ESPIDF开发ESP32学习笔记【经典蓝牙与BLE】_esp32蓝牙串口库是经典蓝牙还是ble蓝牙

BLE需要在GATT和各种应用profile的支持下才能实现最便捷高效稳定的通信

BT与BLE的区别

当前的蓝牙协议分为基础率/增强数据率（BR/EDR）和低耗能（LE）两种技术类型

经典蓝牙统称BT，低功耗蓝牙称为BLE

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。

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。

低功耗蓝牙模块（BLE）

指支持蓝牙协议4.0或更高的模块，也称为BLE模块（Bluetooth Low Energy Module）,最大的特点是成功和功耗的降低。

蓝牙低功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，因此可以处于“非连接”状态（节省能源），此时链路两端相互间仅能知晓对方，必要时可以才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。

其他分类

按用途来分：蓝牙模块有数据蓝牙模块，语音蓝牙模块，串口蓝牙模块和车载蓝牙模块

按芯片设计来分：蓝牙模块有flash版本和ROM版本。前者一般是BGA封装（球栅阵列封装），外置flash；后者一般是LCC封装（表面贴装型封装），外接EEPROM。

BLE的两种模式

1. 客户端 Client

请求数据服务

客户端可以主动搜索并连接附近的服务端

客户端类似蹭网的

2. 服务端Server

提供数据服务

服务端不需要进行主动设置，只要开启广播就可以让附近的客户端搜索到，并提供连接

服务端类似被蹭网的wifi

如果想要让ESP处于别人随时可以搜索连接的情况要配置为服务端；如果想让ESP通过扫描连接周围可连接的蓝牙设备，需要把它设置成客户端，正好和WiFi模式的设定相反

Server通过characteristic对数据进行封装，多个characteristic组成一个Service——Server是一个基本的BLE应用，如果某个Service是一个蓝牙联盟定义的标准服务，也可以称其为profile

要具体了解这些内容需要先了解属性协议层ATT

ATT简述

属性协议层ATT（Attribute Protocol）是GATT和GAP的基础，它定义了BLE协议栈上层的数据结构和组织方式；在层内，它定义了属性（Attribute）的内容，规定了访问属性的方法和权限

属性是一个数据结构，它包括了数据类型和数据值，可以像C语言的结构体那样构造

属性包括三种类型：服务项、特征值和描述符，三者呈包含关系：服务项包含一个或多个特征值，特征值包含一个或多个描述符，多个服务项组织在一起，构成属性规范（Attribute Profile）

属性的种类和分组

属性大致可以分为三种类型：服务项Profile、特征值Characteristic和描述符Descriptor

最顶级为Profile, 下面是多个服务项(Service), 服务项下面是多个特征值(Characteristic), 特征值下面是多个描述符(Descriptor)

每个设备都包含以下必要的特征值和服务项：

PROFILE

• Generic Access Service（Primary Service）
  • Device Name（Characteristic）
  • Appearance（Characteristic）
• Generic Attribute Service（Primary Service）
  • Service Changed（Characteristic）
    • CCCD（Descriptor）

服务项Service

服务项这种类型本身并不包含数据，仅仅相当于是一个容器，用来容纳特征值

特征值characteristic

特征值用于保存用户数据，但它也有自己的UUID——可以把它看作一个变量，变量里存着数据（用户数据），也有自己的地址信息（UUID）

使用特征值时，也要遵循“先声明再赋值”的步骤——先声明特征值自身，再声明它的项

一个characteristic包含三种条目：

1. characteristic声明：每个characteristic的分界符，解析时一旦遇到一个声明，就可以认为接下来又是一个新的characteristic；声明还包含了接下来characteristic值的读写属性等
2. characteristic值：数据的值
3. characteristic描述符：数据的额外信息

一般BLE的属性体系在系统中以GattDB表示，即属性数据库，gattDB是BLE协议栈在内存中开辟的一段专有区域，会在特定的时候写入Flash进行保存，并在启动时读取出来回写到内存中去，但并非所有的BLE数据通信是操作gattDB

characteristic用Attribute数据结构来实现

属性Attribute的数据结构

Attribute由四部分组成：

1. 属性句柄Attribute handle：可以视为指向属性实体的指针，对端设备通过属性句柄来访问某个属性，大小2字节，起始于0x0001，系统初始化时，各属性的句柄逐步+1，但最大不超过0xFFFF

2. 属性类型Attribute type：用以区分当前属性是服务项或是特征值等，用通用唯一识别码（UUID）标识的16字节十六进制字符串（形如f6257d37-34e5-41dd-8f40-e308210498b4，从网上抄来的示例，如有雷同那就是雷同）表示。一个合法的UUID，一定是随机的、全球唯一的，不应该出现两个相同的UUID。属性类型分类如下：

   • 首要服务项Primary Service

   • 次要服务项Secondary Service

   • 包含服务项Include

   • 特征值Characteristic他们与UUID的映射关系如下：

   • 0x1800 – 0x26FF ：服务项类型

   • 0x2700 – 0x27FF ：单位

   • 0x2800 – 0x28FF ：属性类型

   • 0x2900 – 0x29FF ：描述符类型

   • 0x2A00 – 0x7FFF ：特征值类型为了减少传输的数据量，BLE协议做了一个转换约定，给定一个固定的16字节模板，只设置2个字节为变化量，其他为常量，2字节的UUID在系统内部会被替换，进而转换成标准的16字节UUID；反之，如果一个特征值的UUID是16字节的，在系统内部它的属性类型也可能写成第3、4字节组成的双字节

示例如下：

UUID模板为

0000XXXX-0000-1000-8000-00805F9B34FB

其中从左数第3、4个字节“XXXX”就是变化位，其他为固定位。如：UUID=0x2A00在系统内部会转换成00002A00-0000-1000-8000-00805F9B34FB。
3. 属性值Attribute value：真正的数据值，大小为0-512字节。如果该属性是服务项类型或者是特征值声明类型，那么它的属性值就是UUID等信息；如果是普通的特征值，则属性值是用户的数据，属性值需要预留空间以保存用户数据，可以将属性值的预留空间看做I2C的数据空间，操作特征值里的用户数据，就是对那块内存空间进行读写，所以启用蓝牙后会占用额外的内存
4. 属性权限Attribute permissions：Attribute的权限属性，主要有四种：

* 访问权限（Access Permission）：只读或只写或读写
* 加密权限（Encryption Permission）：加密或不加密
* 认证权限（Authentication Permission）：需要认证或无需认证。指相互确认对方身份，BLE中