BLE蓝牙技术概述

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1、BLE蓝牙技术概述DAVID.LOU2018蓝牙亚洲大会数据•蓝牙技术概述•低功耗蓝牙体系结构•BLE应用开发介绍•应用开发注意事项蓝牙技术概述蓝牙技术•蓝牙SIG定义的一种基于2.4GHZ的短距离无线通信技术，能在包括移动电话、无线耳机、便携式计算机等相关外围设备之间进行无线信息交换。•低功耗蓝牙技术是蓝牙4.0之后引进的一种新型的超低功耗无线传输技术，该技术具有极低运行和待机功耗，主要针对低成本、简易的无线体域网和无线个域网而设计的。蓝牙SIG•蓝牙技术联盟，国际性的非营利组织，拥有超过33,000家成员公司，主要负责监督蓝牙规

2、范的开发，管理认证项目，并维护商标权益等。•主要分为3类会员：•发起会员（9个）：3COM、爱立信、IBM、英特尔、朗讯、微软、摩托罗拉、诺基亚和东芝。主要任务是制定规范和市场项目开发•合作会员：一种付费的会员，他们具有访问各种早起规范草案的权利•接受会员：一种无付费的成员，只需要签定一个接受蓝牙规范的协议，保证开发的产品符合蓝牙规范的要求发展史•BT1.0（1999），BASICRATE基本码率，1Mbps，兼容差，抗干扰弱，数据安全性差•BT2.0（2004），ENHANCEDDATARATE(EDR)增强码率，支持双工模式，3

3、Mbps•BT2.1（2007），安全简易配对（SSP），SNIFF省电•BT3.0（2009），HIGHSPEED交替射频，24Mbps，核心，ALTERNATIVEMAC/PHY•BT4.0（2010），经典蓝牙兼容低功耗模式，传输距离100M，BLE物理层1MBPS，MTU23•BT4.2（2014），隐私保护程度、安全连接、数据包长度，MTU255，SCANFILTER•BT5.0（2016），高输出功率，通信距离更长300M，广播数据达512字节，BLE物理层2Mbps，物联网方向改进普通蓝牙与BLE蓝牙比较参数类型传统蓝

4、牙低功耗蓝牙4.0波段2.4GHzISM频段2.4GHzISM频段跳频79个信道，带宽1MHz40个信道，带宽2MHz调制方式CFSKCFSK通信距离10~100m30~100m最大速率721kb/s(BR)305kb/s2.1Mb/s(EDR)24Mb/s(HS)发射功率0~20dBm-20~10dBm链接时间20ms3ms最大包长度1021byte27byte通信方式SocketGATT主从设备转换支持不支持分布式网络支持不支持BLE物理参数•BLE操作在2.4GHZ的ISM频段，范围2400~2483.5MHZ•BLE具有40

5、个RF信道，对应中心频率的2402+K*2MHZ（K=0,...,39.）•BLE发射端输出功率0.01mW(-20dbm)~10mW(+10dbm)•蓝牙跳频速率为1600次/S近距离通信对比种类ZigbeeWifi红外RFID传统蓝牙BLEHomeRF距离（m）50~30010~10051~1010~10030~10050频段（Hz）868M~2.42.4G820nm5.8G2.4G2.4G2.4GG连接时间30ms3S毫秒级毫秒3~10S3ms1.28s速度（S）250Kbps300Mbps1.5~16Mbps0.212Mbp

6、s24Mbps(HS)305kbps100Mbps最大功耗1~3mW100mW10mW01~100mW0.01~10m50mWW复杂性简单非常复杂简单复杂简单简单复杂安全性128AESSSID小角度密钥128AES128AES50/跳频网络节点6500050无无8127集成度高一般一般一般高高一般成本低一般低低低低一般BLE优势•低功耗——约普通蓝牙的10%•可靠——跳频技术，保证传输可靠性•低成本——CMOS制造工艺，协议栈非常简练•无限制——全球技术，使用不存在特殊规定和限制性规则•安全——提供完整的鉴权功能，数据完整性，AES

7、128加密传输BLE应用领域•智能楼宇：室内定位和位置服务•智慧城市：共享单车、智能停车场、体育馆、无线抄表、遥测•智能家居：照明、温控、烟雾探测器、摄像头、门铃、门锁•汽车自动化：蓝牙钥匙•医疗健身：血压计、体温计、运动手环•工业控制：能源石油天然气领域的各类蓝牙传感器•农业自动化：联合收割机、变量施肥播种机、无人驾驶拖拉机•…蓝牙体系架构物理层•包含基带部分和射频收发模块；•工作在2.4GHZ的ISM无线频段，负责从物理信道发送和接收数据包；•调频技术，抗干扰、抗衰弱；•物理信道分布图：LINKLAYER链路层•LL层是整个BL

8、E协议栈的核心，也是BLE协议栈的难点和重点•由多址接入、设备发现、链路层链接3个部分组成•对上为逻辑链路控制和适配协议提供服务•对下选择合适的信道进行数据交换与通信•负责广播、扫描、链接建立和维护，设备过滤•定义BLE空中协议，空中