低功耗蓝牙模块(BLE)协议【创思天地】
蓝牙模块
低功耗蓝牙(BLE)模块协议协议版本：V2.0（透传）蓝牙4.0是2012年最新蓝牙版本，是3.0的升级版本；较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等。
蓝牙4.0最重要的特性是省电，极低的运行和待机功耗可以使一粒纽扣电池连续工作数年之久。
此外，低成本和跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。
模块做为智能手机外设的桥梁，使得主机端应用开发异常简单。
在桥接模式下(串口)，用户的现有产品或者方案配合此透传模块，能十分方便地和移动设备(需支持蓝牙 4.0)相互通讯，实现超强的智能化控制和管理。
目录目录--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2●概述 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3●工作模式示意图-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 ●封装尺寸脚位定义----------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 ●串口透传协议说明(桥接模式) --------------------------------------------------------------------------------------- 8 ●串口A T 指令：--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8连接间隔设定 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 模块重命名 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 波特率设定 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 获取物理地址M AC ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 模块复位 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 广播周期设定 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 附加自定义广播内容---------------------------------------------------------------------------------------------- 9 定义产品识别码 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 发射功率设定 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 数据延时设定 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 ●广播数据设置---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 ●系统复位与恢复------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ●透传测试模式---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ●IOS APP 编程参考---------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 ●BLE 协议说明(APP 接口) ------------------------------------------------------------------------------------------ 17蓝牙数据通道【服务U UID：0xFFE5】 ----------------------------------------------------------------------- 17 串口数据通道【服务U UID：0xFFE0】 ----------------------------------------------------------------------- 17 防劫持密钥【服务U UID：0xFFC0】 ------------------------------------------------------------------------ 18 电池电量报告【服务U UID：0x180F】------------------------------------------------------------------------ 20 RSSI 报告【服务U UID：0xFFA0】-------------------------------------------------------------------------- 21 模块参数设置【服务U UID：0xFF90】------------------------------------------------------------------------ 22 ●用A PP 测试透传功能 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 25 ●用U SB Dongle 及B tool 测试 --------------------------------------------------------------------------------------- 27连接B LE 模块--------------------------------------------------------------------------------------------------- 27 测试透传功能---------------------------------------------------------------------------------------------------- 29 ●主机参考代码（透传）---------------------------------------------------------------------------------------------- 33● 概述当模块工作在桥接模式(透传模式)下，模块启动后会自动进行广播，已打开特定APP 的手机会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过 BLE 协议对其进行监控。
深入浅出低功耗蓝牙(BLE)协议栈
深入浅出低功耗蓝牙（BLE）协议栈低功耗蓝牙（BLE）协议栈是一种用于低能耗设备间通信的无线通信技术。
它主要用于物联网设备、传感器和其他低功耗设备之间的通信。
本文将深入浅出地介绍BLE协议栈的工作原理和主要组件，以及其在物联网和其他领域的应用。
BLE协议栈由多个层级组成，包括物理层（PHY）、链路层（LL）、主机控制器接口（HCI）、主机层（Host）和应用层（Application）。
每个层级负责不同的功能，并通过各自的接口与上下层通信。
物理层是BLE协议栈的最底层，负责将数据转化为无线信号进行传输。
BLE使用2.4GHz频段进行通信，采用频率跳变技术来抵抗干扰和提高传输稳定性。
链路层建立在物理层之上，负责处理与设备之间的连接和数据传输。
它包括广播（Advertisement）和连接（Connection）两种传输模式。
广播模式用于设备之间的发现和配对，而连接模式用于实际的数据传输。
主机控制器接口（HCI）是链路层与主机层之间的接口，负责传输控制命令和事件信息。
主机层负责处理设备的连接管理、数据传输和高层协议等任务。
应用层则是最上层，负责处理具体的业务逻辑和应用程序。
BLE协议栈的工作流程一般分为广播、扫描、连接和数据传输四个阶段。
在广播阶段，设备会周期性地发送广播包，以便其他设备发现和连接。
扫描阶段是其他设备主动并发现正在广播的设备。
连接阶段是建立起连接后的设备之间进行数据传输。
数据传输阶段则是实际进行数据交换的阶段。
BLE协议栈的优势在于其低功耗、简单易用和成本低廉。
它适用于大量的物联网设备，如健康追踪器、智能家居设备等。
同时，BLE协议栈也在其他领域有着广泛的应用，例如无线鼠标、键盘、耳机等。
总之，低功耗蓝牙（BLE）协议栈是一种用于低能耗设备间通信的无线通信技术，具有低功耗、简单易用和成本低廉等优势。
它在物联网和其他领域有着广泛的应用，为设备间的通信提供了可靠和高效的解决方案。
RC6621D 低功耗蓝牙(BLE)透传协议数据手册说明书
RC6621DQ低功耗蓝牙透传模块数据手册文档信息型号RC6621D备注名称低功耗蓝牙透传模块文档类型数据手册文档编号RCBM-H02版本日期V2.0.02020-10-18版本更新版本号文档日期更新内容V2.0.02020/10/18 第一次发布；注：本文档讲不定期更新，在使用此文档前，请确保为最新版本。
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目录1.产品概述 (1)主要特点 (1)模式默认配置 (2)设备状态 (2)2.工作模式示意图 (3)3.模块尺寸及引脚 (3)4.串口透传协议说明 (5)5.BLE协议说明(APP接口) (5)Service UUID (5)BLE数据接收UUID (5)BLE数据发送UUID (6)AT指令操作UUID (6)6.AT指令 (6)AT命令表 (7)进入AT指令模式 (7)退出AT指令模式 (8)设备名称 (8)MAC地址 (8)串口回显 (9)显示设备状态 (9)广播参数 (10)连接间隔 (10)Service (11)断开连接 (12)自定义广播内容 (12)发射功率 (13)休眠模式 (14)串口波特率 (14)用户鉴权 (15)设备重启 (16)恢复出厂设置 (16)固件版本查询 (16)7.用APP测试透传功能 (16)8.IOS APP编程参考 (19)9.主机(MCU)参考代码(透传) (20)10.使用条件及注意事项 (21)联系我们................................................................................................错误！未定义书签。
附录A：BLE模块应用方案提示. (24)附录B：模块射频参数测试报告 (25)附录C：功耗测试截图 (37)1.产品概述智汉科技RF Crazy®RC6621DQ是基于OnMicro的HS6621D SoC设计开发的高性能、高灵敏、低成本的蓝牙5.2（BLE）模块。
ble方案
ble方案BLE方案1. 简介BLE（Bluetooth Low Energy）是一种低功耗蓝牙技术，旨在提供短距离通信功能，并使能低功耗连接，适用于便携设备和物联网应用。
BLE方案通过简化蓝牙协议栈和减少功耗，实现了较长的电池寿命和更低的成本。
2. BLE技术特点2.1 低功耗BLE采用周期睡眠和广播机制，使得设备在大部分时间处于睡眠状态，只有当有数据传输需求时才唤醒设备。
这种低功耗策略大大延长了设备的电池寿命。
2.2 短距离通信BLE的通信距离通常在几十米以内，相比传统蓝牙技术（Classic Bluetooth）的几百米，BLE在传输距离上更适用于短距离通信场景。
2.3 快速连接BLE在设备之间建立连接的速度比传统蓝牙更快，通常可以在几毫秒的时间内完成连接过程，这使得在实时性要求较高的应用中更加可靠。
3. BLE协议栈BLE协议栈分为物理层（PHY）、链路层（LL）、主机控制器接口（HCI）以及应用层（GAP、GATT等）等不同层级，协议栈的主要功能如下：3.1 物理层（PHY）物理层是实现无线通信的硬件和传输机制，用于传输数据和控制信息。
3.2 链路层（LL）链路层负责处理BLE封包的发送和接收，包括封包的组装、拆解和差错校验等功能。
3.3 主机控制器接口（HCI）HCI是主机与控制器之间的接口，负责控制和管理BLE通信过程。
3.4 应用层（GAP、GATT等）应用层提供了BLE的一些基本功能，例如设备发现、连接管理、数据传输和配置等。
4. BLE应用场景4.1 个人健康监测BLE技术广泛应用于个人健康监测领域，如智能手环、智能手表等。
这些设备可以实时监测用户的心率、步数、睡眠质量等健康指标，并将数据通过BLE传输到手机或云端进行分析和记录。
4.2 室内定位与导航BLE技术可以实现室内定位和导航功能，通过在建筑物内部部署BLE信标，手机或其他设备可以通过接收信标的信号来确定自身位置，并提供导航服务。
低功耗蓝牙模块(BLE)协议【创思天地】
第1章 概 述
1.1 桥接模式(透传模式)和直驱模式
模块启动后默认是不进行广播的。拉低 P2_0 模块将进行广播，拉高 P2_0 将关闭 广播，已打开特定 APP 的手机会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过 BLE 协议对其进行监控。
桥接模式下：用户 CPU 可以通过模块的通用串口和移动设备进行双向通讯，用 户也可以通过特定的串口 AT 指令，对某些通讯参数进行管理控制。用户数据的具体 含义由上层应用程序自行定义。移动设备可以通过 APP 对模块进行写操作，写入的数 据将通过串口发送给用户的 CPU。模块收到来自用户 CPU 串口的数据包后，将自动 转发给移动设备。此模式下的开发，用户必须负责主 CPU 的代码设计，以及智能移 动设备端 APP 代码设计。
安卓 4.3 智能设备对 BLE 技术的集成，智能手机标配 BLE 必将成为时尚，手机外设的市场需求 将成级数倍增。用户可借此模块，以最短的开发周期整合现有方案或产品，以最快的速度占领市 场，同时为企业的发展注入崭新的技术力量。
-III-
目录
目 录.................................................................................................................................... I 第 1 章 概 述........................................................................................................................2
为方便低功耗蓝牙(BLE)应用技术在各个行业产品中的移植和使用，中国 TI 无线领域战略合 作伙伴创思天地特别推出了低功耗蓝牙透传模块， 已经有两款模块成功通过了蓝牙技术联 BQB (EPL)，FCC，CE，ROHS 认证：
蓝牙ble协议
蓝牙ble协议蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy，简称BLE）是一种用于在短距离范围内传输数据的无线通信技术。
BLE协议是蓝牙技术的一种新型版本，它具有低功耗、简单、灵活的特点，被广泛应用于物联网、智能家居、健康监测等领域。
BLE协议的工作原理是通过主从模式进行通信，由一个中心设备（central）与一个外围设备（peripheral）进行通信。
中心设备负责发送指令，外围设备负责接收指令并执行相应动作。
这种通信模式使得BLE协议在低功耗的同时也能进行高效的数据传输。
BLE协议的优势之一是其低功耗特性。
相比于传统的蓝牙技术，BLE协议在传输数据时消耗的能量更少。
这使得BLE协议非常适用于需要长时间运行的设备，比如智能手表、健身追踪器等。
同时，BLE协议还采用了一种称为“广播”的方式，可以向周围的设备广播信息，从而实现设备之间的快速连接。
另一个BLE协议的特点是简单易用。
BLE协议使用了一种称为“属性”（Attributes）的数据结构来组织信息。
每个属性都有一个唯一的标识符（UUID）和一组属性值。
这种简单的数据结构使得BLE协议的开发和使用变得非常容易，这也是为什么BLE协议被广泛应用于各种智能设备的重要原因之一。
此外，BLE协议还具有灵活性。
BLE协议可以根据具体应用的需求进行定制，包括数据传输速率、连接间隔等方面。
这种灵活性使得BLE协议可以适应不同场景下的需求，并且可以与其他无线通信技术（如Wi-Fi、Zigbee）进行配合使用。
然而，BLE协议也存在一些挑战。
由于低功耗的需求，BLE 协议的传输速率相对较低，特别是在大量数据传输时。
此外，由于BLE协议的工作频率较高，相比于传统蓝牙技术，BLE 设备的传输距离较短。
总的来说，BLE协议作为蓝牙技术的一种新型版本，具有低功耗、简单易用、灵活等特点，被广泛应用于物联网、智能家居等领域。
虽然BLE协议存在一些挑战，但随着技术的不断发展，这些问题也将逐渐得到解决。
[BLE]低功耗蓝牙介绍
![[BLE]低功耗蓝牙介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/9100ce6026284b73f242336c1eb91a37f1113216.png)
[BLE]低功耗蓝牙介绍一、BLE的协议栈框架BLE协议栈包括两个部分，主机(Host)和控制器(Controller)。
二者通过HCI(Host Controller Interface)标准接口相互通信。
常用的单芯片单模BLE芯片有TI的CC254X、CC26xx，nordic的NRF51288，dailog的DA14580等等，双芯片的双模BT有TI的CC2564。
NRF52832吊炸天啊~~~~~协议栈整体结构图如下：主机是一个逻辑实体，定义包括应用层以下，HCI以上的配置文件(Profile)、通用访问协议(GAP)、通用属性协议(GATT)、属性协议(ATT)、安全管理协议(SMP)、逻辑链路控制适配层(L2CAP)、HCI驱动各层。
控制器也是一个逻辑实体，定义HCI层以下的HCI固件、链路层(LL)，物理层(PHY)各层。
三、协议栈各层介绍1、物理层规范（PHY）射频方面，BLE工作在免费的2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical)频段，其频带是2400 -2483.5MHz，BLE的调制方式是高斯频移键控(GFSK)，BT=0.5，而标准蓝牙技术是0.35，0.5的指数接近高斯最小频移键控(GMSK)方案，可以降低无线设备的功耗要求(这方面的原因比较复杂)。
更低调制指数还有两个好处，即提高覆盖范围和增强鲁棒性；二进制“1”和“0”分表表示正频偏和负频偏，在使用频谱仪（N9020A）测试频偏时需要提前知道其背离频率；发射功率范围在-20dBm~+10dBm之间（天线增益为0dBi情况下）；误比特率为0.1%的情况下，接收灵敏度小于-70dBm；通信距离可到达100m；传输速率为1Mbps；数据包间对中心频率的偏移应当小于±150kHz，其中包括了初始的频率补偿和频率漂移；在一个数据包内，频率偏移应当小于150kHz，最大的频率偏移率不能超过400Hz/us，一般要求在±20PPM以内即可。
ble 协议
ble 协议BLE（Bluetooth Low Energy）是一种低功耗蓝牙通信协议，广泛应用于物联网设备、智能家居、健康监测等领域。
本文将介绍BLE协议的基本原理和技术特点。
BLE协议是在经典蓝牙协议的基础上设计的，用于满足物联网设备对低功耗、短距离通信的需求。
BLE协议有两种主要角色，即广播者（advertiser）和扫描者（scanner）。
广播者周期性广播自身的存在，而扫描者则通过监听广播消息来获取周围设备的信息。
BLE协议的工作方式分为连接导向模式和非连接导向模式。
在连接导向模式下，设备通过建立连接来实现数据的传输，这需要经过广播、扫描、连接三个阶段。
广播阶段中，广播者发送广播消息，包括设备的服务和特征值等信息。
扫描阶段中，扫描者监听广播消息，以获取需要连接的设备信息。
连接阶段中，扫描者发送连接请求，广播者则会回应连接响应，最终建立连接。
在非连接导向模式下，设备之间可以进行短暂的通信，但无需建立连接。
在这种模式下，设备通过广播者直接向扫描者发送数据，而不需要经过连接建立的过程。
非连接导向模式适用于一些对实时性要求不高的应用场景，可以大大降低能耗。
BLE协议的另一个重要特点是它的低功耗性能。
BLE设备使用一种称为GAP（Generic Access Profile）的协议来最大限度地减少功耗。
GAP利用了设备可见性和广播时间的控制机制，使设备可以只在需要通信时才传输数据，从而节省能耗。
此外，BLE设备通常采用一个更简化的协议栈，相比经典蓝牙设备减少了不必要的功能，也有助于降低功耗。
BLE协议还支持多种安全机制来保护数据的传输。
它采用了AES-128加密算法对数据进行加密，并通过CRC校验来确保数据的完整性。
此外，BLE设备还支持配对与认证、加密和对称密钥等功能，以保护通信过程中的数据安全。
总的来说，BLE协议通过优化和简化蓝牙通信流程，提供了高效、低功耗的通信方案，广泛应用于物联网设备和智能家居等领域。
深入浅出低功耗蓝牙（BLE）协议栈
深⼊浅出低功耗蓝⽛（BLE）协议栈BLE协议栈为什么要分层？怎么理解BLE“连接”？如果BLE协议只有ATT层没有GATT层会发⽣什么？协议栈框架⼀般⽽⾔，我们把某个协议的实现代码称为协议栈（protocol stack），BLE协议栈就是实现低功耗蓝⽛协议的代码，理解和掌握BLE协议是实现BLE协议栈的前提。
在深⼊BLE协议栈各个组成部分之前，我们先看⼀下BLE协议栈整体架构。
如上图所述，要实现⼀个BLE应⽤，⾸先需要⼀个⽀持BLE射频的芯⽚，然后还需要提供⼀个与此芯⽚配套的BLE协议栈，最后在协议栈上开发⾃⼰的应⽤。
可以看出BLE协议栈是连接芯⽚和应⽤的桥梁，是实现整个BLE应⽤的关键。
那BLE协议栈具体包含哪些功能呢？简单来说，BLE协议栈主要⽤来对你的应⽤数据进⾏层层封包，以⽣成⼀个满⾜BLE协议的空中数据包，也就是说，把应⽤数据包裹在⼀系列的帧头（header）和帧尾（tail）中。
具体来说，BLE协议栈主要由如下⼏部分组成：PHY层（Physical layer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。
PHY层做得好不好，直接决定整个BLE芯⽚的功耗，灵敏度以及selectivity等射频指标。
LL层（Link Layer链路层）。
LL层是整个BLE协议栈的核⼼，也是BLE协议栈的难点和重点。
像Nordic的BLE协议栈能同时⽀持20个link（连接），就是LL层的功劳。
LL层要做的事情⾮常多，⽐如具体选择哪个射频通道进⾏通信，怎么识别空中数据包，具体在哪个时间点把数据包发送出去，怎么保证数据的完整性，ACK如何接收，如何进⾏重传，以及如何对链路进⾏管理和控制等等。
LL层只负责把数据发出去或者收回来，对数据进⾏怎样的解析则交给上⾯的GAP或者GATT。
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。
低功耗蓝牙4.0(BLE)主从通信模块及主透传协议
60*1000/30 = 2K 40*1000/30 = 1.3K 20*1000/30 = 666byte
表 3：通讯速率参考模式
注：可以根据实际应用设计特定的通讯模式，串口包的长度可以设计在 80byte < L < 200byte 之间(大包传输)，根据 BLE 协议有以下关系： 当取 L<80 时，TS >= T； 当取 80<L<160 时，TS >= T*2； 当取 160<L<200 时，TS >= T*3； 满足以上条件的转发模式都是相对安全的，其中取 TS=T，TS=T*2，TS=T*3，可用但不推 荐，丢包率较高， 必须加入校验重发机制。也就是说，当串口包采用 80byte < L < 200byte 的大包时，串口数据可以一次性传递给模块，但需要预留模块通过蓝牙发送数据的时间， 否则会出现追尾现象。如：在连接间隔设置为 T=20ms 时，如串口数据包长度选择 L=200， 则 TS 必须大于 T*3 = 60ms，取 TS=70ms 是比较合理的选择。 串口数据包的大小可以不定长，长度可以是 200 字节以下的任意值，同样满足以上条 件即可。为最大效率地使用通讯有效载荷，同时又避免通讯满负荷运行，推荐使用 20， 40，60 字节长度的串口数据包。
深圳市信驰达科技பைடு நூலகம்限公司 4
� 概述
低功耗蓝牙模块主透传协议是针对低功耗蓝牙模块从透传协议设计的， 通过本协议模 块可替代手机设备与从透传协议模块连接，实现透传功能或直驱控制功能。此协议模块 可用作从透传协议模块开发过程中的辅助工具。 BLE 主透传模块 （以下简称 MTTM ） 可以工作在透传模式 （TTM ） 或指令模式 （CM） 。 主透传模块上电启动后，处于待机模式（ SBM） ，此时处于空闲状态，无睡眠，需要 用户通过 AT 指令控制模块连接从设备。在成功与从设备建立链接后，主模块会自动查找 从设备的透传通道，如果从设备属于信驰达 BLE 从透传协议模块（以下简称 STTM ） ， 主 模块默认进入透传模式，否则默认进入指令模式。 透传模式下，用户 CPU 可以通过主模块的通用串口与从模块进行双向通讯。从主模 块串口输入的数据将转发到从模块，并从其串口输出；从从模块串口输入的数据将转发 到主模块，并从其串口输出，从而实现双向透明传输，用户数据的具体含义由上层应用 程序自行定义。 指令模式下，用户 CPU 可以通过主模块的读写指令直接控制信驰达从模块的直驱功 能。此模式下功能开发中，敬请期待。
低功耗蓝牙协议
低功耗蓝牙协议介绍低功耗蓝牙协议（Low Energy Bluetooth，LE Bluetooth）是一种专门为了在低功耗环境下进行无线通信而设计的蓝牙协议。
它有助于实现设备之间的低功耗通信，使得蓝牙技术更加灵活和适用于更广泛的应用领域。
本文将详细介绍低功耗蓝牙协议的原理、特点以及在实际应用中的具体使用。
原理低功耗蓝牙协议基于蓝牙4.0标准，它的设计目标是在设备之间进行短距离通信时尽可能地降低功耗。
为了实现低功耗通信，低功耗蓝牙协议采用了以下几种技术：1.频率跳变：低功耗蓝牙设备采用频率跳变的方式来减少对某一频段的依赖，从而避免频谱拥堵问题，并提高通信的稳定性和可靠性。
2.快速连接和数据传输：低功耗蓝牙协议实现了快速连接和数据传输的能力，使得设备在进行通信时能够以更快的速度完成连接和数据传输的过程，从而减少了通信的时间和功耗。
3.低功耗睡眠模式：低功耗蓝牙设备在没有进行通信时，可以进入低功耗睡眠模式，以降低功耗。
当设备需要进行通信时，可以通过唤醒信号快速从睡眠模式中恢复。
4.广播模式：低功耗蓝牙设备可以以广播的方式发送自己的信息，其他设备可以监听这些广播信息并进行相应的操作。
这种方式可以减少设备之间的交互次数，从而降低功耗。
特点低功耗蓝牙协议相比传统蓝牙协议具有以下几个特点：1.低功耗：低功耗蓝牙协议在设计上考虑了尽可能降低设备功耗的问题，通过采用频率跳变、低功耗睡眠模式等技术，成功地将蓝牙技术应用于低功耗环境中。
2.快速连接：低功耗蓝牙协议支持快速连接和数据传输，使得设备能够在短时间内完成连接和数据传输的过程，从而提高了通信的效率。
3.简单性：低功耗蓝牙协议相对于传统蓝牙协议来说更加简单，在实际应用中更易于实现和使用。
4.兼容性：低功耗蓝牙协议与传统蓝牙协议是兼容的，可以实现低功耗蓝牙设备与传统蓝牙设备之间的互联互通。
5.低成本：由于低功耗蓝牙协议相对较为简单，所以设计和制造低功耗蓝牙设备的成本也较低。
低功耗蓝牙BLE协议
1 协议栈概述
蓝牙 4.0BLE 协议栈架构的结构图，如图 1 所示。
一般而言，我们把某个协议的实现代码称为协议栈 （protocol stack），BLE 协议栈就是实现低功耗蓝牙协议 的 代 码 ，理 解 和 掌 握 BLE 协 议 是 实 现 BLE 协 议 栈 的 前 提 。协 议 栈 的 实 现 方 式 采 用 分 层 的 思 想 ，控 制 器 部 分 包 括：物理层、链路层、主机控制接口层；主机部分包括：逻 辑链路控制及自适应协议层、安全管理层、属性协议层、 通 用 访 问 配 置 文 件 层 、通 用 属 性 配 置 文 件 层 ；上 层 可 以 调用下层提供的函数来实现需要的功能。
2 协议栈架构
图 1 蓝牙 4.0BLE 协议栈架构的结构图
收稿日期：2019-01-04 作者简介：杨一聪（1990—），男，广东阳江人，大学本科，助理工程师，研究方向：嵌入式蓝牙技术。
第 38 卷第 4 期
黄修杰：高速公路改扩建工程交通安全管理探究
77
3 蓝牙 BLE 报文
3.1 蓝牙报文结构 报 文 是 蓝 牙 通 信 的 基 石 。报 文 数 据 里 面 包 含 标 签 ，
第 38 卷第 4 期 Vol.38 No.4
企业技术开发 TECHNOLOGICA企L D业EVE技LO术PME开NT发OF ENTERPRISE
2019 年 4 月 2019 年A4p月r.2019
低功耗蓝牙 BLE 协议
杨一聪
（建荣集成电路科技（珠海）有限公界上也不断出现了许多新技术。从以前的 PC 端时代，演变到现在的移动端时
报文最开始的 8 比特的交替序列，如“01010101”或 者“ 10101010”。接 收 机 可 以 用 它 来 配 置 自 动 增 益 控 制 ， 以及确定“0”、“1”比特所使用的频率。
蓝牙低能耗(BLE)技术简介
蓝牙低能耗蓝牙低能耗（（BLE ）技术技术简介简介蓝牙低能耗技术简介蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM 射频频段。
它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。
它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。
蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以设置为几毫秒到几秒不等。
另外，因为BLE 技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源)，此时链路两端相互间只是知晓对方，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。
BLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控器等其它外设传送数据。
这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节)，而且发送次数也很少(例如每秒几次到每分钟一次，甚至更少)。
超低功耗无线技术蓝牙低能耗技术的三大特性成就了ULP 性能，这三大特性分别是最大化的待机时间、快速连接和低峰值的发送/接收功耗。
无线“开启”的时间只要不是很短就会令电池寿命急剧降低，因此任何必需的发送或接收任务需要很快完成。
被蓝牙低能耗技术用来最小化无线开启时间的第一个技巧是仅用3个“广告”信道搜索其它设备，或向寻求建立连接的设备宣告自身存在。
相比之下，标准蓝牙技术使用了32个信道。
这意味着蓝牙低能耗技术扫描其它设备只需“开启”0.6至1.2ms 时间，而标准蓝牙技术需要22.5ms 时间来扫描它的32个信道。
结果蓝牙低能耗技术定位其它无线设备所需的功耗要比标准蓝牙技术低10至20倍。
值得注意的是，使用3个广告信道是某种程度上的妥协：这是在频谱非常拥挤的部分对“开启”时间(对应于功耗)和鲁棒性的一种折衷(广告信道越少，另外一个无线设备在选用频率上广播的机会就越多，就越容易造成信号冲突)。
不过该规范的设计师对于平衡这种妥协相当有信心——比如，他们选择的广告信道不会与Wi-Fi 默认信道发生冲突(见图1)图1：蓝牙低能耗技术的广告信道是经过慎重选择的，可以避免与Wi-Fi发生冲突蓝牙低能耗技术的广告信道是经过慎重选择的，一旦连接成功后，蓝牙低能耗技术就会切换到37个数据信道之一。
ble协议栈
BLE协议栈什么是BLE协议栈BLE（蓝牙低功耗）协议栈是一种用于无线通信的技术，它是蓝牙技术的一部分。
BLE协议栈是一组软件协议，用于处理蓝牙设备之间的通信。
它定义了通信的规则和步骤，使得不同设备之间能够进行无线通信。
BLE协议栈包含了各个层级的协议，从物理层到应用层，每个层级都有不同的功能和责任。
这些层级协议的组合形成了一个完整的BLE协议栈。
BLE协议栈的组成物理层（Physical Layer）在BLE协议栈中，物理层负责处理与无线通信硬件相关的任务。
它定义了与设备之间的无线通信的频率和信号特性。
物理层还负责将数字数据转换为无线信号，并通过天线发送到接收设备。
链路层（Link Layer）链路层是BLE协议栈的下一层，它负责处理与设备之间的连接和断开连接相关的任务。
链路层定义了设备之间数据传输的方式，并负责处理数据的分组和重传。
链路层还负责设备的扫描和广播功能，以便设备能够发现彼此并建立连接。
它还处理设备之间的身份验证和加密，以确保数据的安全性。
主从协议（Master-Slave Protocol）主从协议定义了BLE设备之间连接的角色和行为。
在这种协议中，一个设备充当主设备（Master），而另一个设备充当从设备（Slave）。
主设备负责发起连接请求，而从设备则接受连接请求并建立连接。
主从协议还定义了设备之间的数据传输方式和通信频率。
它规定了从设备可以执行的操作，如接收数据、发送数据和等待数据。
GATT协议（Generic Attribute Profile）GATT协议是BLE协议栈中非常重要的一部分，它定义了设备之间的数据传输和交互方式。
GATT协议使用一个层次结构来组织数据，其中包含服务（Service）、特征（Characteristic）和描述符（Descriptor）。
服务是一组相关的特征的集合，它们提供了设备的功能和属性。
特征是服务中最基本的单元，它包含了设备的数据和行为。
答疑：低功耗蓝牙BLEBluetooth Low Energy4.0规范
低功耗蓝牙BLE (4.0规范)蓝牙是一种短距的无线通讯技术，可实现固定设备、移动设备之间的数据交换。
一般将蓝牙3.0之前的 BR/EDR 蓝牙称为传统蓝牙，而将蓝牙4.0规范下的LE 蓝牙称为低功耗蓝牙。
蓝牙4.0标准包括传统蓝牙模块部分和低功耗蓝牙模块部分，是一个双模标准。
低功耗蓝牙也是建立在传 统蓝牙基础之上发展起来的，并区别于传统模块，最大的特点就是成本和功耗降低，应用于实时性要求 比较r 司oBTWBLE 的对比分析：BLE (Bluetooh Low Energy)蓝牙低能耗技术是短距离、低成本、可互操作性的无线技术,它利用许多智 能手段最大限度地降低功耗。
BLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器(每半秒交换一次数据)或使用完全异步通信的遥控 器等其它外设传送数据。
这些设备发送的数据量非常少(通常几个字节)，而且发送次数也很少(例如 每秒几次到每分钟一次，甚至更少)。
BLE 协议栈的结构和配置1、协议有两个部分组成:Controller 和Host2、Profiles 和应用总是基于GAP 和GATT 之上传统蓝牙模块(8T vl.0/2.0)高速蓝牙模块(BT v3.0)技术规范 痂电允率 发送散密所* = 响应延时 ⅛MW(BT) 2 4GHZ 10* 100ms 约 100ms低功口魂牙(BLE )2 4GHZ aχιoo* <3ms 6ms安全性 64∕128∙D<t 及用户目定义的应用层128∙bιt AES 及用户目定义的应用层空中传断数品速查1∞% (r ef)1∙3Mt√S1‰50% 1Mb∕S手矶，游戏机.耳机、立体・、邦数JB 流.g PCW手机、游之矶.PC.表、休・0勇、医疗保 使.M 能分金设务,汽至、东用电子等3、在单芯片方案中，Controller和Host, profiles,和应用层都在同一片芯片中4、在网络控制器模式中，Host和Controller是在一起运行的，但是应用和profiles在另外一个器件上，比如PC或者其他微控制器，可以通过UART, USB进行操作5、在双芯片模式中，Controller运行在一个控制器，而应用层，profiles和Host是运行在另外一个控制器上BLE设备连接状态流程图低功耗蓝牙体系结构BLE蓝牙模块主要应用领域1、移动扩展设备2、汽车电子设备3、健康医疗用品：心跳带、血压计等4、定位应用：室内定位、井下定位等5、近距离数据采集：无线抄表、无线遥测等6、数据传输：智能家居室内控制、蓝牙调光、打印机等结语：很多人对蓝牙的认识还很局限于手机领域，其实蓝牙的应用已经远远不止于此。
BLE低功耗蓝牙的优势及典型应用
BLE低功耗蓝牙的优势及典型应用BLE（Bluetooth Low Energy）是一种低功耗蓝牙技术，主要用于在低功耗设备之间进行无线通信。
相较于传统蓝牙技术，BLE有许多优势，同时也有广泛的典型应用。
首先，BLE的优势之一是低功耗和节能。
传统的蓝牙技术在传输数据时需要较大的功耗，而BLE通过频繁地进行短暂的通信交互，可以大大降低能耗。
这使得BLE非常适合于电池供电的设备，如智能手表、健康监测设备和智能家居中的传感器。
其次，BLE的通信距离相对较短，通常在10米内，这有助于减少干扰和提高数据传输的稳定性。
此外，BLE还支持广播模式，可以向附近的设备发送广播消息，这对于广告和位置服务等应用非常有用。
另外，BLE的启动时间非常短，通常在几毫秒内就能与设备建立连接。
这使得BLE非常适合于需要快速响应的应用，如健康监测中的心率检测和运动跟踪。
此外，BLE还具有数据传输速率较高的优势。
虽然传输速率不及传统蓝牙技术，但对于大多数应用来说足够高效，并且可以提供稳定的数据传输。
根据以上的优势，BLE有许多典型的应用。
其中最常见的是物联网（IoT）领域。
物联网设备通常需要低功耗、短距离、快速响应和稳定的数据传输，这正是BLE所能提供的。
因此，物联网中的传感器、智能家居设备和智能手表等都广泛采用BLE技术。
此外，BLE还被广泛应用于健康监测和体育运动领域。
智能手环和智能手表等设备可以通过BLE与手机或计算机进行连接，将体征数据传输到应用程序进行分析和记录。
体育设备如心率带和运动传感器也经常使用BLE与手机或计算机进行连接，以便时刻监测运动状态。
此外，BLE还在零售和广告等领域有广泛的应用。
商家可以使用BLE 向附近的设备发送广播消息，提供优惠券和推广信息。
此外，BLE技术还被应用于室内定位服务，可以提供精准的定位和导航。
总体来说，BLE低功耗蓝牙技术以其低功耗、短距离、快速响应和稳定的数据传输等优势，在物联网、健康监测、体育运动、零售和广告等领域都有广泛的应用。
信驰达低功耗蓝牙(BLE)模块及协议 v1.0s
4
深圳市信驰达科技有限公司
SHENZHEN RF STAR TECHNOLOGY CO.,LTD.
CC2540A1 版（双面板工艺）
图 1 RF-CC2540A1
模块脚位名称
STA MISO MOSI SSN SCK GND VCC
芯片脚位名称
P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 GND VCC
Pin1/Pin10
Pin2
RF-BM-SO2 版
脚位序号 Pin18 Pin17 Pin16 Pin15 Pin14 Pin1
Pin2
RF-BM-SOA 版
脚位序号 Pin11 Pin12 Pin13 Pin14 Pin15
Pin1/Pin7 /Pin9/Pin19
/Pin20 /Pin22/Pin27 Pin4/Pin5/Pin6
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低功耗蓝牙(BLE)模块及协议
协议版本：V1.0s（SPI 透传）
RF-CC2540A1
RF-BM-S01
RF-BM-S02
RF-BM-S0A
信驰达科技有限公司 更新日期：2014 年 2 月 27 日
1
输入输出
O O I I I -
RF-CC2540A1 版 脚位序号 Pin22 Pin21 Pin20 Pin19 Pin18 Pin2/Pin25 Pin1
5
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BM-SO1 版 v1.1（BQB 认证，四层板工艺）
模块脚位 名称
蓝牙模块及协议
蓝牙模块及协议蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy，简称BLE）是一种低功耗的无线通信技术，用于短距离传输数据。
它适用于诸如健康监测、智能家居、可穿戴设备等物联网应用。
BLE模块是一种可以与其他设备进行通信的小型电子模块。
它通常由蓝牙芯片、射频模块和处理器组成。
BLE模块可以通过标准的UART（通用异步收发传输）连接到主控板，实现与其他设备的数据传输。
BLE模块通常具有低功耗和高度集成的特点，适合于嵌入式系统。
BLE协议是用于BLE通信的一套规则和约定。
它定义了BLE设备之间的通信方式，包括数据传输方式、连接建立过程和通信协议等。
BLE协议通常由两部分组成：GAP（通用访问配置文件）和GATT（通用属性配置文件）。
GAP定义了BLE设备之间的通信角色和流程。
它定义了两种最基本的角色：广播者和观察者。
广播者用于广播设备的存在和提供的服务，观察者用于发现和连接广播者。
GAP还定义了连接建立和维护的过程，包括设备的配对和信任等。
GATT定义了BLE设备之间的数据传输方式和协议。
它使用一种称为属性（Attributes）的方式来组织和管理数据。
每个属性都有一个唯一的标识符和一些相关的属性值。
GATT使用分层的数据结构来组织属性，方便数据的读写和通知。
属性的读写操作通过GATT协议完成。
BLE模块和协议的组合提供了一种高效且稳定的通信方式。
它具有以下优点：1.低功耗：BLE模块采用了一系列的功耗优化技术，使其在长时间运行的情况下仅消耗很少的能量。
这使得BLE设备可以使用小型电池供电，并长时间维持活跃状态。
2.简单性：BLE协议相对于传统的蓝牙协议更简单，更易于实现和使用。
BLE模块通常具有简单而直观的接口，开发人员可以快速上手并进行应用开发。
3.小型化：BLE模块通常非常小巧，并集成了蓝牙芯片、射频模块和处理器。
这使得BLE模块非常适合嵌入式系统，并可以轻松集成到各种设备中。
4.兼容性：BLE设备可以与其他蓝牙设备进行通信，并与传统蓝牙设备进行交互。
低功耗蓝牙BLE协议
低功耗蓝牙BLE协议BLE协议在蓝牙4.0规范中首次引入，并不同于传统的蓝牙协议。
相比于传统蓝牙，BLE具有以下特点：1. 低功耗：BLE设备在工作时的功耗要远低于传统蓝牙设备。
这是通过多种技术实现的，比如使用GAP（Generic Access Profile）控制设备的连接状态，只在需要通信时才进行连接，其余时间保持休眠状态。
2.快速连接：BLE设备可以在非常短的时间内建立连接和断开连接。
这样的特点适用于需要快速传输一些小量数据的应用场景。
3. 简化的协议栈：BLE协议栈相对于传统蓝牙协议栈要简单得多。
它只包含了GAP、GATT（Generic Attribute Profile）、ATT（Attribute Protocol）和L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）等几个基本协议，并省去了部分网络协议部分。
这样的设计使得BLE设备更加轻巧、低成本和易于实现。
4.快速数据传输：虽然BLE的数据传输速率相对较低，但它通过一些优化措施，比如分组和压缩等，使得在传输小量数据时能够更高效地使用带宽。
BLE协议广泛应用于物联网设备和智能家居等领域。
以智能手环为例，智能手环一般都集成了BLE模块，它可以连接到智能手机或其他设备，通过BLE协议进行数据传输，实现健康监测、运动追踪等功能。
由于BLE的低功耗特点，智能手环可以持续工作数天甚至数周，而不需要频繁充电。
总之，低功耗蓝牙（BLE）是为低功耗应用而设计的一种蓝牙协议。
它在低功耗、快速连接、简化协议栈和高效数据传输等方面具有明显优势，并被广泛应用于物联网设备和智能家居等领域。
随着物联网的发展和应用需求的不断增加，BLE协议有望得到更加广泛和深入的应用。
高效全能的蓝牙低功耗通信协议设计与实现
高效全能的蓝牙低功耗通信协议设计与实现概述蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy, BLE）通信协议是一种针对低功耗应用的无线通信协议。
它被广泛应用在物联网、健康医疗、智能家居等领域中。
本文将介绍高效全能的蓝牙低功耗通信协议的设计原则和实现方法。
一、设计原则1. 低功耗：蓝牙低功耗通信协议的设计目标之一是尽可能减少能耗。
通过采用短暂的连接时间、低速率的数据传输和长时间的待机模式等方式来实现低功耗的通信。
2. 快速连接：在物联网等应用中，设备间的快速连接是非常重要的。
因此，蓝牙低功耗通信协议应设计为能够快速建立连接的模式，以提高用户体验。
3. 安全性：随着物联网发展，对通信数据的安全性要求越来越高。
蓝牙低功耗通信协议需要提供安全的数据传输机制，如数据加密和身份验证。
4. 兼容性：为了实现设备间的互联互通，蓝牙低功耗通信协议应具备良好的兼容性，能够与现有的蓝牙技术互通，保证设备的互操作性。
二、实现方法1. 协议栈的设计：蓝牙低功耗通信协议的实现离不开协议栈的设计。
协议栈由物理层、链路层、主机控制器接口（Host Controller Interface, HCI）和应用层组成。
物理层负责物理信号的收发，链路层负责建立连接和数据传输，HCI负责协议栈和主机设备的交互，应用层则是用户与设备交互的接口。
2. 蓝牙功能的选择：根据具体需求，选择蓝牙低功耗通信协议中需要实现的功能。
常见的功能包括连接建立、断开和维护、数据传输和身份验证等。
3. 数据传输的优化：为了提高通信效率，数据传输需要进行优化。
可以采用分包传输、数据压缩和差错检测等方式来提升数据传输效率和可靠性。
4. 电源管理：对于低功耗设备来说，电源管理至关重要。
通过合理地管理设备的电源，如休眠模式、工作模式切换等方式，可以有效延长设备的电池寿命。
5. 安全机制的实现：为了保证通信数据的安全性，蓝牙低功耗通信协议需要实现相应的安全机制。
常见的安全机制包括数据加密、身份验证和密钥管理等。
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深圳市创思天地科技有限公司
SHENZHEN ILOGICTECH TECHNOLOGY CO.,LTD.
为方便低功耗蓝牙(BLE)应用技术在各个行业产品中的移植和使用，中国 TI 无线领域战略合 作伙伴创思天地特别推出了低功耗蓝牙透传模块， 已经有两款模块成功通过了蓝牙技术联 BQB (EPL)，FCC，CE，ROHS 认证：
模块做为智能手机外设的桥梁，使得主机端应用开发异常简单。在桥接模式下(串口)，用户的 现有产品或者方案配合此透传模块，能十分方便地和移动设备(需支持蓝牙 4.0)相互通讯，实现超 强的智能化控制和管理。而在直驱模式下，用户直接使用模块扩展简单外围，就能快速设计出方 案甚至产品，以最低成本最高效地推出特有的个性化移动设备新外设。
第1章 概 述
1.1 桥接模式(透传模式)和直驱模式
模块启动后默认是不进行广播的。拉低 P2_0 模块将进行广播，拉高 P2_0 将关闭 广播，已打开特定 APP 的手机ห้องสมุดไป่ตู้对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过 BLE 协议对其进行监控。
桥接模式下：用户 CPU 可以通过模块的通用串口和移动设备进行双向通讯，用 户也可以通过特定的串口 AT 指令，对某些通讯参数进行管理控制。用户数据的具体 含义由上层应用程序自行定义。移动设备可以通过 APP 对模块进行写操作，写入的数 据将通过串口发送给用户的 CPU。模块收到来自用户 CPU 串口的数据包后，将自动 转发给移动设备。此模式下的开发，用户必须负责主 CPU 的代码设计，以及智能移 动设备端 APP 代码设计。
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低功耗蓝牙(BLE)模块及协议
协议版本：V1.0（透传+直驱）
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直驱模式下：用户对模块进行简单外围扩展，APP 通过 BLE 协议直接对模块进行 驱动，完成智能移动设备对模块的监管和控制。此模式下的软件开发，用户只须负责 智能移动设备端 APP 代码设计。
主要特点： 1. 使用简单，无需任何蓝牙协议栈应用经验； 2. 用户接口使用通用串口设计，全双工双向通讯，最低波特率支持 9600bps； 3. 同时支持桥接模式(串口透传)，或者直接驱动模式(无需额外 CPU)； 4. 默认 100ms 连接间隔； 5. 支持 AT 指令软件复位模块，获取 MAC 地址； 6. 支持 AT 指令调整蓝牙连接间隔，控制不同的转发速率。（动态功耗调整）
3.1.1 CC2540A1 封装尺寸脚位定义...............................................................................7 3.1.2 CC2540A1 管脚介绍...............................................................................................7 3.1.3 CC2540A1 管脚对应功能表格...............................................................................8 3.2 CC2540S1 模块..............................................................................................................9 3.2.1 CC2540S1 封装尺寸脚位...................................................................................... 9 3.2.2 管脚介绍.................................................................................................................9 3.2.3 管脚对应功能表格...............................................................................................10 3.2.4 模块连接图...........................................................................................................10 第 4 章 功能测试....................................................................................................................12 第 5 章 灯控开发....................................................................................................................13 5.1 模块实物图对比.......................................................................................................... 14 5.2 A1 连接图..................................................................................................................... 14 5.3 操作方式...................................................................................................................... 15 附 录..................................................................................................................................15 附录 A..................................................................................................................................16 附录 B.................................................................................................................................. 16
安卓 4.3 智能设备对 BLE 技术的集成，智能手机标配 BLE 必将成为时尚，手机外设的市场需求 将成级数倍增。用户可借此模块，以最短的开发周期整合现有方案或产品，以最快的速度占领市 场，同时为企业的发展注入崭新的技术力量。
-III-
目录
目 录.................................................................................................................................... I 第 1 章 概 述........................................................................................................................2
1.1 桥接模式(透传模式)和直驱模式..................................................................................2 1.2 工作模式示意图............................................................................................................ 3 1.3 串口透传协议说明(桥接模式)......................................................................................4 第 2 章 串口 AT 指令.............................................................................................................5 2.1 AT 指令说明................................................................................................................... 5 2.2 AT 指令表....................................................................................................................... 6 第 3 章 模块介绍及使用方法..................................................................................................7 3.1 CC2540A1 模块.............................................................................................................7