Bluetoothの40 BLEプロトコルスタックの研究TI CC2540 CC2541 OSAL

1.ブルートゥース：

サポートAは、近距離無線通信技術、2.4GHz帯での主な仕事です。今、5つのバージョン1.1,1.2,2.0,3.0,4.0（4.1）に分け、3つのデバイスは、人気の伝統ブルートゥース（BluetoothはBRと呼ぶ）で、今のBluetooth低エネルギーBLE、ブルートゥース4.0と呼ばれる低消費電力のBluetooth（bluetoothSmartご利用いただけます（BluetoothSmartReady即ち、BR + BLE））

従来のブルートゥースブルートゥース4.0、Bluetoothの低エネルギーと高速Bluetoothの3つの従来の合成B。（ - >サポート（BLE）とデュアルモード - >サポート（BLE + BR）SM）2つの一般的なモードではあります。私たちは、CC2540シングルモードチップを使用しています。

BLEのBluetooth（ブルートゥース低エネルギーブルートゥース低エネルギー）4.0定義二つのバンド2.4GHzの（16のチャンネル896 / 915MHzの（896M 915M 10チャネルのチャネル）、27チャネルの合計C。

速度：最大1Mbpsでサポートショートパケットデータレート。すべての接続は、超低デューティ・サイクルを達成するために、ブルートゥース2.1呼吸添加減速モード（スニフサブレート）であります

FH：Bluetoothの仕様適応周波数ホッピング

メイン制御：よりインテリジェントには、長い眠りとアクションを実行する前に、必要なときにだけ目を覚ますことができます。

遅延：接続を可能にし、データ伝送が3msの中で提供されます。

範囲：変調指数の増加、100メートルの最大範囲

堅牢性：すべてのパケットは24bitCRCチェックされています。最大値を確保するための干渉に耐えます。

セキュリティ：データパケットの暗号化と認証のためのAES128 CCM暗号化アルゴリズム。

トポロジー：各パケットは32ビットアドレッシングのそれぞれで受信され、理論的には、10億台のデバイスに接続することができます。一つの接続を接続するための、そして多くの新しいトポロジをサポートしています。

40チャンネルのDブルートゥース4.0合計は、2.4GHz帯に放送情報に0.12.39三つのチャネルが分配されます。

細心の注意を引き付けるに4.0低消費電力のBluetooth E。アップグレードされたバージョン3.0、3.0を超えるパワー、作動可能に長い距離にリンクされている低コスト、低遅延3msの、ある、AES-128暗号化。

2.BLE

。ブルートゥース4.0仕様の一種は、最大7つの前記マスター周辺機器、低消費電力、低遅延、低スループットにあります。

B。

デバイスステータスの6種類

待機状態（スタンバイ）と、送信装置は、データを送信しない、そして何もに接続されていません

放送状態（広告主）：定期的に放送状態

スキャンステータス（スキャナ）：積極的な設備を放送している探し

リンク初期化状態（イニシエータ）：走査装置への接続を開始します。

マスター装置（マスタ）：マスタ・デバイスのような他のデバイスに接続します。

スレーブ（スレーブ）：他の装置にスレーブデバイスとして接続。

ファイブ動作状態

レディ（スタンバイ）、放送（広告）、モニタスキャン（スキャン）は、接続された接続（開始）を、開始（接続）

デバイスタイプ4種類の

（多くの場合、クライアントなど）Cnetralホスト：携帯電話など、PC

（多くの場合、サービスの終了など）周辺スレーブ：心拍メーター、血糖測定器

オブザーバーオブザーバー：

放送放送局：

接続プロセス：

ペリフェラルオープンブロードキャスト - >中央の放送からスキャン - >スキャン要求を受けた周辺Centralは、ペリフェラルCentralは、スキャン応答データを送信します - >中央が周辺機器への接続を開始 - >通信を開始します。

C。BLE接続パラメータ（接続確認応答信号されたConnectionEventが== - >デバイスがスリープ状態にあるほとんどの場合は、各パケットのConnectionEventマスタによって開始され、応答よだれ）

パラメータ1：接続Interva - 1.25ms期間、最小7.5ms、最大4S単位中の2つの間にされたConnectionEvent> Lアイドル値。

パラメータ2： - ：0から499スレーブ遅延は>よだれ装置がされたConnectionEvent、鳴っの値の特定の番号をスキップし、送信するデータがありません。

パラメータ3：監督タイムアウト - >タイムアウト、すなわち、2つの通信装置は、コネクタの接続に起因する値が自動的に切断され、現時点では発生しません。範囲（10msの----- 32S）が、以下の基準のパラメータ3> =パラメータ1 *（2 + 1パラメータ）を満たす必要があります。

D。互換性

BLEプロトコル構造

構造は、（3層に分割することができます

à制御層（コントローラ）（HCI、LL、PHY））

（L2CAP、SM、ATT、ガット、GAP）Åプロトコル層（ホスト）

（GATTプロファイルとGAPの役割/セキュリティプロファイル）àアプリケーション層（APP）

層論理ユニット

PHY物理層◎：主回路部と無線周波数

LL àリンク制御層：物理層を制御するためには、計算によって提供され

HCI通信A層：標準化されたインタフェースを提供し、ホストコントローラに、API層を制御するソフトウェアまたはハードウェアUART SPI USBインタフェースによって実現されてもよいです

L2CAP à論理リンク制御とアダプテーションレイヤ：イベントとベースバンドプロトコルの上に位置する論理リンク接続を配布する責任を負います。

L2CAPは、上部自由に接続指向データサービスとの接続を提供します。その特徴は次のとおりプロトコルは能力、パケットの分割を多重化および再アセンブリ、およびデータセットを抽出します。L2CAPは、64バイトまでのデータパケットを送受信するために、より高いレベルのプロトコルおよびアプリケーションを許可します

SMセキュリティサービス層à：セキュリティとデータ交換リンクを達成するために、鍵のペアが発行されます

ATT属性レベルà：BLEは非常に重要なものである、すべてのデータは、この層を通過し、表示属性サーバと呼ばれるには、クライアントがペアと呼ばれます。ホスト装置は、サーバもクライアントになることができますすることができ

クライアントとサーバーは、属性フォームにあり、データはサービス終了の存在、二つの役割を提供し、クライアントの場所は、サーバー側のデータを操作するために読み取りまたは書き込みの方法に

GATTは ATTのサービスフレームワークを使用して定義されたA

プロファイル（プロファイル）構造のガット規定。プロファイルまたはサービス利用の全てでBLEのデータブロックが呼び出され、「特性」の特性、より具体的に基づくクラスにデータ伝送の性質に応じて洗練されたとマークされATT層UUID（ATT各クラスは、独自のを持っていますUUID）

GAPデバイス発見のために使用主にA、接続確立、ブロードキャスト送信と受信のいくつかの制御

APPの層：プロファイルは、特定の環境で定義され、また、同じUUIDを持っています

用語集

<BR>プロフィール：仕様として理解することができ、Bluetoothは、そのような心拍数モニターとして組織プロファイルのシリーズを提供し、同様に抗失われました。各プロファイルには、複数のサービスに含まれます

サービス：サービスは、サービス（例えば、サービス料金情報、システム情報サービス、等）サービスの特徴を複数含む各々が、BLE複数の値によってスレーブとして理解することができます。特徴値はベル対象である（例えば：機械におけるプロファイルから点の量の80％、そうホストは電力の値のこの意志特性特徴の存在により80％てデータを読み取ることができます）

特徴：値の特徴は、メインの通信機はすべて、ラベルとして理解することができるから特徴によって達成され、あなたが望む結果を得るか、またはこのタグによって書かれたことができます

UUID：私たちはサービスと特徴を述べてきた統一識別コードは、識別するための一意のUUIDが必要です。

CC2540