低功耗蓝牙开发权威指南 [Bluetooth Low Energy: The Developer's Handbook] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] Robin Heydon 著，陈灿峰，刘嘉 译

图书标签:

• 蓝牙低功耗
• BLE
• 低功耗蓝牙开发
• 嵌入式系统
• 无线通信
• 物联网
• 开发者指南
• 技术教程
• 蓝牙技术
• 无线传感器
• 移动应用

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111469216

版次：1

商品编码：11487289

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电子与嵌入式系统设计译丛

外文名称：Bluetooth Low Energy: The Developer's Handbook

开本：16开

出版时间：2014-07-01

用纸：胶版纸

页数

编辑推荐

　　

首本系统讲解蓝牙4.0的原理、体系结构、硬件设计以及应用等的书籍。
　　 作者系蓝牙4.0标准参与制定者、架构师，性毋庸置疑。
　　 本是学习蓝牙4.0标准不可或缺的参考手册。

内容简介

低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy，BLE）与传统蓝牙技术有着本质的不同，它为医疗、运输等领域的无线应用带来了突破。只需一枚硬币大小的电池，低功耗蓝牙便可以连接并扩展各类个人局域网（Personal Area Network，PAN）设备和新一代传感器，令其可靠地运行若干年。如今，该标准的主要制定者之一为每位系统开发者、设计师和工程师撰写了本全面、易懂的低功耗蓝牙著作。

作者简介

Robin Heydon ，毕业于英国曼彻斯特大学计算机科学专业，是CSR公司负责蓝牙技术标准化的标准架构师，也是制定低功耗蓝牙技术标准的超低功耗工作组的联合主席。自2007年起推动低功耗蓝牙技术标准的制定工作，因其贡献卓著，2010年他入选了蓝牙技术联盟名人堂。

陈灿峰，博士毕业于北京邮电大学，2005年起分别任诺基亚（中国）研究院博士后研究员、高级研究员和主任研究员，2011年起负责诺基亚物联网与软件无线电原型系统组的工作，诺基亚并入微软后担任微软设备部门移动设备产品创新组传感器技术首席专家。目前兼任中国电子学会物联网专家委员会副秘书长，中国可穿戴计算产业推进联盟委员。先后参与国家自然科学基金项目3项、863项目2项。在无线通信和移动计算领域先后编著和参与编著6本专著，提交国内外专利申请30余项（2项已授权）。目前的主要研究方向为低功耗蓝牙技术，室内外定位技术，智能家居与可穿戴设备等。

刘　嘉，
工学博士。2011年毕业于清华大学计算机网络专业，同年进入诺基亚（中国）研究院开展博士后研究，现为北京智谷公司创新研究员，长期从事无线网络系统设计和性能优化工作，发表论文近20篇，拥有国内外专利和申请50余项。闲暇之余喜欢摄影、文学和Hi-Fi音响。

目录

译者序
前言
第一部分　综　　述
第1章　什么是低功耗蓝牙技术 2
1.1　设备类型 4
1.2　设计目标 5
1.3　术语 6
第2章　基本概念 8
2.1　纽扣电池 8
2.2　时间即能量 9
2.3　昂贵的内存 10
2.4　非对称设计 10
2.5　为成功而设计 11
2.6　凡事皆有状态 12
2.7　客户端–服务器架构 12
2.8　模块化架构 13
2.9　十亿只是个小数目 14
2.10　无连接模型 14
2.11　范式 14
2.11.1　客户端–服务器架构 14
2.11.2　面向服务的架构 15
第3章　低功耗蓝牙的体系结构 19
3.1　控制器 20
3.1.1　物理层 20
3.1.2　直接测试模式 20
3.1.3　链路层 21
3.1.4　主机/控制器接口 22
3.2　主机 22
3.2.1　逻辑链路控制和适配协议 22
3.2.2　安全管理器协议 23
3.2.3　属性协议 23
3.2.4　通用属性规范 24
3.2.5　通用访问规范 25
3.3　应用层 25
3.3.1　特性 26
3.3.2　服务 26
3.3.3　规范 26
3.4　协议栈划分 27
3.4.1　单芯片解决方案 27
3.4.2　双芯片解决方案 28
3.4.3　三芯片解决方案 28
第4章　新的使用模型 30
4.1　存在检测 30
4.2　广播数据 31
4.3　无连接模式 31
4.4　网关 32
第二部分　控　制　器
第5章　物理层 36
5.1　背景 36
5.2　模拟调制 36
5.3　数字调制 38
5.4　频段 39
5.5　调制 40
5.6　射频信道 41
5.7　发射功率 41
5.8　容限 42
5.9　接收机灵敏度 42
5.10　通信距离 42
第6章　直接测试模式 45
6.1　背景 45
6.2　收发机测试 46
6.2.1　测试报文格式 46
6.2.2　发射机测试 47
6.2.3　接收机测试 47
6.3　硬件接口 48
6.3.1　串口 48
6.3.2　命令与事件 48
6.4　使用HCI的直接测试模式 50
第7章　链路层 51
7.1　链路层状态机 51
7.1.1　就绪态 52
7.1.2　广播态 53
7.1.3　扫描态 53
7.1.4　发起态 54
7.1.5　连接态 55
7.1.6　多状态机 55
7.2　报文 57
7.2.1　广播与数据报文 57
7.2.2　白化 57
7.3　报文结构 59
7.3.1　比特序与字节 60
7.3.2　前导 60
7.3.3　接入地址 60
7.3.4　报头 61
7.3.5　长度 61
7.3.6　净荷 63
7.3.7　循环冗余校验 63
7.4　信道 63
7.4.1　跳频 66
7.4.2　自适应跳频 66
7.5　设备发现 68
7.5.1　通用广播 69
7.5.2　定向广播 69
7.5.3　不可连接广播 70
7.5.4　可发现广播 70
7.6　广播 70
7.7　建立连接 71
7.7.1　接入地址 72
7.7.2　CRC初始化 72
7.7.3　发送窗口 72
7.7.4　连接事件 73
7.7.5　信道图 74
7.7.6　睡眠时钟精度 74
7.8　发送数据 74
7.8.1　数据报头 75
7.8.2　逻辑链路标识符 75
7.8.3　序列号 76
7.8.4　确认 76
7.8.5　更多数据 77
7.8.6　使用序列号和更多数据的例子 77
7.9　加密 79
7.9.1　AES 79
7.9.2　加密净荷数据 80
7.9.3　消息完整性校验 81
7.10　管理连接 82
7.10.1　连接参数更新 83
7.10.2　自适应跳频 84
7.10.3　启动加密 85
7.10.4　重启加密 87
7.10.5　版本交换 87
7.10.6　功能交换 89
7.10.7　终止连接 90
7.11　鲁棒性 90
7.11.1　自适应跳频 90
7.11.2　强CRC 92
7.12　为低功耗优化 93
7.12.1　短报文 93
7.12.2　高比特率 94
7.12.3　低开销 95
7.12.4　确认机制 96
7.12.5　单信道连接事件 96
7.12.6　亚速率连接事件 97
7.12.7　离线加密 98
第8章　主机/控制器接口 99
8.1　介绍 99
8.2　物理接口 99
8.2.1　UART 99
8.2.2　3线UART 100
8.2.3　USB 101
8.2.4　SDIO 102
8.3　逻辑接口 102
8.3.1　HCI信道 102
8.3.2　命令数据包 102
8.3.3　事件数据包 103
8.3.4　数据包 104
8.3.5　命令流控 105
8.3.6　数据流控 106
8.4　控制器的配置 106
8.4.1　重置控制器为已知状态 106
8.4.2　读取设备地址 107
8.4.3　设置事件掩码 107
8.4.4　读取缓冲区大小 108
8.4.5　读取控制器支持的功能 109
8.4.6　读取控制器支持的状态 109
8.4.7　随机数 110
8.4.8　加密数据 110
8.4.9　设置随机地址 111
8.4.10　白名单 112
8.5　广播和观察 112
8.5.1　广播 112
8.5.2　被动扫描 114
8.5.3　主动扫描 115
8.6　发起连接 116
8.6.1　与白名单设备发起连接 116
8.6.2　与单一设备发起连接 118
8.6.3　取消连接请求 118
8.7　连接管理 119
8.7.1　更新连接 119
8.7.2　更新信道映射图 120
8.7.3　交换功能列表 121
8.7.4　交换版本信息 121
8.7.5　加密连接 122
8.7.6　重启加密 123
8.7.7　终止连接 125
第三部分　主　　机
第9章　逻辑链路控制和适配协议 128
9.1　背景 128
9.2　L2CAP信道 130
9.3　L2CAP数据包结构 130
9.4　低功耗信令信道 131
9.4.1　命令拒绝 132
9.4.2　连接参数更新请求和响应 132
第10章　属性 135
10.1　背景 135
10.1.1　精简协议 136
10.1.2　无所不在的数据 136
10.1.3　数据与状态 137
10.1.4　几种常见的状态 137
10.1.5　状态机 138
10.1.6　服务和规范 139
10.2　属性 142
10.2.1　属性概述 143
10.2.2　属性句柄 143
10.2.3　属性类型 143
10.2.4　属性值 144
10.2.5　数据库、服务器和客户端 145
10.2.6　属性许可 145
10.2.7　接入属性 147
10.2.8　原子操作和事务 148
10.3　分组 149
10.4　服务 150
10.4.1　扩展服务 151
10.4.2　其他服务的重用 153
10.4.3　结合服务 153
10.4.4　首要还是次要 154
10.4.5　即插即用的客户端应用 156
10.4.6　服务声明 157
10.4.7　包含服务 158
10.5　特性 159
10.5.1　特性声明 159
10.5.2　特性数值 161
10.5.3　描述符 161
10.6　属性协议 164
10.6.1　协议消息 165
10.6.2　交换MTU请求 165
10.6.3　查找信息请求 166
10.6.4　按类型值查找请求 167
10.6.5　按类型读取请求 168
10.6.6　读取请求 168
10.6.7　大对象读取请求 168
10.6.8　多重读取请求 169
10.6.9　按组类型读取请求 169
10.6.10　写入请求 169
10.6.11　写入命令 169
10.6.12　签名写入命令 169
10.6.13　准备写入请求与执行写入请求 170
10.6.14　句柄值通知 171
10.6.15　句柄值指示 171
10.6.16　错误响应 171
10.7　通用属性规范 173
10.7.1　发现规程 174
10.7.2　发现服务 174
10.7.3　特性发现 175
10.7.4　客户端发起规程 176
10.7.5　服务器发起规程 178
10.7.6　属性协议数据单元（ATT PDU）到GATT规程的映射 178
第11章　安全 180
11.1　安全概念 180
11.1.1　认证 180
11.1.2　授权 181
11.1.3　完整性 181
11.1.4　机密性 182
11.1.5　隐私 182
11.1.6　加密引擎 182
11.1.7　共享机密 182
11.2　配对和绑定 185
11.2.1　配对 185
11.2.2　配对信息交换 185
11.2.3　认证 186
11.2.4　密钥分配 187
11.2.5　绑定 188
11.3　数据签名 188
第12章　通用访问规范 189
12.1　背景 189
12.1.1　初次发现 190
12.1.2　建立初始连接 191
12.1.3　服务特性 191
12.1.4　长期关系 192
12.1.5　重连 192
12.1.6　私有地址 193
12.2　GAP角色 193
12.3　模式和规程 194
12.3.1　广播模式和观察规程 195
12.3.2　可发现性 195
12.3.3　可连接性 197
12.3.4　绑定 199
12.4　安全模式 200
12.5　广播数据 201
12.5.1　标识 202
12.5.2　服务 202
12.5.3　本地名称 203
12.5.4　发射功率等级 203
12.5.5　从设备连接间隔范围 203
12.5.6　服务请求 203
12.5.7　服务数据 203
12.5.8　制造商指定数据 203
12.6　GAP服务 204
12.6.1　设备名特性 204
12.6.2　外观特性 204
12.6.3　外围设备隐私标识 204
12.6.4　重连地址 205
12.6.5　外围设备首选连接参数 205
第四部分　应　　用
第13章　中央设备 208
13.1　背景 208
13.2　发现设备 208
13.3　连接设备 209
13.4　这个设备能做什么 210
13.5　通用客户端 211
13.6　与服务交互 211
13.6.1　可读特性 212
13.6.2　控制点 212
13.6.3　状态机 213
13.6.4　通知和指示 214
13.7　绑定 214
13.8　变更服务 215
13.9　实现规范 216
13.9.1　定义规范 216
13.9.2　查找服务 217
13.9.3　查找特性 217
13.9.4　使用特性 217
13.9.5　规范安全 217
第14章　外围设备 219
14.1　背景 219
14.2　仅广播 219
14.3　可发现 220
14.4　可连接 220
14.5　公开服务 221
14.6　特性 221
14.7　安全事项 222
14.8　为低功耗优化 222
14.8.1　可发现广播 224
14.8.2　绑定 224
14.8.3　可连接广播 224
14.8.4　定向广播 225
14.8.5　已连接 225
14.8.6　保持连接还是断开 226
14.9　优化属性 227
第15章　测试和质量鉴定 229
15.1　启动项目 229
15.2　选择功能 231
15.3　一致性检查 232
15.4　生成测试计划 232
15.5　建立合规文件夹 232
15.6　鉴定测试 233
15.7　鉴定设计 234
15.8　合规声明 234
15.9　产品名录 234
15.10　结合组件 235

精彩书摘

第一部分
综　　述
第1章　介绍低功耗蓝牙技术及其设计目标。
第2章　讨论低功耗蓝牙体系结构的设计基础。
第3章　介绍低功耗的主要系统架构，包括控制器、主机及其之上的应用层。
第4章　描述低功耗技术使能新的使用模型。

第1章
什么是低功耗蓝牙技术
如果我能看得更远的话，那是因为我站在巨人的肩膀上。
—艾萨克·牛顿（Isaac Newton）

低功耗蓝牙是一种全新的技术，是当前可以用来设计和使用的功耗最低的无线技术。作为经典蓝牙的扩展，低功耗蓝牙沿用了蓝牙商标，并且借鉴了很多父辈的技术，然而，由于针对的设计目标和市场领域均与经典蓝牙有所不同，低功耗蓝牙应被视为一种不同的技术。
经典蓝牙的设计目的在于统一全球各地的计算和通信设备，让手机与笔记本电脑互相连接。不过事实证明，蓝牙最为广泛的应用还是音频传输，比如将音频从手机传到蓝牙耳机。随着技术的成熟，越来越多的蓝牙应用进入人们的视线，包括立体声音频流、汽车从手机下载电子书、无线打印和文件传输。由于每一个新的应用都要求更多带宽，因此，随着时间的推移，越来越快的无线电技术不断地加入蓝牙系统中。1.0版蓝牙为基本码率（Basic Rate，BR），最大物理层数据速率为1 Mbps（兆比特每秒）；2.0版本为增强码率（Enhanced Data Rate，EDR），其物理层数据传输率增至3Mbps；3.0版本引入Alternative MAC PHY （AMP，交替射频技术），利用IEEE 802.11实现了高达数百Mbps的物理层数据速率。
低功耗蓝牙选择了完全不同的方向：并非只是增加可达的数据传输速率，而是从尽可能降低功耗方面进行优化。这意味着，也许你无法获得很高的传输速率，但是可以将连接保持数小时或数天的时间。这一选择非常有趣，显然，大部分有线和无线通信技术还在马不停蹄地提升速率，如表1-1所示。
对于那些由纽扣电池供电的设备，经典蓝牙并不能真正达到它们的低功耗要求。理解了这一点，就不难明白选择新方向的原因。然而，在充分考虑低功耗的相关要求时，还有一点必须考虑到，即低功耗蓝牙应被设计成满足极大规模部署的要求，以便用于迄今尚未装备无线技术的装置。要实现极大的规模，就必须要有极低的成本。就好像射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）通过一个价格较高的扫描装置获得能量，然而其标签本身的成本极低，从而获得了大量的部署。
表1-1　始终增长的速率
调制解调器 以太网 Wi-Fi 蓝牙
V.21 0.3kbps 802.3i 10Mbps 802.11 2Mbps V1.1 1Mbps
V.22 1.2kbps 802.3u 100Mbps 802.11b 11Mbps V2.0 3Mbps
V.32 9.6kbps 802.3ab 1000Mbps 802.11g 54Mbps V3.0 54Mbps
V.34 28.8kbps 802.3an 10 000Mbps 802.11n 135Mbps V4.0 0.3Mbps

因此，从低成本的需求方面审视低功耗蓝牙的系统设计尤为重要。实现低成本的设计有三个关键因素：
1. ISM频段
无论从设计的角度还是从使用的角度出发，2.4GHz ISM频段对无线技术而言都是个糟糕的频段。该频段无线电传播特性差，能量极容易被各类物体吸收，尤其是水，而人体主要是由水构成的。尽管有许多显著的不利因素，但不可否认，该无线电频谱的优势是在全世界可以免许可、自由地使用。当然，“免交租金”的标志意味着其他技术一样能够使用该频段，包括绝大部分的Wi-Fi信号。不过，免许可并非等同于毫无约束，使用该频段仍然要遵守相当多的规则，主要是限制设备的输出能量和范围。当然，与许可频谱的高昂费用相比，这些限制就显得微不足道了。因此，选择使用ISM频段能够降低成本。
2. IP许可
当Wibree（超低功耗蓝牙）技术发展成熟，考虑将其并入已有的无线标准工作组时，诺基亚原本有多种选择方案。比如加入Wi-Fi联盟，该联盟也在2.4GHz ISM频段制定标准化技术。然而，鉴于蓝牙组织拥有较高的声誉和优厚的专利许可政策，他们最终选择了蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，BT SIG）。与其他采取FRAND政策的兴趣小组或联盟相比，蓝牙技术联盟的政策使得蓝牙设备的专利许可成本大为降低。而许可成本的降低使得每件设备的成本也显著降低。
3. 低功耗
设计一款低成本设备的最好方法就是减少制作这个设备所需的原料，比如电池。电池越大，电池盒就越大，这样又会增加成本。替换一节电池的花费，不仅指消费者需要购买新的电池，而且替换本身也包含了因设备暂时无法使用带来的机会成本。如果设备由第三方维护，比如作为家庭警备管理系统的一部分，换电池还需额外的劳动力成本。因此，设计有关低功耗的技术也是在降低各种成本。这里不妨做个脑力实验，如果只花一毛钱就能买一个兆瓦特级的电池，那事情会变得多么不同？
很多设备能容纳更大的电池，例如键盘或者鼠标内部很容易装下几节AA电池。然而生产商们却倾向于使用AAA电池，并不是因为它们更小，而是因为它们的原料成本更低，降低了设备的总成本。
因此，低功耗的基础设计就是以纽扣电池—这种最小、最便宜并且最容易购买的电池类型作为能量来源。这意味着我们无法令低功耗蓝牙实现很高的数据传输速率，或是将其用于大量数据的传输或者数据流传输。这一点或许是经典蓝牙与低功耗蓝牙的最大区别。下一节将就该问题进行详细讨论。

前言/序言

有时候，一项难能可贵的新技术的出现能够改变世界，AM广播、电视和无线互联网便是这样的例子。作为一项可广泛植入各类产品、围绕微型电池设计、可持续工作数年的技术，低功耗蓝牙已然站在了下一次无线技术革命的最前沿。
本书详尽地解释了这项技术是如何产生、如何设计以及如何工作的。作者Robin Heydon是低功耗蓝牙领域的顶尖专家，曾参与低功耗蓝牙的标准规范制定、互操作性测试以及培训工作。
本书适合从事低功耗蓝牙产品开发工作的各类读者，例如工程师、应用程序开发人员、设计师或者市场营销人员。
对工程师来说，这本书涵盖了系统工作的完整细节，从物理无线电到设备的发现、连接和提供接口。
对应用程序开发人员来说，这本书有助于其理解低功耗蓝牙对应用程序所施加的限制，此外本书还提供了关于设计目标和实现具体需求的详细介绍。
对设计师来说，本书包含的信息将让你了解关于设计低功耗蓝牙无线产品的特殊问题，比如产品需要如何工作，选择多大的电池才能实现你的想法等。
对其他想了解该技术的人来说，这本书提供了低功耗蓝牙的许多背景材料，包括为什么要设计该技术，试图实现的设计目标是什么，以及一些将会颠覆你对无线技术及其实现方式的看法的相关知识。
全书共分为四个部分：
第一部分为技术概述，包括用于指导低功耗蓝牙开发的基本概念，系统的体系结构（无线电、各种协议层、应用层），以及新技术带来的新使用模式。
第二部分详细介绍了控制器（无线电芯片）的工作原理。产品设计人员需要将该硅芯片植入自己的终端产品中。该部分涵盖了无线电、直接测试模式和链路层，此外还介绍了如何使用上层协议栈（或称主机）与控制器进行交互。
第三部分深入阐述了主机（软件栈）的工作原理，涉及各主要协议背后的概念和细节，这些协议主要用于公开设备的属性。该部分还介绍了安全模型，以及两台设备之间如何进行连接、绑定或相互关联。
第四部分讨论了产品或应用程序开发人员需要考虑的所有设计因素。首先着眼于与中央设备有关的问题，接着是外围设备的问题，最后讨论了任何蓝牙产品上市前的最后一步，即测试和认证。
如果阅读本书后，读者还想了解更多关于低功耗蓝牙的相关知识，以下列出一些可供参考的资料。标准规范可以在蓝牙技术联盟网站www.bluetooth.org中找到。如果想查找有关低能耗蓝牙的开发信息，可以访问开发者网站developer.bluetooth.org，上面有关于特性（characteristic）的详细信息。本书作者也有一个网站www.37channels.com ，在那里可以看到针对本书或者低功耗蓝牙的一些常见问题。
致谢
感谢以下各位的帮助和支持，使得本书得以顺利完成。Katherine Heydon多次从头到尾翻阅全文，并就内容提出了建设性的批评意见。Jennifer Bray第一个鼓励我撰写本书，并给予了我时间和空间来完成此项工作。感谢Addison-Wesley出版团队的所有成员，尤其是Bernard Goodwin、Elizabeth Ryan、Michelle Housley和Gary Adair，感谢文字编辑Bob Russell以及其他所有促成本书的幕后人员。感谢Nick Hunn多次与我讨论如何才能更好地交流低功耗技术的想法。Zo Hunn为本书设计了梦幻般的封面。Andy Glass不断询问本书的完成时间，并提供了很好的审查意见。Steve Wenham长期忍受我各种天马行空般的低功耗蓝牙的改进想法。英国航空公司几乎总是给我一个前排带有隔板的座位，让我得以在许多的长途航班中使用我的蓝牙键盘和鼠标。这本书可能是在30 000英尺的平均高度撰写完成的。感谢蓝牙技术联盟社区，他们在全员会议、蓝牙测试活动（UnPlugFest）和各种工作组会议中提出了许多问题，正是这些问题让我明确了哪些概念是最难解释的，本书的基本框架和内容也由此受益。

低功耗蓝牙开发权威指南（Bluetooth Low Energy: The Developer's Handbook） 踏入无线互联的全新领域，解锁低功耗蓝牙技术的无限潜能。 在这个万物互联的时代，无线通信技术正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从智能家居的便捷控制，到可穿戴设备的健康监测，再到工业物联网的精准管理，低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy, BLE）以其卓越的能效、广泛的普及性和灵活的连接性，正扮演着越来越重要的角色。然而，要真正驾驭这项强大的技术，从概念设计到实际应用，从基础原理到高级优化，都需要一套系统、深入且权威的指导。 《低功耗蓝牙开发权威指南》正是这样一本为开发者量身打造的宝典。它并非简单罗列API或提供零散的代码片段，而是以深入浅出的方式，系统性地剖析BLE技术的底层架构、核心协议栈、关键特性以及实际开发中的每一个环节。 本书旨在帮助开发者建立起对BLE的全面而深刻的理解， 无论是初学者希望快速入门，还是有经验的工程师寻求精进，都能从中获益匪浅。 本书的核心价值在于其系统性、实践性和前瞻性： 系统性： 我们将带领您从BLE的基础概念入手，逐步深入到复杂的协议细节。从物理层到应用层，从连接建立到数据传输，从安全机制到功耗管理，每一个环节都将得到详尽的阐述。我们不会止步于表面，而是深入探究BLE是如何工作的，为什么它能实现如此低的功耗，以及其设计背后的原理。 实践性： 理论知识的学习固然重要，但真正的开发能力来源于实践。本书将结合大量的真实世界案例和开发场景， 演示如何将BLE技术应用于各种实际产品中。我们将提供清晰的代码示例、开发板配置指南，以及常见问题的解决方案， 帮助您在开发过程中少走弯路，快速实现原型设计和产品落地。 前瞻性： BLE技术仍在不断发展和演进。本书不仅会涵盖当前主流的BLE规范，还会展望未来的发展趋势， 讨论BLE Mesh、LE Audio等新兴技术，以及它们将为物联网和无线通信带来的变革。 以下是本书将为您详细解读的关键内容： 第一部分：BLE 基础架构与核心概念 BLE 的前世今生： 了解BLE的起源、发展历程，以及它与经典蓝牙（Bluetooth Classic）的区别和联系。我们将重点分析BLE为何能实现超低功耗，以及它为何更适合于物联网应用。 BLE 的技术亮点： 深入理解BLE在功耗、数据速率、传输范围、连接模型等方面的核心优势。我们将详细解释Advertising（广播）、Scanning（扫描）、Connection（连接）等核心概念，以及它们如何协同工作。 BLE 协议栈概览： 剖析BLE的完整协议栈，包括物理层（PHY）、链路层（Link Layer）、主机控制接口（HCI）、逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）、安全管理器协议（SMP）、属性协议（ATT）、通用属性配置文件（GATT）等。理解各层的功能和交互是掌握BLE的关键。 GATT 深度解析： GATT作为BLE应用层交互的核心，是实现数据通信的关键。我们将详细讲解Profile（配置文件）、Service（服务）、Characteristic（特性）的概念，以及如何构建自定义的服务和特性。理解Primary Service、Secondary Service、Characteristic Declaration、Characteristic Value、Characteristic Properties等是构建GATT应用的基础。 BLE 的连接模型： 区分Central（主设备）、Peripheral（外围设备）、Broadcaster（广播设备）、Observer（观察设备）等不同角色，并详细阐述它们之间的交互模式。理解Connection Interval（连接间隔）、Slave Latency（从机延迟）、Supervision Timeout（监督超时）等参数对功耗和连接稳定性的影响。 第二部分：BLE 开发实战与技术进阶 BLE 开发环境搭建： 针对主流的开发平台（如Android、iOS、Windows、Linux、嵌入式系统），提供详细的开发环境搭建指南，包括SDK、工具链、调试器的安装和配置。 基于 SDK 的 BLE 应用开发： Android BLE 开发： 深入讲解Android SDK中Bluetooth API的使用，包括BluetoothAdapter、BluetoothDevice、BluetoothGatt、BluetoothGattServer等类的详细用法，以及如何实现Scanning、Connecting、Discovering Services/Characteristics、Reading/Writing Characteristics、Notifications/Indications等操作。 iOS BLE 开发： 详细介绍Core Bluetooth框架，包括CBCentralManager、CBPeripheral、CBService、CBCharacteristic等核心对象的使用，以及如何在iOS设备上实现BLE客户端功能。 嵌入式系统 BLE 开发： 针对STM32、ESP32、nRF5x等主流嵌入式平台，提供基于厂商SDK的BLE开发教程，包括SoftDevice、GATT Server、GATT Client的实现，以及如何配置GPIO、定时器等外设与BLE通信。 BLE 功耗优化策略： 功耗是BLE的核心优势，也是开发者关注的重点。本书将提供一套系统性的功耗优化方法论， 包括： GATT 优化： 如何合理设计服务和特性，减少不必要的数据读写和通知。 连接参数调优： 如何根据应用需求，选择最优的Connection Interval、Slave Latency、Supervision Timeout。 广播与扫描策略： 如何优化广播间隔和扫描窗口，在保证发现性的同时降低功耗。 低功耗模式应用： 如何利用MCU的低功耗模式，结合BLE的广播和连接特性，实现超长待机。 数据传输效率： 如何通过数据打包、压缩等技术，提高数据传输效率，减少通信次数。 BLE 安全性设计： 深入讲解BLE的安全机制，包括配对（Pairing）、绑定（Bonding）、加密（Encryption）、认证（Authentication）等。介绍LE Secure Connections等最新的安全协议，并指导如何在高安全要求的场景下进行设计。 BLE Mesh 网络开发： 随着智能家居和工业物联网的发展，BLE Mesh 技术越来越受到关注。本书将详细介绍BLE Mesh 的模型（Models）、元素（Elements）、节点（Nodes）、中继（Relay）、低功耗节点（Low Power Node）、网关（Gateway）等概念，并提供BLE Mesh 应用开发实践。 BLE 与其他技术的融合： 探讨BLE如何与其他无线技术（如Wi-Fi、Zigbee、NFC）以及云平台进行融合，构建更强大的物联网解决方案。 第三部分：高级主题与行业应用 BLE 性能调试与故障排除： 提供一套系统性的调试方法和工具， 帮助开发者快速定位和解决BLE开发中遇到的各种问题，包括连接中断、数据丢失、功耗异常、兼容性问题等。 BLE 固件更新（OTA）： 讲解如何在BLE设备上实现Over-The-Air（OTA）固件更新，这是保证设备长期维护和升级的关键技术。 BLE 行业应用案例分析： 智能家居： 智能锁、智能照明、温湿度传感器、遥控器等。 可穿戴设备： 智能手表、健康手环、运动追踪器等。 医疗健康： 血糖仪、血压计、心率监测器等。 工业物联网： 传感器网络、资产追踪、设备监控等。 精准定位： iBeacon、Eddystone 等信标技术的应用。 BLE 标准与未来展望： 关注BLE标准的最新进展，以及LE Audio、Direction Finding等新兴技术的应用前景。 谁应该阅读这本书？ 嵌入式系统工程师： 希望在微控制器上实现BLE通信，构建智能硬件产品。 移动应用开发者（Android/iOS）： 需要开发能够与BLE设备进行交互的移动应用程序。 物联网（IoT）解决方案架构师： 需要设计和实现基于BLE的物联网系统。 硬件工程师： 需要了解BLE芯片选型、天线设计、功耗管理等相关知识。 对无线通信技术感兴趣的学生和研究人员： 希望深入了解BLE技术的原理和应用。 《低功耗蓝牙开发权威指南》将成为您在低功耗蓝牙开发道路上不可或缺的伙伴。 我们力求内容详实、讲解清晰，理论与实践相结合，帮助您真正掌握BLE技术的精髓， 创造出更智能、更高效、更节能的下一代互联产品。 立即翻开这本书，开启您的低功耗蓝牙开发之旅，用创新点亮互联世界的未来！

评分☆☆☆☆☆

这本书真的彻底改变了我对低功耗蓝牙开发的理解。我之前一直觉得BLE是个神秘且难以捉摸的技术，光是看看官方文档就头大。但这本书从最基础的概念讲起，循序渐进，一点点地剥开了BLE的神秘面纱。它不仅解释了 BLE 的工作原理，还深入剖析了其核心协议栈，例如 GATT、ATT、L2CAP 等等，每个部分都讲解得非常透彻。我特别喜欢作者用大量生动的比喻和图示来解释那些抽象的概念，这让我在学习过程中感到轻松很多，不再是枯燥的技术堆砌。而且，书中还提供了很多实际的应用案例，从简单的传感器数据传输到复杂的设备配对，让我能快速地将理论知识应用到实践中。对于我这种初学者来说，这本书就像一个经验丰富的导师，指引我一步步走向精通。它不是那种看完就忘的书，很多细节我都记在了脑子里，下次遇到问题，脑海中总会浮现书中的讲解，感觉自己真的掌握了这门技术，而不仅仅是看过。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对物联网技术非常感兴趣的爱好者，之前尝试过一些DIY项目，但始终觉得在无线通信方面缺少一门深入的知识。这本书的出现，让我眼前一亮。它以一种非常易懂的方式介绍了低功耗蓝牙技术，即使是没有深厚编程背景的读者也能轻松理解。我特别喜欢书中关于BLE如何工作以及它在物联网领域应用的讲解，这让我对BLE有了全新的认识。书中的案例分析非常贴近生活，例如智能家居、可穿戴设备等，让我能够直观地感受到BLE技术的强大。而且，它还提供了一些基础的开发示例，这对于想要开始自己动手实践的初学者来说，是非常有价值的。这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一扇通往物联网世界的大门，它激发了我更多的学习热情和创造力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名嵌入式系统开发者，我一直对低功耗蓝牙技术充满好奇，但苦于找不到一本既系统又实用的入门书籍。这本书的出现，简直是及时雨！它没有那些令人望而却步的专业术语，而是以非常友好的方式介绍了BLE的基本概念。我最喜欢的是它循序渐进的讲解方式，从BLE是什么、为什么需要它，到它的基本架构和通信模型，都解释得清晰明了。书中的代码示例非常实用，并且涵盖了各种常见的BLE应用场景，这让我能够很快地将所学知识转化为实际的开发技能。而且，这本书在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，每一次概念的引入都伴随着相关的应用场景和代码演示，这极大地提高了我的学习效率。我再也不用在网上零散地搜索零散的BLE知识了，这本书就像一个完整的知识体系，让我能够系统地学习和掌握BLE开发。

评分☆☆☆☆☆

哇，这本书简直是为有经验的BLE开发者量身定做的！我一直在寻找一本能够深入探讨BLE高级主题和最佳实践的书籍，而这本《低功耗蓝牙开发权威指南》完全超出了我的预期。它并没有停留在基础层面，而是直接切入了性能优化、功耗管理、安全性和互操作性等关键领域。我特别欣赏书中关于如何设计高效BLE服务的章节，那里详细阐述了数据传输效率、连接建立速度和休眠策略等方面的技巧。此外，书中对BLE安全机制的讲解也让我大开眼界，特别是关于加密、认证和数据完整性的讨论，这对于开发需要高度安全性的物联网应用至关重要。我甚至在书中找到了关于如何处理不同BLE版本之间兼容性问题的宝贵建议。这本书的深度和广度都令人惊叹，它让我意识到，成为一名真正的BLE专家，需要掌握的远不止是API调用。它为我提供了处理复杂BLE项目所需的知识和信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于“指南”二字，它更像是一位经验丰富的技术顾问，为我揭示了低功耗蓝牙开发的诸多“坑”与“技巧”。我尤其赞赏书中对于BLE协议栈底层细节的深入剖析，这对于理解BLE的运行机制至关重要。例如，关于Advertising、Scanning、Connection过程中的状态转换，以及不同Profile和Service的实现原理，书中都有详尽的阐述。我从中学到了如何通过优化Advertising间隔和数据包来提高通信效率，以及如何合理利用 GATT 服务的层级结构来组织数据。书中还提供了大量关于如何调试BLE问题的实用技巧，这在实际开发中是无价的。很多时候，BLE设备的连接问题或数据传输异常，往往是因为对协议细节理解不够透彻。这本书填补了我在这方面的知识空白，让我能够更自信地解决遇到的技术难题。

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好书， 很不错

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包装精美，商品与描述一样。x

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不错，非常不错，学习学习

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不错的赞赞赞书，很好的书，赞赞赞

评分☆☆☆☆☆

好书

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刚开始看介绍以为那位大牛写的！看实际内容：高大上，动不动以标准的口吻。。。感觉写作风格为国内人，假大空。。。那怕写一点点实际运用也行啊。结果无。。。。。。。。

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学习一下蓝牙技术

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太浅，没什么用，不去看协议。

评分☆☆☆☆☆

技术学习的，参考一下