常识 | 蓝牙相关 BT/BLE

蓝牙协议包括两种技术：Basic Rate（BR）和Low Energy（LE）

BR的发展： 好像也叫BT
蓝牙初始阶段用的就是BR -- 700+Kbps
改进：EDR（Enhanced Data Rate）-- 2Mbps
借用了wifi的phy和mac层（简称AMP） -- 50+Mbps

LE：重点在低功耗

BR原理：
1. 通过连接双方一起跳频，同步到同一个频率
2. 分时复用该物理信道进行数据传输
3. 会有一个层用于链路管理，即管理逻辑信道

LE原理：
1. 在预定的物理信道上，发送方发送某个代表连接的包，接收方就在该信道上直接回应
2. 数据传输在其他信道上进行

 

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BLE协议详细 --- 全称Bluetooth Low Energy，即蓝牙低功耗

以应用层想发送某条数据为例：

• GATT（Generic attribute profile ）----- 定义数据的类型和分组
  GATT用来规范attribute中的数据内容，打包+分组。没有GATT，BLE协议栈也能跑，但互联互通就会出问题，也正是因为有了GATT和各种各样的应用profile，BLE摆脱了ZigBee等无线协议的兼容性困境，成了出货量最大的2.4G无线通信产品。
• ATT（Attribute protocol）------ 选择具体的通信命令，如读/写/notify/indicate
  ATT层用来定义用户命令及命令操作的数据，比如读取某个数据或者写某个数据。BLE引入了attribute概念，用来描述一条一条的数据。Attribute除了定义数据，同时定义该数据可以使用的ATT命令，因此这一层被称为ATT层。
• SMP（Secure manager protocol）------ 加密
  负责加密和安全。
• L2CAP层 ------ 指定connection interval（连接间隔），比如每10ms同步一次
  L2CAP对LL进行一次简单封装，LL只关心数据本身，L2CAP就要区分是加密通道还是普通通道，同时还对连接间隔进行管理。
• GAP层（Generic access profile）
  GAP简单的对LL payload进行一些规范和定义，因此GAP能实现的功能极其有限。GAP目前主要用来进行广播，扫描和发起连接等。
• HCI（Host controller interface）
  HCI是可选的，HCI主要用于2颗芯片实现BLE协议栈的场合，用来规范两者之间的通信协议和通信命令等。
• LL层（链路层）------ 指定物理信道，增加头部标识、消息长度、CRC、目标地址
  LL层是协议栈的核心，功能包括选择射频通道、数据过滤、完整性检查、重传、链路管理、流量控制等。LL层只负责数据收发，对数据进行怎样的解析则交给上面的GAP或者GATT。
• PHY层（物理层）
  PHY层用来指定BLE所用的无线频段，调制解调方式和方法等。直接决定整个BLE芯片的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。 

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zigbee

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、传感、监控和远程控制等领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。

ZigBee联盟认为ZigBee和蓝牙是互为补充。ZigBee的系统复杂性要远小于蓝牙的系统复杂性。

 

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thread

Thread，由三星、Nest、arm、Big Ass Fans、飞思卡尔和Silicon Labs公司联合推出， 是一种基于IP的无线网络协议，用来连接家里的智能产品。

Thread建立在zigbee基础之上，原有的ZigBee设备只需更新固件即可兼容Thread。
Thread具有低功耗、安全可靠和容错性好等优势，其解决了市场中对于网状网络技术期待已久的需求，即支持IPv6和6LoWPAN，可为物联网内每一个终端节点带来IP连接能力。