低功耗蓝牙的相关概念和及用法

1. 蓝牙广播（advertising）

1.1 包含40个信道，频段从2402MHz到2480MHz，每2MHz一个信道，其中37、38、39是广播信道，剩余的是数据信道

1.2 广播数据包最大37个字节，其中有6个字节作为蓝牙设备的mac地址，故剩下的31个字节是给用户进行使用的，所以我们也只用关注这一部分。这剩下的31个字节又被分为若干个蓝牙数据结构体(AD Structure)，每个数据结构体又由3部分构成，分别是长度、类型和内容，其中长度占用1个字节，类型占用1个字节，内容占用n个字节，长度所占用的字节数 = 类型占用的字节数 + 内容占据的字节数

• 举个例子
  

如上图，第一个数据结构体一共是占用了5个字节，第二个数据结构体一共是占用了4个字节。前面我们说过一个广播数据包最大是37个字节，其中31个字节给用户使用，所以对于上图中的广播数据包还剩下22个字节未使用，在该数据包发送之前，系统会自动为我们在该数据包的结尾补上22个0，即占满31个字节。

1.3 常见的广播数据类型，即数据结构体中类型字段的值所表达的含义。

• 举个例子
  

例如上图中第一个数据结构体中，类型字段的值为0x09，通过查表可以得知该结构体传输的是完整设备名称；第二个数据结构体中，类型字段的值为0x0A，故该结构体传输的是发射功率；依次类推。

1.4 四种广播类型

• 流程
  

前面说到一个蓝牙广播数据包最大37个字节，如果要发送的广播数据包大于了37个字节怎么办呢？可以把多余的数据放在扫描响应里面的数据包发送。扫描响应的数据包格式跟蓝牙广播数据包的格式是一样的。

• 总结
  

1.5.Micropython中的广播函数

2. 蓝牙的五种状态

当蓝牙设备打开蓝牙后，蓝牙进入就绪态，发起广播进入广播态，此时被别的设备连接，进入连接态，断开连接后进入就绪态；蓝牙设备可以在就绪态发起扫描进入扫描态，此时如果发现了想要连接的设备，可以发起连接，进入发起态，如果对方接受了连接，那么双方都会进入连接态。

• MicroPython中，如果蓝牙状态切换，会产生中断，我们可以在对应的中断函数中进行相应的操作，如下图红框中。
  

3. 蓝牙的服务和特性

3.1 蓝牙的整体架构

物理层：实现无线波信号的收发；协议栈：的蓝牙的协议栈，例如网络模型中TCP/IP协议；应用层：根据业务需求实现不同的应用程序

3.2 蓝牙服务和特性的关系，其中每个服务和特性都要有一个UUID。

• UUID
  

• UUID基地址
  

由于UUID为128bit，数据太长，不方便使用。于是蓝牙联盟规定用户可以使用16bit的UUID，可以与UUID基地址拼接从而形成一个128bit的UUID。

• MicroPython代码的编写
  

上图实现了一个UUID为9011的服务，且服务里面包含9012和9013两个特性。然后将该服务注册到GTAA协议栈，返回的是每个特性的句柄。

4. 数据的收发

低功耗蓝牙中，数据的收发依赖于服务中的特性，可以将每个特性看作成一个个的数据点，且可以对每个特性（数据点 ）赋予相应的权限，例如图中的五种权限。
1.Read：读权限
2.Write：写权限，需要写入数据的设备的回应，可以不回应。
3.Write With No Response：不需要回应的写入权限。
Notify：通知操作，需要设备打开订阅功能或者监听功能。

5. 16bitUUID与服务名称的关系

蓝牙联盟组织以及定义好服务名称与其相对应的16bitUUID的关系，具体可以去官网查表。