隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，業(yè)界對簡單的、不需要連接的多播或廣播通信的需求越來越迫切，藍牙協(xié)議是通信協(xié)議的一種，而低功耗藍牙憑借其低功耗、短距離、可互操作，工作在免許可的2.4GHz ISM射頻頻段的特性，使得BLE藍牙模塊在IOT領域取得廣泛應用。為加深對低功耗藍牙的認識，快來一起了解低功耗藍牙協(xié)議棧由哪幾部分組成的吧！
在深入BLE協(xié)議棧各個組成部分之前，我們先看一下BLE協(xié)議棧整體架構。
低功耗藍牙協(xié)議棧包含兩部分共8層：主機（Host）和控制器（Controller）。要實現(xiàn)一個BLE應用，首先需要一個支持BLE射頻的芯片，然后還需要提供一個與此芯片配套的BLE協(xié)議棧，最后在協(xié)議棧上開發(fā)自己的應用?？梢钥闯?/span>BLE協(xié)議棧是連接芯片和應用的橋梁，是實現(xiàn)整個BLE應用的關鍵。那BLE協(xié)議棧具體包含哪些功能呢？簡單來說，BLE協(xié)議棧主要用來對你的應用數(shù)據(jù)進行層層封包，以生成一個滿足BLE協(xié)議的空中數(shù)據(jù)包，也就是說，把應用數(shù)據(jù)包裹在一系列的幀頭（header）和幀尾（tail）中。具體來說，BLE協(xié)議棧主要由如下幾部分組成：
PHY層（Physical layer物理層）。PHY層用來指定BLE所用的無線頻段，調(diào)制解調(diào)方式和方法等。PHY層做得好不好，直接決定整個BLE芯片的功耗，靈敏度以及selectivity等射頻指標。
LL層（Link Layer鏈路層）。LL層是整個BLE協(xié)議棧的核心，也是BLE協(xié)議棧的難點和重點。鏈路層用于控制射頻設備的工作狀態(tài)，包括 5 種可能的工作狀態(tài)：待機、廣播、掃描、啟動和連接。
HCI（Host controller interface）。HCI 層為主機和控制器之間的通信提供了一種標準化的接口，其主要完成兩個任務：① 發(fā)送命令給控制器和接收來自控制器的事件；② 發(fā)送和接收來自對端設備的數(shù)據(jù)。
L2CAP層（Logic link control and adaptation protocol）。L2CAP 邏輯鏈路控制及自適應協(xié)議層（Logical Link Control and Adaptation Protocol）為更高層提供數(shù)據(jù)封裝服務，允許邏輯的端到端數(shù)據(jù)通信。
SM（Secure manager）。SM 層定義了配對和密鑰分發(fā)的方法，并為其他堆棧層的安全連接以及與另一個設備交換數(shù)據(jù)提供功能。
ATT（Attribute protocol）。ATT 屬性協(xié)議用于所有低功耗藍牙的數(shù)據(jù)傳輸，具有快速、簡單的特點，其采用了客戶端（Client）/ 服務器（Server）架構。
GAP層（Generic access profile）。低功耗藍牙協(xié)議棧的 GAP 層與應用 / Profile 直接連接，負責處理設備的接入方式和過程，包括設備發(fā)現(xiàn)、鏈路建立、鏈路終止、啟動安全功能以及設備配置。
GATT（Generic attribute profile ）。GATT 層是一個服務框架，定義使用 ATT 的子過程。GATT 規(guī)定了配置文件 Profile 的結構。在低功耗藍牙中，所有的數(shù)據(jù)塊由一個 Profile 或服務所使用的數(shù)據(jù)庫稱為特性（characteristic）。
對于開發(fā)者而言，不需要對每一層的具體實現(xiàn)都有深入的了解。只需要掌握與應用緊密相關的 GAP/GATT 層即可滿足大部分開發(fā)的需求，通過 SoftDevice（即協(xié)議棧，這種方式使得協(xié)議棧和用戶應用可以單獨編譯和鏈接）的 API 軟件接口（以 sd_ 開頭）調(diào)用來實現(xiàn)。
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