什麼是藍芽4.0, 藍芽其他標準又是什麼

低功耗藍芽(Low Energy; LE)，又視為Bluetooth Smart或藍芽核心規格4.0版本。其特點具備節能、便於採用，是藍芽技術專為物聯網(Internet of Things; IOT)開發的技術版本。

所以它最主要的特點是低功耗，普及率高。現在所說的藍芽裝置，大部分都是在說4.0裝置，ble也特指4.0裝置。 在4.0之前重要的版本有2.1版本-基本速率／增強資料率(BR/EDR)和3.0 高速藍芽版本，這些統稱為經典藍芽，

4.0還有4.1101和4.2的小版本，其中4.2版本對傳輸速率做了進一步他提升，提高了2.5倍，蘋果從iphone6開始使用4.2

最新的藍芽標準為藍芽5.0

其中最大的特點連線範圍擴大了4倍，速度又提高了2倍，無連線資料廣播能力提高了8倍，增加了藍芽組網的能力。2017年才開始有晶片出廠，我和Ti，nordic工程師有聊過，他們的5.0晶片都已經完成，準備量產。

應用側iOS，android作業系統支援的藍芽協議

蘋果從iphone4s,ipad3,pod touch 5開始支援藍芽4.0,android從4.3以上系統開始支援4.0，此外，蘋果從iphone 6開始，支援藍芽4.2協議，提高了資料傳輸速度。就如前面所說的，提高大約2.5倍。

藍芽5.0很期待，不過要普及到手機和其他智慧裝置上，可能還需要等上幾年。

藍芽開發必須知道的概念

central和peripheral

藍芽應用開發中，存在兩種角色，分別是central和peripheral(pə’rɪfərəl) ,中文就是中心和外設。比如手機去連線智慧裝置，那手機就是central，智慧裝置就是peripheral。大多時候都是central去連線peripheral的場景，所以我們就來說他的流程

廣播和連線

peripheral會發出廣播(advertisement:ædvɚ’taɪzmənt),central掃描到廣播後，可以對裝置進行連線，發出connect請求，peripheral接收到請求後，同意連線後，central和peripheral就建立了連線。

連線後的操作

write，read，notify，indecate， response or not … 這個在後面詳細說

indecate和notify的區別就在於，indecate是一定會收到資料，notify有可能會丟失資料（不會有central收到資料的迴應），write也分為response和noresponse，如果是response，那麼write成功回收到peripheral的確認訊息，但是會降低寫入的速率。

協議

每個具體的智慧裝置，都約定了一組資料格式，這個就是資料協議，例如手環中獲取到資料0X001023，其中第2位到第5位表示步數，那麼就2310就是步數的16進位制的資料，轉換成10進位制就是8976步，需要注意的是，裝置端都是小端模式，所以取4位時候，高位元組在前低位元組在後

藍芽應用的一般開發流程

已iOS為例，android也和這個是類似的。

1. 建立中心角色
2. 掃描外設（discover）
3. 連線外設(connect)
4. 掃描外設中的服務和特徵(discover) 
   
   • 4.1 獲取外設的services
   • 4.2 獲取外設的Characteristics,獲取Characteristics的值，獲取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值
5. 與外設做資料互動(explore and interact)
6. 訂閱Characteristic的通知
7. 斷開連線(disconnect)

藍芽的資料互動

write，read，notify，indecate， response or not … 讀寫大家都是容易理解的，indecate和notify對應的是長連線，建立indecate後，peripheral可以隨時往central傳送資料。

indecate和notify的區別就在於，indecate是一定會收到資料，notify有可能會丟失資料（不會有central收到資料的迴應），write也分為response和noresponse，如果是response，那麼write成功回收到peripheral的確認訊息，但是會降低寫入的速率。

對於一個charateristic，他的讀寫訂閱的許可權是peripheral決定的，熟悉可以被同時設定，一般會根據外設的功能來決定。

藍芽ota DFU

藍芽ota,DFU（Device Firmware Update）指的是藍芽裝置的韌體升級，其實是一整套流程，不同的藍芽晶片，ota的流程有不同之處，我這裡用ti的晶片舉例。步驟為：切系統(bootloader mode)，重啟，傳輸資料，驗證資料，切系統，重啟，完成。

其中資料傳輸也會分成很多節去傳送，沒法送一段資料，做一次資料校驗。

ota存在的問題

以TI的晶片舉例，他需要可以存2個image，資料傳輸時候需要的空間比較大，而每個智慧裝置的速率，功耗，儲存都會有很多限制，導致很多裝置會自己去實現ota的功能，自定義流程和資料傳輸方式，導致許多裝置都是有自己私有的ota模式和協議，所以在做開發的時候，要仔細閱讀裝置協議中對ota的描述。

藍芽開發中的常見的問題和坑

應用如何做自動重連

其實自動重連比想象的要簡單許多，無論是android還是ios端，只需要在裝置斷開連線的委託方法中，重新呼叫gatt.connet或者是centralManager.connet方法就可以了，無論當時裝置是否有點，是否在周圍，當裝置再次開會或者連線到可連線範圍內，都會自動被連上，就是這麼簡單。

連線失敗處理

分兩個平臺來說，iOS端也有連線失敗的委託，但是好像幾乎不會發生這種情況，至少我從來沒遇見過，而對於同款裝置，android常常會出現連線失敗的情況，status != BluetoothGatt.GATT_SUCCESS ，android端開發請不要把連線失敗和斷開連線放在一塊處理，因為斷開連線可以直接嘗試重新連線，而連線失敗後嘗試重新連線，需要加一些延時，並且需要gatt.close，清空一下狀態，否則會把gatt阻塞導致手機不重啟藍芽就再也無法連線任何裝置的情況。

後臺執行

iOS後來執行，需要裝置中info.Plist許可權，key:Required background modes ,value: bluetooth-central(手機作為central) , bluetooth-peripheral（手機作為外設） 參考連結

同時連線多個裝置

android很簡單，建立多個gattCallback，每個gattCallback單獨管理裝置連線後的操作，而iOS也最好不要建立多個CBCentralManager,多個CBCentralManager理論上可以用，但是會存在多個手機版本存在不同的行為，還有一些很容易出錯的問題，這塊內容不細說了。使用同一個CBCentralManager，通過進入委託的peripheral的identifier區分不同的裝置，進行不同的操作和處理。 在阿里的smurfs藍芽模組中，我使用了一個dispatcher去分發每個連線裝置的事件到不同例項中進行處理。

掃描廣播包

所有外設，只有在發出廣播包的情況下，才能被central發現，絕大多數情況下，外設被連線後就不會發出廣播（也有例外），很多人遇到無法找到裝置的問題，大多屬於這種情況。 重複掃描問題——————

提高藍芽連線速度

無論是iOS，還是android，都可以通過已繫結的裝置，在不開啟掃描的情況下進行快速連線，iOS需要的引數是peripheral的identifier，android需要mac地址。但android和iOS還是有一些區別的，比如iOS不能拿到已繫結的裝置list，但是可以通過UUID去拿到peripheral的例項。而android可以拿到已繫結的裝置list。android繫結過程需要手動呼叫createBond的方法，而iOS在連線成功一次後會自動繫結。 android在處理createBond時，常常會應為不同手機平臺，不同裝置，會產生相容性的問題，這點需要注意。

定向掃描

在掃描時候可以傳入serviceUUID，這樣可以掃描到特定條件的裝置，提高掃描的速度，排除干擾。

如何獲取mac地址

android可以直接通過getAddress得到mac地址，而iOS出於蘋果的安全策略問題，無法直接獲得mac地址，只能得到一個mac地址換算出來的identifier。不過在智慧裝置開發時，一般都會考慮到這個問題，大多數智慧裝置會把mac地址儲存在廣播資料中，不同裝置可能會存在不同的位置。

Babybluetooth藍芽庫的使用

Babybluetooth是iOS的藍芽庫的封裝，iOS藍芽委託層級特別討厭，一個委託接著一個委託，比如先進入掃描的委託，在進入連結的委託，在進入連線成功，發現服務，發現特徵，讀寫操作，一套操作被拆分的很散，容易出錯，程式碼不易維護，上手慢等缺點，Babybluetooth對CoreBluetooth進行了封裝，把委託回撥進行方法呼叫的方式，改成了鏈式方法順序呼叫，直接呼叫baby.enjoy()方法，完成一整套操作。簡化了上手難度和程式碼維護成本。現在開源在github上，有2300個star，藍芽庫中排名第一。