Tag: Bluetooth

參考資料：

1. TI BLE課程
2. Core Bluetooth on iOS

Bluetooth Low Energy技術及其特點

1. BLE是Bluetooth 4.0的一部份
2. 特點為：低功耗(很省電，可以用一顆鈕扣般大小的電池，維持運作一年以上的壽命)、低延遲、低吞吐量(傳輸速度低)
3. 不需要像傳統的藍芽，一定要經過MFi認證才可與蘋果設備連接。
4. 傳輸速率低於100kb/s，而傳統藍芽則大於3mb/s
5. BLE、傳統藍芽以及Wifi的比較：
   
   如上圖所示，Wifi、傳統藍芽以及BLE都是在同一個頻段下，左圖紅色部份是三個廣播頻道，避開WIFI了幾個常使用到的頻段，也因此wifi與BLE可以有良好的互存性。在右上的圖代表這三種傳輸方式所需要的供電量，右下的圖則是顯示這三種的傳輸量的比較圖。
6. 現有的Bluetooth類型大致有下面三種，左邊的就是BLE，中間的可以連接BLE及傳統藍芽，右邊的只能與傳統藍芽設備或是Bluetooth Smart Ready連接，Bluetooth Smart Ready則可與這三種任何一種進行連接。
   
7. Bluetooth Dual Mode也就是上面所畫的Bluetooth Smart Ready設備，可同時與傳統藍芽以及BLE做連接。和BLE連接時便使用BLE的模式、耗電量也與BLE相同。和傳統藍芽則也是使用傳統藍芽的功耗、傳輸速度及模式。

Bluetooth Low Energy協議

1. 分為Controller、Host及App層
   
   1. Physical Layer：物理層
   2. Link Layer：鏈路控制層
   3. HCI：提供標準藍芽事件及通知層
   4. Logical Link Control and Adaption Protocol：負責連接和事件
   5. Security Manager：配對、數據加密這類
   6. Attribute Protocol：所有數據傳輸經過這層實現(ATT)，定義了Client和Server，Client就傳Request，Server傳response。
   7. Generic Attribute Profile：具體實現數據的傳輸(GATT)。Server上所有的ATT都被實作了，成為一個個的。Services，通過這樣的形式把數據包給Client。把ATT定義的屬性根據不同的服務進行歸類、組合，同時把一系列的讀寫整合起來，成為一系列的數據通信操作流程，提供給上層的Profile去用。
   8. Generic Access Prifile：設備查找、連接建立(GAP)，定義了四個角色
      。Peripheral和Central：兩個設備連接後，進行通訊的角色。Peripheral通常是連接外面的設備(從設備)，例如說血壓計等等。而Central則是連接主設備，例如手機、電腦等等。Peripheral通常是ATT及GATT的Client，Central通常是ATT及GATT的Server。
      。Broadcaster和Observer：兩個設備在不見連接的時後，進行通訊的角色。Broadcaster會通過一個簡單的設備，不斷的把數據丟出去，例如一個單純的溫度計。Observer則接收這些封包把相應的溫度值儲存起來。
   9. App層：一些PROFILE和一些應用組成。在APP層經過Profile的實做，來做讀寫操作的動作。

Connection parameter連接參數

1. 連接參數會直接影響BLE的性能以及功耗，非常重要
2. 在兩個BLE設備建立連接以後，所有的通信都是在Connection Event進行通訊，下圖是一張BLE通訊時耗電量的示意圖，橫軸代表時間、縱軸代表耗電量。所以可以看到，設備建立連線的大部份時間，都是處於Sleeping狀態下，並且在此時耗電量很低，這也是BLE省電的主要原因。另外在每次的Connection Event開始時，會由Master發起通訊要求，然後由Slave回覆。
   
3. 參數介紹：
   。Connection Interval：多久開始一次Connection Events。這會影響到BLE的傳輸速度和耗電。
   。Slave Latency：為了節省Slave的電源，當Slave沒新的事件要傳給Master時，最多可忽略幾個Master發起的通訊要求。
   。Supervision Timeout：設定當多久沒有收到任何通訊要求時，中斷連線。
   上面數值必需滿足以下條件Supervision Timeout > (1 + Slave Latency) * (Connection Interval)
   這是因為Slave Latency不能算在Supervision Timeout裡面，否則會造成不正常斷線
4. 上面三個參數都是可以在連線建立之後動態修改的，因此實際應用開發的時候，大家可以根據實際需求配置上面三個參數

產品上市

1. 產品要在全球各地的市場上市，要能夠通過SIG的認證(https://www.bluetooth.org/)
2. 另外有一個Unplug Fests，可以測試藍芽相關功能
3. 相關資訊請看：http://v.youku.com/v_show/id_XNTk4MDU1NDY4.html

蘋果對iOS上的BLE開發要求

1. 在連接時iPhone設備時，不能直接取得IEEE的地址，而是取得一個resolvable address。也因此無法直接對iOS設備做advertisements
2. 連接參數上，Interval必需大於20毫秒，小於2秒。Supervisor time 小於等於6秒。Slave latency小於等於4秒。
3. 在iOS裡，會隱藏藍芽物理地址、Characteristic handles、Characteristic descriptors、以及連接參數。雖然連接參數在iOS裡是可以設定的，但假如在連接後，經由Slave去修改連接參數，則這些被修改的數值是沒辦法取得的。
4. 我們無法直接獲得IEEE地址，但在iOS7裡可以使用UUID來進行連線
   
5. 重新連線的狀況：分別看前景、背景、暫停狀況下的設定方式
   
6. 尋找外接設備