Bluetooth Low Energy: The Developer's Handbook

یک انحراف اساسی از فناوری بلوتوث مرسوم، بلوتوث کم انرژی (BLE) کاربردهای بی سیم را در صنایع مختلف از مراقبت های بهداشتی گرفته تا حمل و نقل امکان پذیر می کند. BLE با یک باتری به اندازه سکه کار می‌کند و می‌تواند سال‌ها به طور قابل اعتماد کار کند و همه چیز را از دستگاه‌های شبکه شخصی گرفته تا سنسورهای نسل بعدی را متصل و گسترش دهد. اکنون، یکی از توسعه دهندگان پیشرو این استاندارد، اولین مقدمه جامع و قابل دسترس برای BLE را برای هر توسعه دهنده، طراح و مهندس سیستم نوشته است.

رابین هیدون، یکی از اعضای تالار مشاهیر بلوتوث SIG، گرد هم آمده است اطلاعات ضروری که قبلاً در اسناد استانداردهای متعدد پراکنده شده بود، به اشتراک گذاشتن زمینه و بینش های تخصصی مورد نیاز برای اجرای سیستم های کاری با کارایی بالا. او ابتدا اهداف طراحی BLE را مرور می کند، توضیح می دهد که چگونه آنها تصمیمات کلیدی معماری را هدایت می کنند، و مدل های استفاده نوآورانه BLE را معرفی می کند. در مرحله بعد، او به طور کامل نحوه کار دو بخش اصلی BLE، کنترل‌کننده و میزبان، با هم را پوشش می‌دهد و سپس به مسائل کلیدی مربوط به امنیت و نمایه‌ها از طریق آزمایش و صلاحیت می‌پردازد. این دانش امکان ایجاد دستگاه های Bluetooth Smart و Bluetooth Smart Ready را فراهم کرده است.

این راهنما همراهی ضروری برای اسناد استانداردهای رسمی BLE است و برای هر حرفه ای فنی و تصمیم گیرنده با در نظر گرفتن BLE، برنامه ریزی محصولات BLE، یا تبدیل طرح ها به سیستم های کاری.

موضوعات شامل

• انواع دستگاه BLE، اهداف طراحی، اصطلاحات و مفاهیم اصلی است
• معماری: کنترلر، میزبان، برنامه‌ها و تقسیم‌های پشته
• مدل‌های استفاده: تشخیص حضور، پخش داده، مدل‌های بدون اتصال و دروازه‌ها
• لایه فیزیکی: مدولاسیون، باند فرکانس، کانال‌های رادیویی، توان، تحمل، و برد
• تست مستقیم حالت: تست فرستنده گیرنده، رابط های سخت افزاری و HCI
• لایه پیوند: ماشین حالت، بسته ها، کانال ها، پخش، رمزگذاری و بهینه سازی
• HCI: رابط های فیزیکی/منطقی، تنظیم کنترلر، و مدیریت اتصال
• L2CAP: کانال ها و ساختار بسته و کانال‌های سیگنالینگ LE
• ویژگی‌ها: گروه‌بندی، خدمات، ویژگی‌ها و پروتکل‌ها
• امنیت: جفت‌سازی، پیوند و امضای داده‌ها
• نمایه‌های دسترسی عمومی : نقش‌ها، حالت‌ها، رویه‌ها، حالت‌های امنیتی، تبلیغات داده‌ها، و خدمات
• برنامه‌ها، دستگاه‌ها، خدمات، نمایه‌ها و تجهیزات جانبی
• آزمایش/صلاحیت: شروع پروژه‌ها، انتخاب ویژگی‌ها، برنامه‌ریزی ، آزمایش، انطباق و موارد دیگر

A radical departure from conventional Bluetooth technology, Bluetooth low energy (BLE) enables breakthrough wireless applications in industries ranging from healthcare to transportation. Running on a coin-sized battery, BLE can operate reliably for years, connecting and extending everything from personal area network devices to next-generation sensors. Now, one of the standard’s leading developers has written the first comprehensive, accessible introduction to BLE for every system developer, designer, and engineer.

Robin Heydon, a member of the Bluetooth SIG Hall of Fame, has brought together essential information previously scattered through multiple standards documents, sharing the context and expert insights needed to implement high-performance working systems. He first reviews BLE’s design goals, explaining how they drove key architectural decisions, and introduces BLE’s innovative usage models. Next, he thoroughly covers how the two main parts of BLE, the controller and host, work together, and then addresses key issues from security and profiles through testing and qualification. This knowledge has enabled the creation of Bluetooth Smart and Bluetooth Smart Ready devices.

This guide is an indispensable companion to the official BLE standards documents and is for every technical professional and decision-maker considering BLE, planning BLE products, or transforming plans into working systems.

Topics Include

• BLE device types, design goals, terminology, and core concepts
• Architecture: controller, host, applications, and stack splits
• Usage models: presence detection, data broadcasting, connectionless models, and gateways
• Physical Layer: modulation, frequency band, radio channels, power, tolerance, and range
• Direct Test Mode: transceiver testing, hardware interfaces, and HCI
• Link Layer: state machine, packets, channels, broadcasting, encryption, and optimization
• HCI: physical/logical interfaces, controller setup, and connection management
• L2CAP: channels and packet structure, and LE signaling channels
• Attributes: grouping, services, characteristics, and protocols
• Security: pairing, bonding, and data signing
• Generic Access Profiles: roles, modes, procedures, security modes, data advertising, and services
• Applications, devices, services, profiles, and peripherals
• Testing/qualification: starting projects, selecting features, planning, testing, compliance, and more