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7.2 nRF51822开发-蓝牙简介

前言

为了便于对于后面的程序进行介绍，这里先简单介绍一些低功耗蓝牙的相关基础知识。

相关知识

蓝牙技术的起源

蓝牙由是由瑞典爱立信公司最早于1994年开始研发的一种无线通信标准，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙能够连接多个设备，并且克服了数据同步的难题。1998年2月，5个跨国大公司，包括爱立信在内的诺基亚、IBM、东芝及 Intel 组成了一个特殊兴趣小组(SIG)，他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。目前蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。

小贴士

蓝牙技术是以10世纪的一位丹麦国王的名字命名的，“蓝牙”(Bluetooth)一词是斯堪的纳维亚语中Blåtand / Blåtann (即古挪威语blátǫnn)的一个英语化版本，该词是十世纪的一位国王Harald Bluetooth的绰号，他将纷争不断的丹麦部落统一为一个王国，传说中他还引入了基督教。以此作为蓝牙命名的想法最初是Jim Kardach于1997年提出的，Kardach开发了能够允许移动电话与计算机通讯的系统。他的灵感来自于当时他正在阅读的一本由Frans G. Bengtsson撰写的描写北欧海盗和Harald Bluetooth国王的历史小说 The Long Ships，所以使用Bluetooth作为最终的名字是意指蓝牙也将把通讯协议统一为全球标准。

低功耗蓝牙

BLE 是蓝牙低能耗的简称(Bluetooh Low Energy)。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。其具有的特点有：

  1. 低成本，低功耗

  2. 快速启动，瞬间连接，低延迟。最快3ms即可连接

  3. 高安全性。使用AES-128加密算法进行数据报文加密认证

蓝牙技术标准历史

蓝牙技术联盟 (Bluetooth Special Interest Group, SIG)是蓝牙核心规格版本及蓝牙技术的管理者，本身不负责具体的蓝牙产品的设计和生产。蓝牙技术的发展经历了下面几个主要的版本：

  1. 蓝牙 1.0：基本码率，Basic Rate，BR

  2. 蓝牙 2.0：增强码率，Enhanced Data Rata，EDR

  3. 蓝牙 3.0：引入全新的交替射频技术(AMP: Alternate MAC/PHY)，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频，通过瞬间使用消费者设备中已存在的辅助无线电提供更快的吞吐量

  4. 蓝牙4.0：是第一个综合性规范，其加入了全新的蓝牙低功耗技术，即蓝牙4.0集三种规格于一体，最重要的特点就是省电，可以使一粒纽扣电池连续工作数年

蓝牙 4.0 包括三个子规范：传统蓝牙技术、高速蓝牙和蓝牙低功耗技术。BLE是蓝牙4.0的一部分，最常见的两种蓝牙核心规格：BR/EDR和BLE。为了更好地区分蓝牙的版本，SIG发布了3种标志用于人们分辨这3个版本之间的区别和兼容性，蓝牙的3种标志如下所示：

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其中：

  1. Bluetooth Smart Ready：适用于任何双模蓝牙4.0的电子产品，如苹果公司iPhone4S及以后的产品和安装了安卓4.3以上的系统，并且蓝牙芯片支持4.0的手机

  2. Bluetooth Smart：单模设备，如智能手环

  3. 标准 Bluetooth：传统蓝牙设备，如用于传输语音的蓝牙耳机

参考