低功耗蓝牙(BLE)基础知识概述

1、开篇

低功耗蓝牙的概念以及低功耗蓝牙为什么能做到低功耗，蓝牙基础知识概述经典蓝牙和低功耗蓝牙的区别中就可以看出来了，这里就不多说了。本篇文章主要介绍BLE应用层开发中常见的一些概念以及BLE广播包的格式。

2、相关名词解析

BLE应用开发过程中，我们常常会看到以下一些名词，很多人不知道它们是什么，这里说说我自己的理解。如果读者暂时不能理解以下概念，也没关系，可以看看后面的Android BLE开发实战相关的文章。后续的文章如果看懂了，这些不懂也问题不大。反正我的理解也不一定对～

2.1 主机和从机

主机和从机是相对的概念，又可以称为主设备和从设备、外围设备（Peripheral）和中心设备（Central）、中心和外设等等。举个简单的例子，我们在使用手机搜索、连接和控制家里的BLE设备的时候，我们的手机就是主机，设备就是从机。一个主机可以同时连接多个从机，一个从机同一时间只能被一个主机连接。

2.2 GAP

GAP是Generic Access Profile的缩写，中文译为通用访问配置文件，主机和从机就是它定义的。GAP不仅定义了蓝牙通信的角色，还控制着它们的广播和连接。需要注意的是，某些设备可以配置成只发送广播而不支持连接，比如一些Beacon设备。

2.3 GATT

GATT是Generic Attribute Profile的缩写，中文译为通用属性配置。
我们使用BLE的时候，主机和从机建立的连接通常称为GATT连接。GATT也给BLE设备定义了角色，GATT Server和GATT Client。通常情况下，主机就是Client，从机就是Server。这是一个C/S架构，主机向从机请求服务。GATT中还有两个尤其重要的概念，Service和Characteristic，一个Service包含多个Characteristic。BLE主从设备之间通信多数情况下就是对特定Service里的特定的Characteristic进行读写操作。每个Service和Characteristic都有一个唯一的UUID与之对应。在开发BLE应用和智能硬件时，两端的开发者需要协商好对应的UUID。

2.4 ATT

ATT是Attribute Protocol，也就是属性协议。它是GATT的下层协议，它把设备的数据定义为一个个的属性，而Service和Characteristic是对属性的逻辑封装。

3、BLE广播包

介绍蓝牙广播包之前先介绍一种LTV数据格式。LTV是Length-Type-Value的缩写，它表示在一个字节数组或者字节流中，数据按照Length -> Type -> Value的顺序拍布。比如数组元素如下（十六进制）：

0201060303F1FE

这里包含两组数据：020106和0303F1FE。02作为开始，代表此项数据有两个字节，01代表此项数据的类型，06是此项数据的值。0303F1FE同理。

与LTV类似的数据格式还有TLV，也就是Type-length-Value。

BLE广播包是一个最大有31个字节的数据包，它按LTV格式可以包含多个数据项。接下来介绍几个非常常用的数据类型：

1. Flags，广播标记位，Type为0x01，Value为一个字节，每个比特位表示设备的一个特性：

   • bit 0: 是否有限发现模式
   • bit 1: 是否普通发现模式
   • bit 2: 是否不支持 BR/EDR
   • bit 3: 是否对 Same Device Capable(Controller) 同时支持 BLE 和 BR/EDR
   • bit 4: 是否对 Same Device Capable(Host) 同时支持 BLE 和 BR/EDR
   • bit 5…7: 预留

2. Service UUID：Service UUID有好多种，完整和不完整的16位、32位和128位UUID。其中最常用的是完整的16位UUID。UUID本身应该是128位的，但是我们可以约定只有其中16位不同，其他的112位都一样，那么我们就可以使用16位来表示一个UUID了，通过扩展即可得到128位UUID。完整的16位UUID对应的Type是0x03。

3. 设备名称：Type 0x08和0x09分别是设备简称和全称的Type。

4. 厂商自定义数据（ManufacturerData）：0xFF，值得一提的是厂商自定义数据的Value部分的前两个字节为厂商ID，余下的才是真正的数据。

4、附录：全部广播数据类型

来自：https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/generic-access-profile/