者----可以扫描广播，但是不能发起建立连接的设备

Peripheral 外设----可以被连接,在单个链路层连接中作为Server

Central 中央设备----可以扫描广播并发起连接，在单个或多个链路层中作为Client

逻辑链路控制和适配协议（Logical Link Control and Adaptation Protocol， L2CAP）： 该层定义两个基本概念L2CAP 信道和L2CAP 信令，L2CAP信道是一个双向数据通道，通向对端设备上的某一特定的协议或规范。支持数据的分割和重组，使得较大的报文可以在底层无线电中进行传输。

安全管理层（Security Manager，SM）：定义BLE通信两端设备的配对方法和密钥分发的工作模式，提供了加密、认证等安全保障。对数据进行加密，BLE使用AES加密算法，通过复杂的认证过程，保证该加密算法的密钥能够被安全的传递到通信链路两端的设备中。一旦有了密钥，就可以对通信过程中的数据进行加密和解密，使得第三方无法截获破译空中的数据。经过配对后的两个设备，即可进入认证状态，进而可以对设置了。即使配对在某段时间中断，但是当这两台设备在未来的某个时候重连时，他们可以使用先前分发的共享密钥进行加密,从而迅速认证彼此身份。

属性协议层（Attribute protocol，ATT）：在ATT层协议框架内，拥有一组属性的设备称为服务端（Server），读写该属性值的设备称为客户端（Client），Server和Client通过ATT PDU进行交互

通用属性配置文件层（Generic Attribute profile， GATT）：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。BLE 连接都是建立在 GATT (Generic Attribute Profile)协议之上。