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低功耗蓝牙作为物联网重要无线连接技术，使用场景越来越丰富，国内厂商也在加速布局，除去传统蓝牙芯片企业积极转型或拓展新板块，低功耗蓝牙创业公司也如雨后春笋般萌发。尽管国外低功耗蓝牙芯片发展较早占据优势，但国外产品普遍价格昂贵，且面临着继续开发难度大、国内本土化服务不足等劣势，为国内企业进入低功耗蓝牙芯片领域创造了机会。
国内传统蓝牙厂商出货的ble蓝牙芯片的普遍集中在低端BLE上，版本在4.2及以下，近两年才开始转型布局BLE5.0，但主要还是应用在蓝牙音频上的双模低功耗蓝牙芯片，少数厂商开发具有蓝牙mesh和室内定位等功能的单模蓝牙透传芯片。在2016年以后才陆续研发高端BLE，近两年有部分BLE蓝牙芯片5.0产品出货，但量还不算大。
国内BLE厂商及主要产品
国内低功耗蓝牙厂商，比如富瑞坤、上海巨微、奉加微、联睿微、桃芯科技结合中国企业的需求，开发本土化程度更高的低功耗蓝牙芯片。能够开发功耗极低，连接稳定性高的BLE芯片，并且能有效控制成本的厂商才有机会开拓市场，和下游应用厂商紧密合作，从而在市场中占有一席之地。因此具备较强技术研发能力，能够进行极强低功耗设计和性能设计的高端BLE厂商是重点关注对象。上海巨微代理商英尚微提供样品及技术支持。
芯片设计产业转移大势所趋，多重驱动使得国内低功耗蓝牙厂商实现进口替代确定性高。随着中国对集成电路产业政策支持发力，以及为了抵御中美贸易摩擦带来IC供应链风险等外部因素；还有国内物联网发展带来蓝牙终端市场的巨大需求刺激，以及国内芯片设计优秀人才变多等内部因素；蓝牙厂商逐渐向内地转移，高端低功耗蓝牙作为一个好赛道，国产替代是一个必然。
在全球可穿戴设备、物联网细分市场增势良好的激励下，低功耗蓝牙应用增长空间巨大，预计2023年将达到65亿美元。中国作为低功耗蓝牙芯片的重要市场，急需国内公司布局高端低功耗蓝牙，更好地解决国内终端应用厂商定制化需求，从而实现进口替代。
1.介绍
蓝牙是一种短距离的无线通信技术，可以实现固定设备、移动设备之间的数据交换。一般将蓝牙分为两大类，蓝牙3.0规范之前的版本称为传统蓝牙，蓝牙4.0规范之后的版本称为低功耗蓝牙，也就是常说的BLE（Bluetooth Low Energy）。
本文主要讲解的是Android设备与BLE设备之间的通信，Android 从4.3版本（API Level 18）开始支持BLE通信。
2.开发流程
首先要判断当前的Android设备是否支持蓝牙，如果支持则再判断当前蓝牙是否处于开启状态，如果未开启则发送广播通知系统开启蓝牙，蓝牙开启后开始搜索周围的蓝牙设备，注意搜索一定要设置超时处理，搜索到指定蓝牙设备后停止搜索任务。
此时可以以列表的形式供用户选择需要连接的设备，或者内部自动连接特定的设备，连接成功后，搜索此蓝牙设备提供的服务（特性、描述符的集合），搜索完成后设置一些对应的参数，即可与蓝牙设备进行通信了。
3.相关API
看下我们在开发过程中需要用到的一些API：
- 1.BluetoothAdapter
本地蓝牙适配器，用于一些蓝牙的基本操作，比如判断蓝牙是否开启、搜索蓝牙设备等。
- 2.BluetoothDevice
蓝牙设备对象，包含一些蓝牙设备的属性，比如设备名称、mac地址等。
- 3.BluetoothProfile
一个通用的蓝牙规范，设备之间按照这个规范来收发数据。
- 4.BluetoothGatt
蓝牙通用属性协议，定义了BLE通讯的基本规则，是BluetoothProfile的实现类，Gatt是Generic Attribute Profile的缩写，用于连接设备、搜索服务等操作。
- 5.BluetoothGattCallback
蓝牙设备连接成功后，用于回调一些操作的结果，必须连接成功后才会回调。
- 6.BluetoothGattService
蓝牙设备提供的服务，是蓝牙设备特征的集合。
- 7.BluetoothGattCharacteristic
蓝牙设备特征，是构建GATT服务的基本数据单元。
- 8.BluetoothGattDescriptor
蓝牙设备特征描述符，是对特征的额外描述。
4.代码实现
需用用到的权限：
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
当蓝牙连接成功后，会回调BluetoothGattCallback中的onConnectionStateChange方法，但是此时还不能与蓝牙设备进行通信，还需要调用BluetoothGatt中的discoverServices方法搜索蓝牙设备提供的服务，也就是我们上文中提到的BluetoothGattService，搜索完成后会回调BluetoothGattCallback中的onServicesDiscovered方法，这时就轮到setBleNotification方法大显身手了。
首先通过一个UUID获取到蓝牙设备提供的服务（BluetoothGattService），这个UUID是由硬件程序定义的，开发的过程中看文档就可以了，获取到服务后，再通过一个UUID获取到蓝牙设备的特征（BluetoothGattCharacteristic），然后再获取设备特征的描述符（BluetoothGattDescriptor），设置在蓝牙设备数据改变时，主动通知App，此时回调BluetoothGattCallback中的onCharacteristicChanged方法，通过characteristic.getValue()可以获取到通知的数据。
在BluetoothGattCallback还有很多回调方法，都是与BluetoothGatt的操作相对应的
应用启动后首先检测当前设备蓝牙是否可用，以及蓝牙是否开启，然后开始搜索蓝牙设备，注意一定要设置搜索的超时时间，将搜索到的蓝牙设备信息存到一个集合中，搜索时间为10s。
然后绑定BleService，以便调用Service中的方法，同时再通过startService的方式开启服务，这样Activity被销毁后service依旧可以运行。
接下来再注册一个广播接收器，接收service发来的消息并做一些处理，这时在蓝牙设备列表中点击你想要连接的设备就可以正常通信了。
在产品需求中，一般应用都是长时间连接一个硬件设备，比如手环，此时就需要做一些特殊处理，比如蓝牙连接断开后主动搜索之前已经连接的设备，或者应用运行过程中手机蓝牙被关闭之后的处理等。
蓝牙由蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。
Nordic S132 High-performance Bluetooth Low Energy protocol stack
SoftDevice S132 is a high-performance Bluetooth® Low Energy protocol stack for the nRF52810 and nRF52832 System-on-Chips (SoCs). It supports up to 20 concurrent links in all roles (Broadcaster, Central, Observer, Peripheral). It is Bluetooth 5.1 qualified and supports the following Bluetooth features: high-throughput 2 Mbps, Advertising Extensions and channel selection algorithm #2 (CSA #2). The number of connections and bandwidth per connection are configurable, offering memory and performance optimization.
一、关于蓝牙4.0
蓝牙4.0标准包含两个蓝牙标准，准确的说，是一个双模的标准，它包含传统蓝牙部分（也有称之为经典蓝牙Classic Bluetooth）和低功耗蓝牙部分（Bluetooth Low Energy）。这两个部分适用于不同的应用或者应用条件。传统蓝牙是在之前的1.0.1.2，2.0+EDR,2.1+EDR,3.0+EDR等基础上发展和完善起来的，低功耗蓝牙是Nokia的Wibree标准上发展起来的。
传统蓝牙可以用与数据量比较大的传输，如语音，音乐，较高数据量传输等，低功耗蓝牙这样应用于实时性要求比较高，但是数据速率比较低的产品，如遥控类的，如鼠标，键盘，遥控鼠标(Air Mouse)，传感设备的数据发送，如心跳带，血压计，温度传感器等。传统蓝牙有3个功率级别，Class1,Class2,Class3,分别支持100m,10m,1m的传输距离，而低功耗蓝牙无功率级别，一般发送功率在7dBm，一般在空旷距离，达到20m应该是没有问题的。
所以蓝牙4.0是集成了传统蓝牙和低功耗蓝牙两个标准的，并不只是低功耗蓝牙。
蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案，较3.0版本更省电、低成本和跨厂商互操作性、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等；蓝牙4.0可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。通常用在蓝牙耳机、蓝牙音箱、计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等设备上，大大扩展蓝牙技术的应用范围。该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。
蓝牙4.0支持两种部署方式：双模式和单模式。
双模式中低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。
单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。超低的峰值、平均和待机模式功耗。
速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式(sniff subrating)来达到超低工作循环。
跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4GHz ISM频段无线技术的串扰。
主控制：更加智能，可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。
延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。
范围：提高调制指数，最大范围可超过100米（根据不同应用领域， 距离不同）。
健壮性：所有数据包都使用24-bitCRC校验，确保最大程度抵御干扰。
安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。
拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。
二、关于蓝牙BLE
BLE是蓝牙低能耗的简称（Bluetooh Low Energy）。蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。
蓝牙低能耗架构共有两种芯片构成：单模芯片和双模芯片。蓝牙单模芯片可以和其它单模芯片及双模芯片通信，此时后者需要使用自身架构中的蓝牙低能耗技术部分进行收发数据。双模芯片也能与标准蓝牙技术及使用传统蓝牙架构的其它双模芯片通信。
双模芯片可以在目前使用标准蓝牙芯片的任何场合使用。这样安装有双模芯片的手机、PC、个人导航设备(PND)或其它应用就可以和市场上已经在用的所有传统标准蓝牙设备以及所有未来的蓝牙低能耗设备通信。然而，由于这些设备要求执行标准蓝牙和蓝牙低能耗任务，因此双模芯片针对ULP操作的优化程度没有像单模芯片那么高。
单模芯片可以用单节钮扣电池(如3V、220mAh的CR2032)工作很长时间(几个月甚至几年)。相反，标准蓝牙技术(和蓝牙低能耗双模器件)通常要求使用至少两节AAA电池(电量是钮扣电池的10至12倍，可以容忍高得多的峰值电流)，并且更多情况下最多只能工作几天或几周的时间(取决于具体应用)。注意，也有一些高度专业化的标准蓝牙设备，它们可以使用容量比AAA电池低的电池工作。