BLE协议栈| BLE系统架构
本页描述BLE协议栈或者系统架构。介绍了BLE (Bluetooth Low Energy)系统架构协议层的功能。
简介：
BLE (Bluetooth Low Energy)是蓝牙特殊兴趣小组(Bluetooth Special Interest Group, SIG)设计和维护的无线PAN技术。蓝牙有各种各样的版本。4.2及以上版本被称为BLE。该系列的最新版本是v5.0和v5.1。BLE规范旨在降低功耗和设备成本，同时保持覆盖范围。BLE被称为“智能蓝牙”，而之前的版本被称为“经典蓝牙”。
BLE不向后兼容BR/EDR协议。
•BLE在双模式或单模式下均使用2.4 GHz ISM频段。双模式支持经典蓝牙和低耗能外设。
•所有BLE设备使用GATT配置文件(通用属性配置文件)。GATT协议为客户端提供了一系列命令来发现BLE服务器的信息。
BLE协议栈架构由控制器和主机两部分组成。两者都使用HCI(主机到控制器接口)进行接口。
•任何配置文件和应用程序都运行在GAP和GATT协议层之上。
BLE协议栈| BLE系统架构
图2描述了BLE系统架构．让我们了解这个BLE协议栈的不同层的功能。
•物理层:
发射机使用GFSK调制，在未经许可的2.4 GHz频段运行。
•使用该PHY层，BLE提供1 Mbps(蓝牙v4.2)/2 Mbps(蓝牙v5.0)的数据速率。
•采用跳频收发器。
•指定了两种调制方案，分别为1 Msym/s和2 Msym/s。
•指定了两个PHY层变量，即uncoded和coded。
•在两种PHY模式中都采用了时分双工(TDD)拓扑。
•链路层:这一层位于物理层之上。它负责广告、扫描和创建/维护连接。BLE设备的角色在点对点(即单播)或广播模式下发生变化。常见的角色是发布者/扫描者(发起者)、从/主或广播者/观察者。链路层状态定义如下图所示。
图1描述了BLE设备状态为>>．设备将处于以下任何一种状态，包括待机状态、发布状态、扫描状态、启动状态、连接状态和同步状态。
•人机交互:它通过标准接口类型提供控制器和主机之间的通信。这个HCI层既可以使用API实现，也可以通过UART/SPI/USB等接口实现。标准的HCI命令和事件在蓝牙规范中定义。
•L2CAP:该层向上层提供数据封装服务。这允许逻辑端到端数据通信。
•SMP:这个安全管理器层提供了设备配对和密钥分发的方法。它为其他协议栈层提供服务，以便在BLE设备之间安全地连接和交换数据。
•差距:该层直接与应用层和/或它上面的配置文件连接。它处理BLE设备的设备发现和连接相关服务。它还负责安全特性的初始化。
•关贸总协定:这一层是服务框架，它指定了使用ATT的子过程。两台BLE设备之间的数据通信通过这些子过程来处理。应用程序和/或概要文件将直接使用GATT。
•丙氨酸:这一层允许BLE设备公开某些数据或属性。
•应用层:
BLE协议栈层与应用程序和配置文件进行交互。蓝牙系统中的应用互操作性是通过蓝牙配置文件来实现的。
•配置文件定义了层之间的垂直交互以及设备之间特定层的点对点交互。
由一个或多个服务组成的配置文件，用于处理特定的用例。服务由对其他服务的特征或引用组成。
•任何配置文件/应用程序都运行在BLE协议栈的GAP/GATT层之上。它处理BLE设备的设备发现和连接相关服务。
引用:
➤蓝牙核心规范5.1版
以前版本的蓝牙5.0或蓝牙低能耗(BLE)相关链接
也可参考蓝牙教程涵盖以下子主题:
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有什么不同
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