【揭秘】隐藏在你身边的蓝牙4.0 BLE

如今，蓝牙4.0(BLE)催生了众多智能硬件，BLE技术为何如此受人青睐?

蓝牙4.0带来的热潮，影响着智能设备的兴起与创新，并向着物联网领域延伸。我们知道，现在移动设备上使用的蓝牙大多是蓝牙4.0，而蓝牙4.0标准又包含了低功耗蓝牙(BLE)，相较于传统蓝牙，BLE技术最重要的特点有三个：低延迟、低功耗、低吞吐量。

蓝牙4.0(BLE)工作在2.4GHz ISM频段，采用跳频技术与GFSK调制技术，广播频段均避开Wi-Fi频段，确保不受Wi-Fi信号影响。BLE具有40个频段，其中有只有3个广播频段，37个连接频段，大大缩短设备建立连接的时间，又能保证的数据的鲁棒性。

一、蓝牙4.0(BLE)协议栈简介

蓝牙4.0(BLE)协议栈包含两部分：主机和控制器，如图1所示。协议定义的是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行通信。

图1 蓝牙4.0(BLE)体系架构

控制器部分包括：物理层，链路层、主机控制接口层。

1. 物理层：从2400MHz~2480MHz，间隔大小为2MHz的40个频段，其中3个广播频段，37个连接频段。

2. 链路层：控制设备的状态。设备可以有五种状态：就绪、广播、搜索、初始化和连接。一个处于连接状态的设备会有一个角色：master(主)和slave(从)。

3. 主机控制接口层：主机和控制器之间的一个标准接口。这一层可以是软件或者硬件接口，如UART、SPI、USB等。

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、通用属性配置层、通用访问配置层。

1. 逻辑链路控制及自适应协议层：为上层提供封装传输数据的服务，允许逻辑上的点对点数据通信。

2. 安全管理层：定义了配对和秘钥分配方式，为协议栈其他层与另一个设备之间的安全连接和数据交换提供服务。

3. 属性协议层：允许设备向另外一个设备展示一块特定的数据，称之为“属性”。展示“属性”的设备称为服务器，与之配对的设备称为客户端。

4. 通用属性配置层：定义了使用属性协议层的服务框架，用于已连接的蓝牙设备之间的数据通信。

5. 通用访问配置层：负责处理设备访问模式和程序，包括设备发现、建立连接、终止连接、初始化安全特性和设备配置。

这就像上世纪的老式电话机，要经过调频、拨号、接线、等待、通话等等一系列的过程。而如果由工程师来开发蓝牙功能，就要先完成这些基本的协议栈上的工作，才到应用层的开发，这样一来是否会觉得十分复杂，颇费心神?

蓝牙4.0(BLE)的出现带来低功耗的同时也增加了蓝牙的开发难度，为了减小蓝牙的开发难度，ZLG致远电子基于NXP的蓝牙4.0(BLE)芯片和MCU芯片开发的一款低功耗、高性能，支持二次开发的蓝牙4.0(BLE)模块——AW824BPT。

二、产品特征

32位ARM® Cortex®-M0+内核处理LPC824;

32KB片内Flash，8KB片内SRAM;

支持用户基于AMetal快速二次开发;

3路UART(可分配给任意IO管脚)，4路I2C，2路SPI，12路ADC，6路PWM;

支持主从模式，主机最多连接8个从机;

高达50kbps数据传输速率;

支持蓝牙4.0(BLE);

宽工作电压2.4~3.6V;

接收灵敏度：-93dBm;

发射功率：-20dbm ~ 4dbm，通过AT指令可调;

天线类型：PCB天线。

图2 比一元硬币还小的AW824BPT

三、蓝牙4.0(BLE)在智能血压计上的应用

AW824BPT蓝牙核心板内置完整的蓝牙4.0(BLE：Bluetooth Low Energy)标准协议，用户无需了解任何与无线协议有关的内容即可快速使用，可广泛应用于各类智能单品或者有实时性要求的场合，如智能家居、移动支付、蓝牙防丢器、医疗设备等。

图3 蓝牙4.0(BLE)的应用

蓝牙电子血压计即是在原有血压计的基础上，增加低功耗蓝牙透传模块，通过串口通信，实现血压计与智能手机的蓝牙连接记录各血压参数值，为用户提供分析、评估。如此简单的就可以为您的设备增加上了蓝牙传输功能，是否觉得不可思议呢?

图4 蓝牙电子血压计

AW824BPT蓝牙核心板不仅内置蓝牙4.0(BLE)协议并支持用户二次开发，还可实现1对8一主多从模式，实现多个设备间的信息交互。在通信过程中不仅考虑了数据的稳定传输，做到不错、不乱、不丢，还能保证用户数据的安全保密，满足AES数据加密规范，确保您的数据不会被第三方识别和获取。