BLE-基础知识

发布日期: 2022-08-22

文章字数: 2.4k

阅读时长: 11 分

阅读次数:

协议栈结构图

BLE-协议栈

名词介绍

名词	介绍
低功耗蓝牙(BLE)	支持蓝牙协议4.0或更高的模块。主打低功耗，多用于物联网类型
经典蓝牙(BT)	指支持蓝牙协议在4.0以下的模块。主打短距离数据高速传输，多用于蓝牙耳机等。
Basic Rate(BR)	蓝牙基础速率技术，属于BT
Enhanced Data Rate(EDR)	蓝牙增强速率技术,是在BR技术基础上升级出来的，所以可以和BR共存，属于BT
Alternate MAC/PHYs(AMP))	蓝牙核心系统的次要控制器,可切换的媒体访问控制器（`Media Access Controller`）和物理层（`Physical Layer`）属于BT
Low Energy(LE)	蓝牙低功耗技术,属于BLE

BLE 广播

广播数据格式

ble

广播类型如下

typedef enum {
    ESP_BLE_AD_TYPE_FLAG                     = 0x01,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_FLAG in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_16SRV_PART               = 0x02,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_16SRV_PART in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_16SRV_CMPL               = 0x03,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_16SRV_CMPL in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_32SRV_PART               = 0x04,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_32SRV_PART in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_32SRV_CMPL               = 0x05,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_32SRV_CMPL in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_128SRV_PART              = 0x06,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_128SRV_PART in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_128SRV_CMPL              = 0x07,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_128SRV_CMPL in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_NAME_SHORT               = 0x08,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_NAME_SHORT in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_NAME_CMPL                = 0x09,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_NAME_CMPL in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_TX_PWR                   = 0x0A,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_TX_PWR in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_DEV_CLASS                = 0x0D,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_DEV_CLASS in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SM_TK                    = 0x10,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SM_TK in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SM_OOB_FLAG              = 0x11,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SM_OOB_FLAG in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_INT_RANGE                = 0x12,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_INT_RANGE in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SOL_SRV_UUID             = 0x14,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SOL_SRV_UUID in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_128SOL_SRV_UUID          = 0x15,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_128SOL_SRV_UUID in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SERVICE_DATA             = 0x16,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SERVICE_DATA in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_PUBLIC_TARGET            = 0x17,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_PUBLIC_TARGET in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_RANDOM_TARGET            = 0x18,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_RANDOM_TARGET in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_APPEARANCE               = 0x19,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_APPEARANCE in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_ADV_INT                  = 0x1A,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_ADV_INT in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_LE_DEV_ADDR              = 0x1b,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_LE_DEV_ADDR in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_LE_ROLE                  = 0x1c,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_LE_ROLE in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SPAIR_C256               = 0x1d,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SPAIR_C256 in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_SPAIR_R256               = 0x1e,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_SPAIR_R256 in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_32SOL_SRV_UUID           = 0x1f,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_32SOL_SRV_UUID in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_32SERVICE_DATA           = 0x20,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_32SERVICE_DATA in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_128SERVICE_DATA          = 0x21,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_128SERVICE_DATA in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_CONFIRM        = 0x22,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_CONFIRM in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_RANDOM         = 0x23,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_RANDOM in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_URI                      = 0x24,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_URI in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_INDOOR_POSITION          = 0x25,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_INDOOR_POSITION in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_TRANS_DISC_DATA          = 0x26,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_TRANS_DISC_DATA in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SUPPORT_FEATURE       = 0x27,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_LE_SUPPORT_FEATURE in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_TYPE_CHAN_MAP_UPDATE          = 0x28,    /* relate to BTM_BLE_AD_TYPE_CHAN_MAP_UPDATE in stack/btm_ble_api.h */
    ESP_BLE_AD_MANUFACTURER_SPECIFIC_TYPE    = 0xFF,    /* relate to BTM_BLE_AD_MANUFACTURER_SPECIFIC_TYPE in stack/btm_ble_api.h */
} esp_ble_adv_data_type;

类型	值	说明
ESP_BLE_AD_TYPE_FLAG	1	低功耗蓝牙定义了如下标识; Bit[0]: 有限可发现模式 Bit[1]:通用可发现模式; Bit[2]:不支持BR/EDR Bit[3]:设备同时支持LE和BR/EDR（控制器） Bit[4]:设备同时支持LE和BR/EDR（主机）
ESP_BLE_AD_TYPE_16SRV_PART	0x02	不完整的16位服务等级UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_16SRV_CMPL	0x03	16位服务类别UUID的完整列表
ESP_BLE_AD_TYPE_32SRV_PART	0x04	不完整的32位服务类UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_32SRV_CMPL	0x05	32位服务类UUID的完整列表
ESP_BLE_AD_TYPE_128SRV_PART	0x06	不完整的128位服务等级UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_128SRV_CMPL	0x07	完整的128位服务等级UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_NAME_SHORT	0x08	缩短的本地名称
ESP_BLE_AD_TYPE_NAME_CMPL	0x09	完整的本地名称
ESP_BLE_AD_TYPE_TX_PWR	0x0A	发射功率等级
ESP_BLE_AD_TYPE_DEV_CLASS	0x0D	设备类别
	0X0E	简单配对哈希C
	0X0E	简单配对哈希C-192
	0X0F	简单配对随机数R
	0X0F	简单配对随机发生器R-192
ESP_BLE_AD_TYPE_SM_TK	0x10	设备编号
ESP_BLE_AD_TYPE_SM_OOB_FLAG	0x11	安全管理器带外标志
ESP_BLE_AD_TYPE_INT_RANGE	0x12	从站连接间隔范围
ESP_BLE_AD_TYPE_SOL_SRV_UUID	0x14	16位服务请求UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_128SOL_SRV_UUID	0x15	128位服务请求UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_SERVICE_DATA	0x16	服务数据
ESP_BLE_AD_TYPE_PUBLIC_TARGET	0x17	公共目标地址
ESP_BLE_AD_TYPE_RANDOM_TARGET	0x18	随机目标地址
ESP_BLE_AD_TYPE_APPEARANCE	0x19	外观
ESP_BLE_AD_TYPE_ADV_INT	0x1A	广告间隔
ESP_BLE_AD_TYPE_LE_DEV_ADDR	0x1b	LE蓝牙设备地址
ESP_BLE_AD_TYPE_LE_ROLE	0x1c	LE角色
ESP_BLE_AD_TYPE_SPAIR_C256	0x1d	简单配对哈希C-256
ESP_BLE_AD_TYPE_SPAIR_R256	0x1e	简单配对随机数发生器R-256
ESP_BLE_AD_TYPE_32SOL_SRV_UUID	0x1f	32位服务请求UUID列表
ESP_BLE_AD_TYPE_32SERVICE_DATA	0x20	服务数据-32位UUID
ESP_BLE_AD_TYPE_128SERVICE_DATA	0x21	服务数据-128位UUID
ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_CONFIRM	0x22	LE安全连接确认值
ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SECURE_RANDOM	0x23	LE安全连接随机值
ESP_BLE_AD_TYPE_URI	0x24	URI
ESP_BLE_AD_TYPE_INDOOR_POSITION	0x25	室内定位
ESP_BLE_AD_TYPE_TRANS_DISC_DATA	0x26	运输发现数据
ESP_BLE_AD_TYPE_LE_SUPPORT_FEATURE	0x27	LE支持的功能
ESP_BLE_AD_TYPE_CHAN_MAP_UPDATE	0x28	频道地图更新指示
ESP_BLE_AD_MANUFACTURER_SPECIFIC_TYPE	0xFF	制造商特定数据

属性

属性协议格式

Attribute Handle	Attribute Type	Attribute Value	Attribute Permissions
句柄2字节	属性类型2-6字节	属性值0~512	权限

属性UUID分类

0X1800-0X26FF 用于服务类通用唯一识别码
0X2700-0X27C5 用于标识计量单位
0X2800-0X2803 用于区分属性类型(声明服务Declaration)
0X2900-0X290F 用于作特性描述(Description)
0X2A00-0x2BDC 用于区分特性类型

GATT属性类型

Attribute Type	UUID	Description
«Primary Service»	0x2800	Primary Service Declaration
«Secondary Service»	0x2801	Secondary Service Declaration
«Include»	0x2802	Include Declaration
«Characteristic»	0x2803	Characteristic Declaration
«Characteristic Extended Properties»	0x2900	Characteristic Extended Properties
«Characteristic User Description»	0x2901	Characteristic User Description Descriptor
«Client Characteristic Configuration»	0x2902	Client Characteristic Configuration Descriptor
«Server Characteristic Configuration»	0x2903	Server Characteristic Configuration Descriptor
«Characteristic Format»	0x2904	Characteristic Format Descriptor
«Characteristic Aggregate Format»	0x2905	Characteristic Aggregate Format Descriptor

UUID-0x2803

定义

特征声明(characteristic declaration)

格式

特征值被分为3部分,分别是:Properties(属性)**、Characteristic Value Attribute(特征值属性句柄)、特征的UUID**。

Handle	Type	Value	Permissions
0xNNNN	0x2803	属性(1Byte)+特征值属性句柄(2Byte)+特征的UUID(16bit或者128bit)	只读（Read Only）无需认证(No Authentication) 无需授权(No Authorization)

UUID-0x2904

定义

是特征值的一个可选项,用于定义特征值的描述,此定义载特征值之后的定义;<br
如果存在多个特征值描述,采用共存方式;

格式

特征值描述值被分为5部分,分别是:format(格式), exponent(指数),unit(单位), name space(命名空间),and description(描述);

Handle	Type	Value	Permissions
0xNNNN	0x2904	1.[Format]:1B 2.[Exponent]:1B 3.[Unit]:2B 4.[Name Space]:1B 5.[Description]:2B	1.Read only 2.No Authentication, 3.NO authorization
注意: Value 按照小端字节序计算 ;

Format定义见:Core_V4.2-3.3.3.5.2
Exponent定义见 :Core_V4.2-3.3.3.5.3
Unit定义见 :Core_V4.2-3.3.3.5.4, 具体见
Name Space定义见 :Core_V4.2-3.3.3.5.5 具体见目前好在只支持0X01值
Description定义见 :Core_V4.2-3.3.3.5.6具体见 Name Space文档的GATT Bluetooth Namespace Descriptors

0x2902(CCCD)

Value : 2Byte

0x0001:Notification
0x0002:Indication
0xFFF4:预留

Notification 和 Indication 的区别

Notification 不需要应答，所以服务端发送的消息，它自己并不知道消息是否发送成功。
Indication 需要客户端应答，每次服务端发送完数据都需要客户端发送应答消息。其中有一点很重要，如果你发送的 indication客户端没有应答，你是不能再次发送indication的；

Notification和 Indication需要客户端通过CCCD特征(Client Characteristic Configuration Descriptor)来配置,且服务端要有CCCD特征；

一些已知UUID

Service UUID

范围: 0x1800 - 0x1856

UUID	Name	类型	说明
0x1800	Generic Access	GATT Service	通用访问
0x1801	Generic Attribute	GATT Service	通用属性
0x1802	Immediate Alert	GATT Service	即时闹钟
0x1803	Link Loss	GATT Service	连接丢失
0x1804	Tx Power	GATT Service	发送功率
0x1805	Current Time	GATT Service	当前时间
0x1806	Reference Time Update	GATT Service	参考时间更新
0x1807	Next DST Change	GATT Service	下个日光节约时间（夏令时）更改
0x1808	Glucose	GATT Service	葡萄糖
0x1809	Health Thermometer	GATT Service	温度计
0x180A	Device Information	GATT Service	设备信息
0x180D	Heart Rate	GATT Service	心率
0x180E	Phone Alert Status	GATT Service	手机报警状态
0x180F	Battery	GATT Service	电池
0x1810	Blood Pressure	GATT Service	血压
0x1811	Alert Notification	GATT Service	闹钟推送
0x1812	Human Interface Device	GATT Service	HID设备
0x1813	Scan Parameters	GATT Service	扫描参数
0x1814	Running Speed and Cadence	GATT Service	跑步速度、节奏
0x1815	Automation IO	GATT Service	自动化输入输出
0x1816	Cycling Speed and Cadence	GATT Service	循环速度、节奏
0x1818	Cycling Power	GATT Service	骑行能量
0x1819	Location and Navigation	GATT Service	定位及导航
0x181A	Environmental Sensing	GATT Service	环境传感
0x181B	Body Composition	GATT Service	身体组成
0x181C	User Data	GATT Service	用户数据
0x181D	Weight Scale	GATT Service	体重秤
0x181E	Bond Management	GATT Service	设备绑定管理
0x181F	Continuous Glucose Monitoring	GATT Service	动态血糖检测
0x1820	Internet Protocol Support	GATT Service	互联网协议支持
0x1821	Indoor Positioning	GATT Service	室内定位
0x1822	Pulse Oximeter	GATT Service	脉搏血氧计
0x1823	HTTP Proxy	GATT Service	HTTP代理
0x1824	Transport Discovery	GATT Service	传输发现
0x1825	Object Transfer	GATT Service	对象传输
0x1826	Fitness Machine	GATT Service	健康设备
0x1827	Mesh Provisioning	GATT Service	Mesh配置
0x1828	Mesh Proxy	GATT Service	Mesh代理
0x1829	Reconnection Configuration	GATT Service	重连配置
0x183A	Insulin Delivery	GATT Service	胰岛素给药
0x183B	Binary Sensor	GATT Service	二元传感器
0x183C	Emergency Configuration	GATT Service	应急配置
0x183E	Physical Activity Monitor	GATT Service	体力活动监视器
0x1843	Audio Input Control	GATT Service	音频输入控制
0x1844	Volume Control	GATT Service	音量控制
0x1845	Volume Offset Control	GATT Service	音量偏移控制
0x1846	Coordinated Set Identification	GATT Service	协调集识别
0x1847	Device Time	GATT Service	设备时间
0x1848	Media Control	GATT Service	多媒体控制
0x1849	Generic Media Control	GATT Service	通用媒体控制
0x184A	Constant Tone Extension	GATT Service	恒定音调扩展
0x184B	Telephone Bearer	GATT Service	电话持有人
0x184C	Generic Telephone Bearer	GATT Service	通用电话承载
0x184D	Microphone Control	GATT Service	麦克风控制
0x184E	Audio Stream Control	GATT Service	音频流控制
0x184F	Broadcast Audio Scan	GATT Service	广播音频扫描
0x1850	Published Audio Capabilities	GATT Service	已发布的音频功能
0x1851	Basic Audio Announcement	GATT Service	基本音频公告
0x1852	Broadcast Audio Announcement	GATT Service	广播音频公告
0x1853	Common Audio	GATT Service	普通音频
0x1854	Hearing Access	GATT Service	听力访问
0x1855	TMAS	GATT Service
0x1856	Public Broadcast Announcemen	GATT Service	公共广播公告

属性声明

范围: 0X2800-0X2803

UUID	Name	类型
0x2800	Primary Service	GATT Declarations
0x2801	Secondary Service	GATT Declarations
0x2802	Include	GATT Declarations
0x2803	Characteristic	GATT Declarations

单位

范围: 0X2700-0X27C5

设备信息

UUID	Name	类型
0x2A23	System ID	GATT Characteristic and Object
0x2A24	Model Number String	GATT Characteristic and Object
0x2A25	Serial Number String	GATT Characteristic and Object
0x2A26	Firmware Revision String	GATT Characteristic and Object
0x2A27	Hardware Revision String	GATT Characteristic and Object
0x2A28	Software Revision String	GATT Characteristic and Object
0x2A29	Manufacturer Name String	GATT Characteristic and Object
0x2A2A	IEEE Data	GATT Characteristic and Object

HID

UUID	Name	类型
0x2A4A	HID Information	GATT Characteristic
0x2A4B	Report Map	GATT Characteristic
0x2A4C	HID Control Poin	GATT Characteristic
0x2A4D	Report	GATT Characteristic
0x2A4E	Protocol Mode	GATT Characteristic
0x2A22	BT Keyboard Input Report	GATT Characteristic
0x2A32	BT Keyboard Output Report	GATT Characteristic
0x2A33	BT Mouse Input Report	GATT Characteristic

|characteristic|设备名|Device Name|0x2A00|0-248字节长度的设备明,一个设备应该只有一个实例化的设备名|
||

BLE-Service

参考

Alex.Lin

http://lxj-life.com/2022/08/22/36c8.html

本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 Alex.Lin !

BLE 蓝牙

hexo一些插件的使用说明

2022-12-04 hexo

hexo

npm 命令

这是你自定义的文章摘要内容，如果这个属性有值，文章卡片摘要就显示这段文字，否则程序会自动截取文章的部分内容作为摘要

2022-08-22 Alex.Lin

BLE-基础知识

协议栈结构图

名词介绍

BLE 广播

广播数据格式

广播类型如下

属性

属性协议格式

属性UUID分类

GATT属性类型

UUID-0x2803

定义

格式

UUID-0x2904

定义

格式

0x2902(CCCD)

Notification 和 Indication 的区别

一些已知UUID

Service UUID

属性声明

单位

设备信息

HID

参考

你的赏识是我前进的动力