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凤栖苍梧 发表于
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朱颜若曦 发表于
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低功耗蓝牙技术（Bluetooth(R)
low energytechnology）是蓝牙经典标准的演进，专注于为设备间提供可靠、高效且低功耗的链路连接。它具有超低的功耗，满足超长的续航能力。2014年年底，蓝牙技术核心规范4.2版本正式发布。在该版本中，引入了最新的隐私保护机制，此外，该版本还大大提升了低功耗蓝牙技术设备间数据传输的速度与可靠性。由于低功耗蓝牙技术封包容量增加，设备之间的数据传输速度可较蓝牙4.1版本提升2.5倍。数据传输速度与封包容量的增加能够降低传输错误发生的机率并减少电池能耗，进而提升连网的效率。本文就低功耗蓝牙技术设备之间的连接进行详细的讲解。希望能帮助开发者设计出更多有创新性的产品和解决方案。
在低功耗蓝牙技术建立连接的过程中，设备都是成对出现的：master和slave设备。如果master希望与slave建立连接，master就需要发起连接请求（ConnectionRequest，CONNECT_REQ），因此master可以称之为连接发起者；同时，slave必须是可连接的并且具有解析连接请求CONNECT_REQ的能力，slave可以称之为广播者。图1是连接请求CONNECT_REQ的帧结构。
图1& CONNECT_REQ帧结构
其中，InitA是连接发起者的蓝牙设备地址，长度为6字节；AdvA是广播者的蓝牙设备地址，长度为6字节。除了InitA和AdvA之外，帧格式中最为重要的部分则是LLData，这一部分包含了在连接建立过程中所需要使用的有意义的参数。
为了更好的理解连接请求CONNECT_REQ，我们可以在日常生活中找到类似的一个例子，帮助我们理解它的含义。读者们很多应该都有过工作经验，在开始新的工作之前，都需要和雇主签署一份劳动合同，而CONNECT_REQ就是一份由“雇主”master提供的“劳动合同”，只需经过“雇员”slave确认，这份“合同”就开始生效，低功耗蓝牙技术的连接也就建立了。接下来我们就对“合同”中的各项条款逐条进行分析（如图2所示）。
图2 &LLData示意图
（1）接入地址（AA：Access
这份合同的第一条款就是为雇员分配一个公司内部的唯一识别码，类似于工号，雇员可以在公司内部使用这一工号；当雇员离开公司之后，唯一识别码自动失效；即使是这一雇员再次加入到这家公司，他/她的新工号也与旧的工号不同。类似的，在两个低功耗蓝牙技术设备建立连接之前，master设备负责生成接入地址，这一地址类似于一个4字节的随机数，当连接建立之后，master和slave都使用这一接入地址进行通信；当连接断开之后，接入地址自动失效。
（2）CRCInit（CRC初始值）
这份“合同”的第二条款是CRCInit，它就是雇员在公司内部的一个密钥，通过这个密钥，雇员可以访问公司内部的资源。对于低功耗蓝牙技术设备，master和slave使用CRCIinit来验证数据包的完整性。
（3）WinSize和WinOffset
合同的第三条款中规范了雇员首次来公司报到的时间以及今后每次工作的时长。WinSize和WinOffset在低功耗蓝牙技术连接中，也做了类似的定义。WinOffset定义了在CONNECT_REQ命令之后的一个通信窗口的偏移量，如图3所示。在slave设备收到CONNECT_REQ之后，slave设备需要占用一些时间、根据LLData参数进行一些相关的配置，因此，WinOffeset为slave设备进行此种操作提供了时间，transmitWindowOffset=
WinOffset×1.25 ms。WinSize定义了设备每次开启收发机的窗口时间，无论是master还是slave，它们都遵循WinSize的定义，窗口时间=WinSize×1.25
因此，在CONNECT_REQ之后，第一个由master发送到slave的数据帧，我们称之为“锚点”（如图3所示），因为之后的所有的连接事件都以这一时刻为基准，呈现周期性变化。从红色框图中我们可以看到，第一个数据帧的时刻不能早于（1.25ms+transmitWindowOffset），同时也不能晚于（1.25
ms + transmitWindowOffset +& transmitWindowSize）。
图3 发起连接时序图
（4）Interval,
Latency & Timeout
一般情况下，人们的工作时间是朝九晚五，一周工作五天。但是在低功耗蓝牙技术的连接机制当中，我们采用了更加灵活的“弹性工作制”。对于低功耗蓝牙技术连接的弹性工作制，这里有三个参数需要了解，Interval，Lantency和Timeout。
图4 &连接事件时序图
在连接建立之后，master和slave之间的数据交互我们可以称之为连接事件，连接事件的发生周期（connInterval）则是由Interval参数来进行设定，connInterval=
Interval×1.25 ms,
connInterval的取值范围则是在7.5 ms至4 s秒之间。因此，在确定了锚点之后，master和slave将按照connInterval确定的时间间隔进行数据的交互，如图4所示。
但是，对于低功耗蓝牙技术，低功耗的特性是需要特别考虑的，而且在实际的应用当中，不需要在每次connInterval都产生连接事件，因此引入了参数Lantancy，可以有效的减少连接事件的产生，connSlaveLatency=
Latency。connSlaveLatency
定义了slave设备可以忽略多少个连续的连接事件，其不需要在这些被忽略的连接事件中侦听来自master的数据包，这也意味着slave设备不需要在每个连接事件产生的时刻都唤醒并打开射频接收机进行侦听，所以可以有效减少slave设备的功耗。这也是低功耗蓝牙技术能够实现其低功耗特性的一个重要的原因。
Timeout参数定义了连接超时的长度，connSupervisionTimeout= Timeout×10
ms，其取值范围在100 ms至32 s之间。不论是master还是slave，在其收到一个数据帧之后，如果等待了connSupervisionTimeout时长都没有下一个数据帧到来，则可以认为连接已经断开。在这里要强调的是，connSupervisionTimeout必须大于（1
connSlaveLatency） ×
connInterval × 2，否则，slave设备即使是在Lantency状态，也会被误认为是连接超时，导致连接误断开。
我们都知道，蓝牙使用的是跳频技术，当连接建立之后，master和slave设备就需要利用某种机制来在预先设定的信道图谱上、按照预先设定的跳频跨度进行跳频工作，信道图谱就来自ChM参数，每跳的跨度则来自于Hop参数。Hop是一个整数，取值范围在5至16之间。下面的公式提供了跳频的工作方式：
+1=（fn+
Hop）mod37
其中，mod为取余操作。
低功耗蓝牙技术具有37个数据信道，数据信道索引为0-36，上式中，fn为当前信道索引，fn+1为下一跳信道索引。表1为Hop=
13时的跳频图。
表1& Hop=13时的跳频图
RF Channel（fn）
2 &404 MHz
（0+13） &mod 37 = 13
2 &432 MHz
（13+13） &mod 37 = 26
2 &458 MHz
（26 &+ 13） &mod 37 = 2
ChM为可用数据信道图谱的位屏蔽码，长度为5个字节，40比特。由于有37个数据信道，所以只有低37位有效。如果位屏蔽码的某一比特置1，意味这一比特所代表的数据信道可用；如果置0，则不可用。根据跳频计算公式以及ChM，跳频可以为自适应的。如果fn+1信道在ChM中标记为可用，则采纳fn+1作为下一跳信道；如果fn+1信道在ChM中标记为不可用，下一跳信道需要重新映射在其他可用信道上进行数据通信。因此，以上机制保证了低功耗蓝牙技术具有很好的抗干扰能力。
文章来自：http://mp./s?__biz=MzA4MTg3MTg2Mg==&mid=&idx=1&sn=3fedd522f1ef31cb63da5ad8f7e83aea&scene=23&srcid=0512qtIadZg2Y01A0SuPbmgc#rd&ADUIN=&ADSESSION=&ADTAG=CLIENT.QQ.5449_.0&ADPUBNO=26525
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排名：千里之外iPhone6怎么用蓝牙功能连接蓝牙设备
作者：佚名
字体：[ ] 来源：互联网 时间：05-13 16:17:37
蓝牙技术应用范围比较广泛，iPhone6怎么用怎么用蓝牙功能连接蓝牙设备，是本文介绍的重点，有次疑惑的朋友可以看看
iPhone6怎么用蓝牙与连接，接下来XP510小编为用户们介绍一下iPhone6怎样用蓝牙与连接，一起来看看吧。
　　iphone6如何用蓝牙与连接：
　　在手机控制中心这里也可以打开蓝牙呢。
　　接着进入手机设置点击进入蓝牙。
　　在这里搜索别的设备。
　　使用另外的手机连接匹配苹果手机蓝牙。
　　匹配成功，点击进行连接。
　　在这里显示不成功，是因为苹果手机不能连接安卓机的蓝牙，所以我们可以去连接耳机蓝牙。MAC电脑等苹果设备，这个是用来测试使用过程。
　　平时不连接时候可以把蓝牙开关关闭哦，省电。
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应付比广播更为复杂的数据传输，或者要在设备之间实现可靠的数据交付，这些都要依赖于连接。连接使用数据信道在两个设备之间可靠地发送信息。它采取了自适应跳频增强鲁棒性，同时使用了非常低的占空比，尽可能地降低功率消耗。
设备创建连接的过程如下图所示。简言之，设备首先广播可连接广播事件，其他设备收到之后即可发起连接。在此过程中，广播者发送的事件类型要么是通用广播事件，要么是直接广播事件。发起者收到正确的广播报文时，将向广播者发送一个连接请求，其中包括了连接开始时需要的所有信息。
下面来了解连接过程中涉及到的一些主要知识点：
1.连接中使用的接入地址
2.CRC初始值
3.发送窗口
4.连接事件和连接参数
5.自适应跳频信道图
6.睡眠时钟精度
一旦收到或发出连接请求报文，设备即建立了连接，数据交换随之开始。
连接中使用的接入地址
连接使用的接入地址总是由主设备来提供。地址通过随机生成，但是需要遵循一些规则。如果主设备有多个从设备，它会为每个从设备选择不同的随机接入地址。地址的随机性确保了在不同的主从设备之间发生的碰撞概率会很低。随机性也增强了隐私，扫描者无法得知是哪两个设备正在通信。
CRC初始值
CRC初始值是另一个由主设备提供的随机数。随机的意义在于，如果在同一个区域有两个主设备正在和不同从设备通信，那么使用相同的接入地址的概率将会很低。如果确实发生了这种情况，从设备会从错误的主设备收到干扰数据包。因此，为每个从设备设置随机的CRC初始值，主从设备既有相同的接入地址又有相同的CRC初始值的概率就会变得微乎其微。
从设备可以自行决定广播的时间，它们是最需要保存电量的设备，这样的设计并无不妥。但是，如果主设备已经在做其他事情，也许是一些更重要的事情，那么它必须让低功耗蓝牙错开当前的活动。在连接建立期间，有两个参数用来传递上述信息：窗口大小和窗口间隔。
当连接请求数据包发送完毕，存在一个1.25ms的强制时延，紧接着是发送窗口偏移和发送窗口。发送窗口偏移可以是0到连接间隔之间的任意值，但必须为1.25ms的整数倍。从发送窗口开始，从设备打开其接收器，并等待来自主设备的数据包。如果到发送窗口结束时仍未收到数据包，从设备终止侦听，并会在一个连接的间隔后再次尝试。
关于连接过程，最有趣的一个地方是，一旦发送了连接请求，主设备便认为自身有了连接；该连接已经创建（created），但还不能算是完全确立（established）。当从设备收到连接请求时，它也认为自己已经处在连接之中；连接已经创建，但不能证明完全确立。
出于效率的考虑，连接已经创建，主机就会立即收到通知。连接可能不会成功，从设备也许收不到连接请求，或者两个设备的距离很远。这些情况如果发生，连接失败的概率将变得很高。然而，由于主机收到了连接已创建的通知，它可以开始将数据发给控制器从而为首个无线数据包的传输做好准备，并且节约时间和能量。因为第一个数据包的发送至少会在1.25ms延迟之后，主机堆栈应该有足够的时间向控制器提供数据，以便在第一时间发送出去。这种强制性的延迟为设备提供了喘息的机会：在繁重的广播规程与连接正式确立之间，电池获得了宝贵的恢复时间。
只有收到了数据包确认，连接才能视为正式确立。确立不改变连接的工作方式，但它改变了链路监控超时的时间从之前的6个连接间隔，变为了在连接请求中设定的值。这样一来，如果连接不能迅速确立的话将会立即终止。
连接事件和连接参数
这部分是重点内容，所以下一篇博文来详细阐述。
博文地址：
自适应跳频信道图
自适应跳频信道图是数据信道的位掩码，用来标记信道的好坏。由于共有37个数据信道，信道图的长度于是设为37位。如果某一位被设置为1，表明该信道良好，可用于数据通信；如果该位为0，表明该信道很糟，不可用于数据通信。
跳频算法的跳数值是在5 ~ 16之间的一个随机数。跳数值被用在自适应重映射之前的跳频算法中。显然，跳数值不能为0，否则频率永远不会改变。
非常低的跳数也是不可取的，因为大多数的干扰一般会占据好几兆带宽，使用非常小的跳数值将不会快速地将传输带离干扰源，可能造成持续干扰。同样的逻辑也适用于17或更高的值。试想，如果增量为17，由于跳频算法中要对37个信道取模，每两个频率之间的差距将紧紧只有3个信道。
睡眠时钟精度
最后，主设备发往从设备的信息中还包括睡眠时间精度值。该值定义了时钟能够保证的精度范围。如果时钟由晶振提供，晶振有一个根据温度变化的精度范围，比如在室温下为&20ppm，在&0℃ 或&85℃ 时为&50ppm&。如此一来，设备可以声明其时钟精度达到&50ppm&。
时钟精度可以帮助从设备消除连接事件的不稳定性。如果从设备与主设备的不同步时间达到&1s，而这两个设备的定时精度均为&500ppm，那么，将合并的不确定性&1000ppm&乘以上述时间，就得到一个&1ms&的不确定窗口。也就是说，从设备必须提早&1ms醒来，并在这额外的&1ms&内保持侦听，以仿主设备和从设备的时钟在不同的方向发生了最大漂移。
更精确的时钟可以降低功耗。还是以使用晶振的设备为例，如果两个设备的时钟精度分别为&50ppm&和&150ppm&，二者合并后的精度只有&200ppm&。一秒钟之后，从设备只需要提前&200μs&醒来并保持侦听。如果设备被唤醒的频率不高，他们的可用工作时间将&5&倍于两个使用&500ppm&晶振的设备。因此，如果对降低功耗有特别的要求，建议在设备中使用高精度的晶振。
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