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低功耗蓝牙 、国产超低功耗蓝牙

   日期:2023-04-08     浏览:43    评论:0    
核心提示:低功耗蓝牙模块有什么特点呢?低功耗蓝牙模块(BLE):是指支持蓝牙协议4.0或更高的模块,也称为BLE模块(Bluetooh Low Energy Module)。BLE蓝牙模块的作用简单来说就是以无

低功耗蓝牙模块有什么特点呢?

低功耗蓝牙模块(BLE):是指支持蓝牙协议4.0或更高的模块,也称为BLE模块(Bluetooh Low Energy Module)。BLE蓝牙模块的作用简单来说就是以无线连接取代有线连接,将固定和移动信息设备组成个人局域网,实现设备之间低成本的无线互连通信。

BLE蓝牙模块的功能特点:

功耗低,支持标准的蓝牙BLE协议

主从一体,快速切换

多种配置方式,串口AT指令,透传AT指令

支持1对多广播模式,内置iBeacon协议

支持Mesh组网,实现蓝牙自组网络

支持UART接口,用户MCU直接使用串口通信方式与蓝牙模块通讯

蓝牙将致力于推动哪些领域的连接?

1、楼宇自动化

根据ABI Research的预测,到2022年,在智能楼宇自动化领域的蓝牙连接设备数量每年将达到10亿台。到时蓝牙技术将实现智能家居和智能办公室等场所的智能化。

2、工业自动化

由于蓝牙Mesh的组网特性以及蓝牙低功耗性能,非常适合传感器网络的应用场景,如工业自动化中,遍布工厂各个角落的各种各样的传感器收集设备的信息对设备进行管理和预测性运维。

注:工业领域虽然一直都有自己的通信协议标准,但是大部分是有线协议,旨在满足安全性、可靠性、无丢包等需求,低功耗蓝牙Mesh协议是通信协议中少见的无丢包协议,非常符合工业领域的通信需求。

3、资产的追踪定位

医院、工厂等复杂的应用场景中,通过蓝牙Beacon,可以对资产和设备的运动轨迹进行描述、导航和进行资产的管理,从而保护价格昂贵的设备,提高设备的利用率。

目前SKYLAB BLE蓝牙模块已经广泛应用于定位标签,资产跟踪,运动及健身传感器,医疗传感器,智能手表,遥控器,玩具等产品中,更多BLE蓝牙模块应用选型可直接访问SKYLAB官网或阿里店铺。

蓝牙低功耗(BLE)概述

Android 4.3(API Level 18)开始引入Bluetooth Low Energy(BLE,低功耗蓝牙)的核心功能并提供了相应的 API, 应用程序通过这些 API 扫描蓝牙设备、查询 services、读写设备的 characteristics(属性特征)等操作。

详细介绍 GATT 之前,需要了解 GAP(Generic Access Profile) ,它在 用来控制设备连接和广播 。 GAP 使你的设备被其他设备可见,并决定了你的设备是否可以或者怎样与合同设备进行交互 。例如 Beacon 设备就只是向外广播,不支持连接,小米手环就等设备就可以与中心设备连接。

GAP 给设备定义了若干角色,其中主要的两个是: 外围设备(Peripheral) 和 中心设备(Central) 。

在 GAP 中外围设备通过两种方式向外广播数据: Advertising Data P***load(广播数据) 和 Scan Response Data P***load(扫描回复) ,每种数据最长可以包含 31 byte。

这里 广播数据是必需的 ,因为外设必需不停的向外广播,让中心设备知道它的存在。扫描回复是可选的,中心设备可以向外设请求扫描回复,这里包含一些设备额外的信息,例如设备的名字。

GAP 的广播工作流程如下图所示:

外围设备会设定一个广播间隔,每个广播间隔中,它会重新发送自己的广播数据,广播时间越长,越省电,同时也不太容易扫描到。

大部分情况下, 外设通过广播自己来让中心设备发现自己,并建立 GATT 连接,从而进行更多的数据交换。

也有些情况是不需要连接的,只要外设广播自己的数据即可。用这种方式主要目的是让外围设备,把自己的信息发送给多个中心设备。 因为基于 GATT 连接的方式的,只能是一个外设连接一个中心设备。 使用广播这种方式最典型的应用就是苹果的 iBeacon。广播工作模式下的网络拓扑图如下:

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GATT 的全名是 Generic Attribute Profile,它定义两个 BLE 设备通过叫做 Service 和 Characteristic 的东西进行通信。GATT 就是使用了 ATT(Attribute Protocol)协议,ATT 协议把 Service, Characteristic以及对应的数据保存在一个查找表中,次查找表使用 16 bit ID 作为每一项的索引。

一旦两个设备建立起了连接,GATT 就开始起作用了,这也意味着,你必需完成前面的 GAP 协议。这里需要说明的是,GATT 连接,必需先经过 GAP 协议。实际上,我们在 Android 开发中,可以直接使用设备的 MAC 地址,发起连接,可以不经过扫描的步骤。这并不意味不需要经过 GAP,实际上在芯片级别已经给你做好了,蓝牙芯片发起连接,总是先扫描设备,扫描到了才会发起连接。

GATT 连接需要特别注意的是: GATT 连接是独占的。也就是一个 BLE 外设同时只能被一个中心设备连接 。一旦外设被连接,它就会马上停止广播,这样它就对其他设备不可见了。当设备断开,它又开始广播。

中心设备和外设需要双向通信的话,唯一的方式就是建立 GATT 连接。

下图展示了 GTT 连接网络拓扑结构。这里很清楚的显示, 一个外设只能连接一个中心设备,而一个中心设备可以连接多个外设。 Connected Topology一旦建立起了连接,通信就是双向的了,对比前面的 GAP 广播的网络拓扑, GAP 通信是单向的。如果你要让两个设备外设能通信,就只能通过中心设备中转。

GATT 通信的双方是 C/S 关系。 外设作为 GATT 服务端(Server),它维持了 ATT 的查找表以及 service 和 characteristic 的定义 。中心设备是 GATT 客户端(Client),它向 Server 发起请求。需要注意的是,所有的通信事件,都是由客户端(也叫主设备,Master)发起,并且接收服务端(也叫从设备,Slave)的响应。

一旦连接建立,外设将会给中心设备建议一个连接间隔(Connection Interval) ,这样,中心设备就会在每个连接间隔尝试去重新连接,检查是否有新的数据。但是,这个连接间隔只是一个建议,你的中心设备可能并不会严格按照这个间隔来执行,例如你的中心设备正在忙于连接其他的外设,或者中心设备资源太忙。

下图展示一个外设(GATT 服务端)和中心设备(GATT 客户端)之间的数据交换流程,可以看到的是,每次都是主设备发起请求:

低功耗蓝牙

Android 4.3(API Level 18)开始引入Bluetooth Low Energy(BLE,低功耗蓝牙)的核心功能并提供了相应的 API, 应用程序通过这些 API 扫描蓝牙设备、查询 services、读写设备的 characteristics(属性特征)等操作。

特点: BLE低功耗蓝牙,主要特点是快速搜索,快速连接,超低功耗保持连接和数据传输;

主机,主机可以发起对从机的扫描连接。例如手机,通常作为BLE的主机设备

从机,从机只能广播并等待主机的连接。例如智能手环,是作为BLE的从机设备

停止搜索一般需要一定的时间来完成,***调用停止搜索函数之后加以100ms的延时,保证系统能够完全停止搜索蓝牙设备。停止搜索之后启动连接过程;

BLE蓝牙的连接方法相对简单只需调用connectGatt方法;

其中:value一般为Hex格式指令,其内容由设备通信的蓝牙通信协议规定;

若写入指令成功则回调BluetoothGattCallback中的onCharacteristicWrite()方法,说明将数据已经发送给下位机;

若发送的数据符合通信协议,则下位机会向上位机回复相应的数据。发送的数据通过回调onCharacteristicChanged()方法获取,其处理方式如下:

当与设备完成通信之后之后一定要断开与设备的连接。调用以下方法断开与设备的连接:

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标签: 蓝牙 设备 外设
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