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esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth蓝牙连接过程,蓝牙先需要通过广播或扫描发现周围设备,其次创建连接,组建网络传输数据。


1.从机端广播


在大部分情况下,外围设备(Peripheral,从机)通过广播自己来让中心设备(Central,主机)发现自己,并建立GATT莲在而进行更多的消息交换。也有些情况是不需要连接的需要外围设备(外设》广播自己的信息即可,用这种方式的主要目的是让外设把自己的消息发送给多个中心设备。从机(外设)要被主机连接,那么它就必须先被主机发现。这个时候,esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth从机把自身消息以广播形式发送给多个中心设备。例如,从机需要先进行广播,不断发送广播包,t为广播间隔。每发送一次广播包,我们称其为一次广播事件 (Advertising Event),因此t也称为广播事件间隔。广播事件是一阵一阵的,每次广播事件都会持续一段时间,蓝牙芯片只有在广播事件期间打开射频模块发送广播包,这时的功耗比较高;其余时间蓝牙芯片都处于空闲待机状态,平均功耗非常低。当广播事件时,每一个事件包含3 个广播包,分别在 37、38、39 这三个信道上同时广播相同的消息。


2.主机端扫描


扫描是一个在一定范围内用来寻址其他低功耗蓝牙设备广播的过程,扫描者在扫描过程中会使用广播信道。与广播过程不同的是,扫描过程没有严格的时间定义和信道规则,扫描过程应该按照主机设定的扫描定时参数进行。


(1)被动扫描。在被动扫描中,扫描者仅仅监听广播包,而不向广播者发送任何数据。一旦设置好扫描参数,主机就可以在协议栈中发送命令启动扫描。在扫描过程中,如果控制器接收到符合过滤策略或其他规则的广播包,则向主机发送一个报告事件。报告事件除了包括广播者的设备地址,还包括广播包中的数据,以及接收广播包时的信号接收强度。开发者可以利用信号接收强度以及广播包中的发射功率,共同确定信号的路径损失,从而给出大致的范围,该方面的典型应用就是防丢器和蓝牙定位。


(2)主动扫描。在主动扫描中,esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth主机不仅可以捕获到从机发送的广播包,还可以捕获扫描响应包,并区分广播包和扫描响应包。控制器收到扫描数据后将向主机发送一个报告事件,该报告事件包括了链路层数据包的广播类型,因此主机能够判断从机是否可以连接或扫描,并区分广播包和扫描响应包。


3.主机端连接


(1)外设开始广播,发送完一个广播包后的T_IFS内 (Iter Frame Space,同一信道上连续传输包之间的时间间隔),开启射频窗口接收来自中心设备的数据包。

(2)中心没备扫播到广播,在接收此广播的 T_FS 后如果开自了中心设备的扫播回复,则中心设备将向外设发送回复。
(3)外设收到中心设备的回复后,做好接收准备并返回 ACK 包。

(4)如果ACK 包未被中心设备接收到,则中心设备将一直发送回复直到超时为止,此期间内只要外设返回过一次 ACK 包就算连接成功。

(5)开始建立通信,esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth后续中心设备将以接收到外设广播的时间为原点,以连接间隔(ConNection Interval)为周期向外设发送数据包,数据包具有两个作用: 同步两个设备的时钟和建立模式的通信,其过程如下:

1)外设每收到中心设备发送的一个数据包,就会重新设置自己的时序原点,以便与中心设备同步 (Service 向 Client 同步)。
2)低功耗蓝牙通信在建立成功后变为主从模式,中心设备变为主机,外设变为从机,esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth从机能在主机向它发送了一个数据包后才能在规定的时间内把自己的数据回传给主机。
3)连接建立成功。
4)外设自动停止广播,其他设备无法再查找到该外设。
5)在中心设备发送数据包的间隔内,外设可以发送多个广播包。


在需要断开连接时,只需要中心设备停止连接(停止发送数据包)即可。中心设备可以将外设的MAC 地址写入 Flash或 SRAM 等存储器件,保持监听此 MAC 地址,当再次收到外送的广播包时就可以建立通信。esp乐鑫官网低功耗蓝牙芯片bluetooth从机为了省电,当一段时间内没有数据要发送时,可以不再发送广播包,双方就会因为连接超时(Connection Timeout)而断开,这时需要中心设备启动监听,这样当从机需要发送数据时,就可以再次进行连接。

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