简介

蓝牙协议栈就是SIG(Special Intersted Group)定义的一组协议的规范，目标是允许遵循规范的蓝牙应用应用能够进行相互间操作
蓝牙分为传统蓝牙、高速蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)，是物联网常见无线应用通讯协议之一。

单模与双模

蓝牙单模是指只兼容(4.0之前，不包含4.0)经典蓝牙（包含蓝牙3.0/2.1/2.0/1.2/1.1/1.0等）或(4.0之后)只兼容低功耗蓝牙（包含蓝牙5.0/4.2/4.1/4.0等）其中的一种，蓝牙双模就是既可以兼容经典蓝牙又兼容低功耗蓝牙；也可理解为蓝牙单模是音频或数传，而双模是音频（经典蓝牙）+数传（低功耗蓝牙）。

主从模块

主机：搜索别人并主动建立连接的一方
从机：不能主动建立连接，只能等别人连接自己
主从一体：能在主机和从机模式间切换，即可做主机也可作从机

BT和BLE区别

    经典蓝牙模块（BT）：泛指支持蓝牙协议在4.0以下的模块，一般用于数据量比较大的传输，如：语音、音乐等较高数据量传输。经典蓝牙模块可再细分为：传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。传统蓝牙模块在2004年推出，主要代表是支持蓝牙2.1协议的模块，在智能手机爆发的时期得到广泛支持。高速蓝牙模块在2009年推出，速率提高到约24Mbps，是传统蓝牙模块的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。
    低功耗蓝牙模块（BLE）：是指支持蓝牙协议4.0或更高的模块，也称为BLE模块，最大的特点是成本和功耗的降低，应用于实时性要求比较高的产品中，比如：智能家居类（蓝牙锁、蓝牙灯）、传感设备的数据发送（血压计、温度传感器）、消费类电子（电子烟、遥控玩具）等。应用区别：BLE低功耗蓝牙一般多用在蓝牙数据模块，拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池可连续工作数年之久；BT经典蓝牙模块多用在蓝牙音频模块，音频需要大码流的数据传输更适合使用。在功耗上，传统蓝牙有3个级别的功耗，class1、class2、class3分别支持100m、10m、1m的传输距离；低功耗蓝牙没有功耗级别，一般发送功率在7dbm。低功耗BLE5.0模块可支持蓝牙Mesh技术。

    蓝牙BLE的发送和接受任务会以最快的速度完成，完成之后蓝牙BLE会暂停发射无线（但是还是会接受），等待下一次连接再激活;而传统蓝牙是持续保持连接。
    一般大文件传输如音频、视频选择经典蓝牙，而与BLE设备通讯或其它低功耗的情况下选择BLE。(ble5,0传输速率为2Mbps, 而其它则为1Mbps)

与其他常用无线通讯对比

特性

协议栈功能框图

• 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（具体请参考文章： 三种蓝牙架构实现方案（蓝牙协议栈方案）），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。
• GAP层（Generic access profile）。GAP是对LL层payload（有效数据包）如何进行解析的两种方式中的一种，而且是最简单的那一种。GAP简单的对LL payload进行一些规范和定义，因此GAP能实现的功能极其有限。GAP目前主要用来进行广播，扫描和发起连接等。
• L2CAP层（Logic link control and adaptation protocol）。L2CAP对LL进行了一次简单封装，LL只关心传输的数据本身，L2CAP就要区分是加密通道还是普通通道，同时还要对连接间隔进行管理。
• SMP（Secure manager protocol）。SMP用来管理BLE连接的加密和安全的，如何保证连接的安全性，同时不影响用户的体验，这些都是SMP要考虑的工作。
• ATT（Attribute protocol）。简单来说，ATT层用来定义用户命令及命令操作的数据，比如读取某个数据或者写某个数据。BLE协议栈中，开发者接触最多的就是ATT。BLE引入了attribute概念，用来描述一条一条的数据。Attribute除了定义数据，同时定义该数据可以使用的ATT命令，因此这一层被称为ATT层。
• GATT（Generic attribute profile ）。GATT用来规范attribute中的数据内容，并运用group（分组）的概念对attribute进行分类管理。没有GATT，BLE协议栈也能跑，但互联互通就会出问题，也正是因为有了GATT和各种各样的应用profile，BLE摆脱了ZigBee等无线协议的兼容性困境，成了出货量最大的2.4G无线通信产品。

经典蓝牙和BLE蓝牙的应用场景

一、经典蓝牙：

1）、传声音：如蓝牙耳机、蓝牙音箱。蓝牙设计的时候就是为了传声音的，所以是近距离的音频传输的不二选择。现在也有基于WIFI的音频传输方案，例如Airplay等，但是WIFI功耗比蓝牙大很多，设备无法做到便携。因此固定的音响有WIFI的，移动的如耳机、便携音箱清一色都是基于经典蓝牙协议的。
2）、传大量数据： 例如某些工控场景，使用Android或Linux主控，外挂蓝牙遥控设备的，可以使用经典蓝牙里的SPP协议，当作一个无线串口使用。速度比BLE传输快多了。

二、低功耗蓝牙:

1）、耗电低，数据量小，如遥控类(鼠标、键盘)，传感设备(心跳带、血压计、温度传感器、共享单车锁、智能锁、防丢器、室内定位)。
2）、目前手机和智能硬件通信的性价比最高的手段，直线距离约50米，一节5号电池能用一年，传输模组成本便宜，远比WIFI、4G等大数据量的通信协议更实用。虽然蓝牙距离近了点，但胜在直连手机，价格超便宜。以室内定位为例，商场每家门店挂个蓝牙beacon，就可以对手机做到精度米级的室内定位，蓝牙5.1更可以实现厘米级室内定位。
3）、推荐产品：GCBT40，采用低成本的片上系统（SOC），对于低成本产品有很好的优势。

三、双模蓝牙:

1）、智能电视遥控器：很多智能电视配的遥控器带有语音识别，需要用经典蓝牙才能传输声音。而如果做复杂的按键，例如原本键盘表上没有的功能，经典蓝牙的HID按键协议就不行了，得用BLE做私有协议。

2）、降噪耳机：很多降噪耳机上通过APP来调节降噪效果，也是通过BLE来实现的私有通信协议。

蓝牙profile汇总

profile详解资料地址

其中常用的如下：
OPP ：Object Push Profile 普遍用于文件、名片的传输，从文件管理器中通过蓝牙分享即使用该协议

SIMAP ：SIM Access Profile 车载蓝牙会通过该协议使用手机上的SIM服务，如通话等，仅将手机作为SIM卡槽，使用车载蓝牙的自带的无线通信模块

HID ：Human Interface Device 该协议的典型应用为连接蓝牙键盘、鼠标等I/O外设

FTP ：File Transfer Profile 可以使用该设备浏览另一方蓝牙设备的文件系统，并可以对文件、目录进行下载、上传、修改、删除等操作

PBAP ：Phone Book Access Profile 电话本存取服务。高级蓝牙耳机或车载蓝牙可能会通过该协议获取手机通信录、通话记录等信息

BPP ：Basic Printing Profile 可通过此设备连接蓝牙打印机，不过其实OPP/BIP/SPP等协议均有可能用于连接打印机（取决于打印机支持哪种协议）

BIP ：Basic Imaging Profile 用于传输图片。从图库中分享图片即优先使用该协议。在目前实作上，该协议相较于OPP并无优势。

DUN ：Dial-up Networking 用于蓝牙拨号上网

PAN ：Personal Area Network 蓝牙共享网络。具体说明及限制可参考ID: FAQ05031 ID: FAQ03951

HFP ：Hands-free Profile 连接蓝牙耳机、车载蓝牙最常用的协议，用于完成蓝牙基础通话、三方通话的功能。使用手机的无线通信模块，仅在手机和耳机、车载蓝牙之前传输AT控制命令和语音数据。

A2DP ：Advanced Audio Distribution Profile 播放音乐最常用的协议，通过音乐播放器听音乐时即会使用该协议将音乐传递到蓝牙耳机。

SPP ：Serial Port Profile 虚拟串口协议。该协议是一个通用的模拟串口协议。Google 自带程序BluetoothChat即使用该协议。该协议通常被用来连接特种蓝牙外设，如特种打印机、指纹识别器等

AVRCP :Audio/Video Remote Control profile 用于控制音乐播放，如上一曲、下一曲、暂停、播放等。

蓝牙学习网站

supperthomas_wiki

蓝牙官网资料