BLE--蓝牙协议结构
一、Configurations（结构）
蓝牙4.0之前的设备不能与BLE交互
1、根据蓝牙协议支持划分
1）、BR/EDR（经典蓝牙）
随着蓝牙协议1.0而发展起来的无线标准
2）、BLE（低功耗蓝牙）
蓝牙协议4.0引进低功耗无线标准，并且有以下两种类型
a、Single-mode device（单模设备 BLE，Bluetooth Smart）
单模设备可以与单模设备和双模设备通信，但是不能与经典蓝牙通信
b、Dual-modece（双模设备 BR/EDR/LE，Bluetooth Smart Ready）
双模设备包含了经典蓝牙设备和BLE设备，所以他可以和任何一个蓝牙通信
2、基于蓝牙芯片数量划分
1）、Application
用户应用程序与蓝牙协议栈接口以覆盖特定用例。
2）、Host
Host是蓝牙协议栈的上层
3）、Controller
Controller是蓝牙协议栈的下层
除此之外，蓝牙协议提供了Host和Controller之间交互的借口HCI，这些不同的层可以实现在一个芯片里，也可以是现在多个芯片里。
a、SoC（system on chip）
一个芯片包含Application、host和controller
b、Dual IC over HCI
一个芯片跑Application和Host，另一个跑Controller。这样做的好处是，因为HCI是标准接口，所以不同厂商的Host和Controller可以任意搭配
c、Dual IC with connectivity device
一个芯片跑Application，另一个芯片跑Host和Controller，他们之间通过专有协议通信，通信协议有厂商定义
简单的传感器采用SoC配置，智能手机采用Dual IC over HCI方案，因为手机有强大的处理器跑协议栈，手表采用Dual IC connectivity device 方案
二、关键限制
1、Data Throughput（数据吞吐量）
蓝牙协议规定蓝牙的调制速率位1Mbps，这是理论上限，但实际比这个低很多
2、Operating Rang（操作范围）
低功耗蓝牙为了降低电量消耗一般传输距离是2-5米
三、网络拓扑
1、Broadcasting and Observing
你可以通过广播发送数据，监听者不需要建立连接就可以接受广播的数据
广播模式定义了两个角色：
Broacaster：周期发送面向无连接的广播数据包
Observer：反复扫描已接收无连接的数据包
标准的广播包是31字节，如果要广播的数据大于31个字节，BLE支持扫描响应（Scan Response），用于广播第二包数据 ，用广播模式通信没有安全保证
2、Connections
两个设备建立连接之后，可以相互交互数据
连接包括下面两个角色：
Central（master）：持续扫描以寻找广播包，并在适当的时机建立连接，一旦建立连接，外围设备将遵循中心设备的时间，并周期交换数据
Peripheral（slave）：发送广播包，并接受即将到来的连接，一旦建立连接，外围设备将遵循中心设备的时间，并周期交换数据
一个设备在同一时间既可以做中心设备，也可以做外部设备
一个中心设备可以连接多个外围设备
一个外围设备可以连接多个中心设备
四、Protocol versus Profile
Protocols：Protocol实现了不同的数据包格式、路由、复用、编码、解码，使数据高效的发送给对方
Profiles：profile 定义了如何使用Protocol来实现特定的目标
1、Generic Profiles（通用配置文件）
Generic Access Profile （GAP）：定义角色、过程、广播数据、发现设备、建立连接、管理连接、协商安全等级。
Generic Attribute Profile（GATT）：发现、读、写、推送数据元素
2、 Use-Case-Specific Profiles
Use-Case-Specific Profiles是基于 GATT-based profiles的扩展。
SIG-defined GATT-based profiles：蓝牙组织协会提供了一系列参考框架用于顶层控制和设备数据层次，
a、Find Me Profile：允许设备定位其他设备（手机防丢器）
b、Proximity Profile：检测附近设备的存在与否（如果不在身边就会叫）
c、HID over GATT Profile：传输HID数据
d、 Glucose Profile：安全传输葡萄糖水平数据
e、 Health Thermometer Profile：传输身体的温度
f、 Cycling Speed and Cadence Profile：传输自行车数据和节奏数据
Vendor-Specific Profiles:蓝牙协议允许厂商定义他们自己的profile，例如Apple 的iBeacon。