关于低功耗蓝牙技术连接的技术细节.doc

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1、关于低功耗蓝牙技术连接的技术细节　　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1CONNECT_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

2、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“

3、合同”中的各项条款逐条进行分析（如图2所示）。　　　　图2LLData示意图　　（1）接入地址（AA：AccessAddress）　　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

4、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。

5、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&TImes;1.25ms。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transmitWindowSize=WinSize&TImes;1.25ms。　　因此，在CONNECT_REQ之后，第一个由master发送到s

6、lave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（1.25ms+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”

7、。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×1.25ms，connInterval的取值范围则是在7.5ms至4s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

8、。　　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