Android 低功耗蓝牙（BLE）开发(1)-- 基本概念

1. 名字的由来

公元940-985年，哈洛德.布美塔特(Harald Blatand)，后人称Harald Bluetooth，统一了整个丹麦。他的名字“Blatand”可能取自两个古老的丹麦词语。“bla”意思是黑皮肤的，而“tan”是伟人的含义。和许多君王一样 ，哈洛德四处扩张，为政治、经济和荣誉而征战。公元960年哈洛德到达了他权力的最高点，征服了整个丹麦和挪威。而蓝牙是这个丹麦国王Viking的“绰号”，因为他爱吃蓝梅，牙齿被染蓝，因此而得这一“绰号”。

在行业协会筹备阶段，需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员，在经过一夜关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后，有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将挪威，瑞典和丹麦统一起来；他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的技术，技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作，保持着各个系统领域之间的良好交流，例如计算机，手机和汽车行业之间的工作。

2 传统蓝牙和BLE蓝牙介绍

BLE(Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙)是对传统蓝牙BR/EDR技术的补充。尽管BLE和传统蓝牙都称之为蓝牙标准，且共享射频，但是，BLE是一个完全不一样的技术。BLE不具备和传统蓝牙BR/EDR的兼容性。它是专为小数据率、离散传输的应用而设计的。通信距离上也有改变。

BLE又分为单模（Bluetooth Smart）和双模（Bluetooth Smart Ready）两种。

2.1 单模蓝牙.

单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。超低的峰值、平均和待机模式功耗

单模蓝牙设备被称为Bluetooth Smart设备，并且有专用的logo：



诸如手表、运动传感器等这样小型的设备会基于单模蓝牙低功耗。为了实现极低的功耗，硬件和软件上都做了优化。这样的设备只能支持BLE。单模蓝牙芯片往往是一个带有单模蓝牙协议栈的产品，这个协议栈是芯片商免费提供的。

　　

2.2 双模蓝牙

双模式中低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。

双模蓝牙设备被称为Bluetooth Smart Ready设备，并且有专用的logo：



双模设备支持蓝牙BR/EDR和BLE。在双模设备中，这两个技术使用同一个射频前端和天线。典型的双模设备有智能手机、平板电脑、PC和 Gateway。这些设备可以收到通过BLE或者蓝牙BR/EDR设备发送过来的数据，这些设备往往都有足够的供电能力。双模设备和BLE设备通信的功耗 低于双模设备和蓝牙BR/EDR设备通信的功耗。双模解决方案需要一个外部处理器才足以实现蓝牙协议栈。

2.3 传统蓝牙和BLE蓝牙的主要区别：

3 几个重要概念

GATT(通用属性规范：Generic Attribute Profile ) : GATT profile是一个通用规范用于在BLE链路发送和接收被称为“属性（attributes）”的数据片,目前所有的低功耗应用 profile都是基于GATT.

ATT (属性协议：Attribute Protocol ) : GATT是建立在属性协议（ ATT ）的顶层，通常也被称为GATT/ ATT 。 ATT进行了优化用于在BLE设备上运行。为此，它采用尽可能少的字节越好。每个attribute属性被UUID（通用唯一标识符）唯一标识 ，UUID是标准128-bit格式的ID用来唯一标识信息。attributes 被 ATT 格式化characteristics和services形式进行传送。

Characteristic : Characteristic可以理解为一个数据类型（类似于一个类），它包括一个value和0至多个对次value的描述（Descriptor）。

Descriptor : 对Characteristic的描述，例如范围、计量单位等。

Service : Characteristic的集合。例如一个service叫做“Heart Rate Monitor”，它可能包含多个Characteristics，其中可能包含一个叫做“heart rate measurement”的Characteristic。