【Android系统蓝牙开发】蓝牙基础知识-蓝牙核心系统架构

什么是蓝牙?

在开启基于蓝牙Spec v5.2的学习前，我们先了解下什么是蓝牙？蓝牙在我们日常生活中又存在哪些实际应用呢？
蓝牙无线技术是一种短距离无线通信系统，其核心特性主要是以下三点:

robustness - 鲁棒性，抗干扰能力强
Low power consumption - 低功耗
Low cost - 低成本

蓝牙无线通信有两种类型的系统: Basic Rate(BR) 和 Low Energy(LE).

两者都包含了: 设备发现(device discovery)、连接建立(connection establishment)、连接机制(connection mechanisms)。

对于Basic Rate系统还存在另外两种更好通信速率的选择，Enhanced Data Rate(EDR)和 Alternate Media Access Control (MAC) and Physical (PHY) layer extensions(这一项在我们的实际开发和产品中很少见到，在以后的文章就不会再讲述到AMP)。

现在我们经常会提到的传统蓝牙通常就是指的: BR/EDR
低功耗蓝牙通常就是指的:LE也就是BLE

在数据传输速率方面，Basic Rate系统理论传输速率可以达到721kb/s. 现在使用更多的Enhanced Data Rate理论上的传输速率可以达到2.1Mb/s. 而对于BLE，在协议设计和使用场景上更多是考虑低功耗，从而传输速率也会低于BR/EDR, 虽然物理层面上BLE也可以达到2Mb/s，但实际的应用和芯片设计为了更低的功耗，往往通信速率会比理论低得多，我之前用的一款叫做Ambiq Apollo 2的BLE芯片实际的传输速率也就6KB/s(48kb/s).

蓝牙的核心系统是由两部分构成: Host 和 Controllers.
Host是逻辑的实体概念，位于Host Controllers interface(HCI)之上。
Controller也是一个逻辑实体，位于Host Controllers interface 之下，
而Host Controllers interface主要是定义了Host 与 Controller之间的通信协议。

对于蓝牙核心系统的实现，Controllers部分有且只能有一个Primary Controller，可以有如下几种配置：

一个 BR/EDR Controller，包含Radio，Baseband，Link Manager 以及HCI(可选)
一个LE Controller，包含LE PHY，Link Layer以及HCI(可选)
将BR/EDR和LE 组合进一个Controller
如下图所示(由于很少用到AMP Controller，请忽略).

蓝牙在实际实际产品中又有哪些应用呢?

在智能手机中通过会基于蓝牙通信技术用于手机与TWS耳机建立连接用于用于音乐播放以及通过蓝牙协议在手机上获取耳机的信息并在手机上进行显示.

基于BLE Mesh，在智能家居领域的应用，如下图所示小米小爱音箱和米家LED灯泡都集成了BLE Mesh，实现了基于BLE Mesh的本地一对多控制. 相对WiFi的方式功耗更低.

未完待续！

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