超低功耗(ULP)藍牙技術規範解析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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金純等著 著

圖書標籤:

• 藍牙
• 超低功耗
• 藍牙低功耗
• ULE
• 藍牙技術
• 無綫通信
• 嵌入式係統
• 物聯網
• 低功耗設計
• 技術規範

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118066784

商品編碼：29595680195

包裝：平裝

齣版時間：2010-05-01

基本信息

書名：超低功耗(ULP)藍牙技術規範解析

定價：25.00元

作者：金純等著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2010-05-01

ISBN：9787118066784

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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相關圖書推薦：《超低功耗（ULP）藍牙技術規範解析》《陣列信號處理的理論和應用（第二版）》《GPS接收機硬件實現方法》

內容提要

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本書對超低功耗藍牙技術原理，重點是其協議體係結構，進行瞭全麵和詳細的闡述，具體包括物理層協議、鏈路層協議、主控製器接口、主機規範以及安全服務規範等內容，並對其應用前景做瞭具體的分析。本書共分為八章。章為短距離無綫通信網絡簡介，介紹瞭常見的幾種短距離無綫通信技術，並對它們的性能進行瞭比較。第二章對超低功耗（ULP）藍牙技術的體係結構進行瞭概述。第三章介紹瞭超低功耗（ULP）藍牙技術物理層規範及功能。第四章介紹瞭ULP藍牙鏈路層規範。第五章對ULP藍牙主機控製接口層規範及其功能進行瞭介紹。第六章介紹瞭ULP藍牙主機規範。第七章介紹瞭ULP藍牙的安全規範。第八章在ULP藍牙發展現狀的基礎上對其應用前景進行瞭展望。

目錄

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章　短距離無綫通信技術簡介
1.1　無綫通信網絡概述
1.1.1 無綫通信網絡的特點
1.1.2　無綫通信網絡的種類
1.2　短距離無綫通信網絡的發展
1.3　典型的短距離無綫通信網絡技術
1.3.1　藍牙
1.3.2　ZigBee
1.3.3 Wi—Fi
1.3.4　IrDA技術
1.3.5 NFC
1.3.6 UWB
1.4　短距離無綫通信網絡的應用
第2章　ULP藍牙係統體係結構概述
2.1　引言
2.2　ULP藍牙技術的價值
2.3　ULP藍牙技術及其前景
2.4　體係結構
2.5　拓撲結構
2.6　工作狀態和工作角色
2.7　設備分類
第3章物理層規範
3.1　頻帶和信道分配
3.2　發射機特性
　　3.2.1　輸齣功率水平
3.2.2　調製特性
3.2.3　寄生輻射
3.2.4　射頻容限
3.3　接收機特性
3.3.1 實際的靈敏度水平
3.3.2　乾擾性能
3.3.3 帶外阻塞
3.3.4　互調特性
3.3.5　大有效電平
3.3.6　參考信號定義
第4章　鏈路層規範
4.1　空中接口協議
4.1.1　ULP藍牙的地址
4.1.2 多址方案
4.1.3　幀間距
4.1.4　設備發現
4.1.5　鏈路層的連接配置
4.1.6　鏈路層連接過程
4.1.7　確認方案
4.1.8　定時要求
4.2　空中接口包的格式
4.2.1　位順序
4.2.2　廣播信道PDU
4.2.3　數據信道PDU一
4.3　比特流的處理
4.3.1 CRC多項式
4.3.2　數據白化
　　……
第5章　主機接口規範
第6章　主機規範
第7章　安全服務規範
第8章　ULP藍牙應用前景
附錄
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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超低功耗（ULP）藍牙技術規範解析：探索無綫連接的新紀元 在這瞬息萬變的物聯網（IoT）時代，無綫通信技術扮演著至關重要的角色。其中，藍牙技術以其廣泛的應用場景、便捷的連接方式以及日益增長的低功耗特性，正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從智能傢居的傳感器網絡，到可穿戴設備的健康監測，再到工業自動化中的設備互聯，對低功耗、高效率無綫通信的需求愈發迫切。 《超低功耗（ULP）藍牙技術規範解析》一書，正是為瞭滿足這一日益增長的需求而應運而生。本書並非對ULP藍牙技術籠統的介紹，而是深入剖析其核心規範，旨在為讀者提供一個清晰、全麵且深入的技術理解框架。本書的核心目標是讓讀者不僅瞭解ULP藍牙“是什麼”，更能理解“為什麼”以及“如何”實現其卓越的低功耗性能。 為何需要ULP藍牙？—— 洞察市場需求與技術演進的必然性 在深入技術細節之前，本書首先會帶領讀者迴顧藍牙技術的發展曆程，並著重分析傳統藍牙技術在麵對日益增長的物聯網應用時所顯現齣的局限性，特彆是其功耗方麵的挑戰。本書將清晰地闡釋： 物聯網應用的特殊性： 物聯網設備往往數量龐大，部署分散，很多設備依賴電池供電，甚至無法進行頻繁的充電或更換電池。因此，功耗是製約其大規模部署和長期穩定運行的關鍵瓶頸。 傳統藍牙的功耗痛點： 傳統藍牙（Classic Bluetooth）在設計之初，主要麵嚮音頻傳輸、數據交換等應用，其連接建立、數據傳輸的機製相對“重”一些，對於需要極低功耗和短時間、小批量數據傳輸的物聯網設備而言，功耗負擔過重。 ULP藍牙的應運而生： 為瞭解決這些痛點，藍牙技術聯盟（SIG）應時而動，推齣瞭專為低功耗優化的ULP藍牙（Bluetooth Low Energy，BLE）。本書將詳細介紹ULP藍牙的齣現，不僅是技術上的革新，更是對市場需求的深刻迴應。它為電池壽命長達數年甚至十年的物聯網設備提供瞭技術基礎。 ULP藍牙核心規範深度解析：構建堅實的技術基石 本書的核心價值在於其對ULP藍牙技術規範的細緻入微的解析。我們將係統地、循序漸進地帶領讀者穿越ULP藍牙的各個技術層麵，確保讀者能夠構建起堅實的技術基石。 1. 體係架構與協議棧： 邏輯架構剖析： 本書將詳細講解ULP藍牙的邏輯架構，包括其核心的主機（Host）和控製器（Controller）的職責劃分。我們將深入探討主機層麵負責應用程序、上層協議和鏈路層管理，而控製器則負責底層的無綫電和鏈路控製。這種分層設計如何有效地實現功耗優化，將是本書分析的重點。 協議棧詳解： ULIP藍牙的協議棧是其實現低功耗和高效通信的關鍵。本書將逐一剖析其關鍵層級： 物理層（Physical Layer）： 介紹ULP藍牙使用的2.4 GHz ISM頻段，以及其特定的調製解調技術（GFSK）。重點分析物理層如何設計以最小化能量消耗，例如短時激活、快速數據傳輸和低占空比操作。 鏈路層（Link Layer）： 這是ULP藍牙實現低功耗的核心。本書將詳細解析鏈路層的核心功能： 連接（Connection）： 詳細解讀ULP藍牙的連接過程，包括廣播（Advertising）和掃描（Scanning）。我們將重點分析廣播數據包（Advertising Packets）的結構，以及掃描請求（Scan Request）和掃描響應（Scan Response）的交互。理解這些過程如何實現快速、低功耗的設備發現至關重要。 主從角色（Master/Slave Roles）： 講解ULP藍牙中的主設備（Master）和從設備（Slave）如何協同工作，以及它們在連接建立和維持過程中的功耗特性。 連接參數（Connection Parameters）： 這是ULP藍牙實現功耗優化的另一大殺器。本書將深入分析連接間隔（Connection Interval）、從機延遲（Slave Latency）、連接超時（Connection Timeout）等關鍵參數的含義、設置以及它們對功耗和通信延遲的影響。讀者將學習如何根據實際應用需求，靈活調整這些參數以達到最佳的功耗與性能平衡。 數據包結構（Packet Structure）： 詳細解析ULP藍牙數據包的各個字段，包括前導碼（Preamble）、訪問地址（Access Address）、協議頭（Protocol Header）、載荷（Payload）等，並分析這些結構設計如何有助於快速解調和降低功耗。 鏈路層狀態機（Link Layer State Machine）： 描繪和解析ULP藍牙鏈路層的各種狀態（如Advertising, Scanning, Connected, Standby等），以及狀態之間的轉換機製，理解設備如何在不同狀態下管理其功耗。 LL層（Link Layer）： 進一步細化鏈路層控製，包括數據包的ACK/NACK機製、重傳機製以及錯誤檢測，並分析這些機製在低功耗場景下的設計考量。 ACL-U / SCO-U / L2CAP： 介紹ULP藍牙如何使用邏輯鏈路控製和適配協議（L2CAP）來為上層協議提供服務，包括通道的建立與管理，以及數據分段與重組。 GATT（Generic Attribute Profile）： 這是ULP藍牙應用層交互的基石。本書將深入解析GATT的架構，包括： 屬性（Attributes）： 講解屬性的定義，包括屬性類型（Attribute Type）、屬性值（Attribute Value）和屬性權限（Attribute Permissions）。 服務（Services）： 詳細介紹服務的概念，以及服務聲明（Service Declaration）和服務包含（Included Services）。 特徵（Characteristics）： 這是GATT最核心的組成部分。本書將詳盡講解特徵的定義，包括特徵聲明（Characteristic Declaration）、特徵值（Characteristic Value）、特徵描述符（Characteristic Descriptors）以及特徵屬性（Characteristic Properties）（如Read, Write, Notify, Indicate等）。理解這些屬性如何定義數據的含義、訪問方式以及數據更新的通知機製，是開發ULP藍牙應用的關鍵。 客戶端/服務器模型（Client/Server Model）： 闡述GATT的客戶端（如手機App）如何通過讀取、寫入和訂閱來與服務器（如傳感器設備）進行數據交互。 預定義的服務和特徵（Pre-defined Services and Characteristics）： 介紹一些ULP藍牙規範中定義的標準服務和特徵，如Heart Rate Service, Battery Service, Device Information Service等，幫助讀者快速理解和實現常見應用。 GAP（Generic Access Profile）： GAP定義瞭設備如何進行設備發現（Discovery）、連接建立（Connection Establishment）和設備配置（Device Configuration）。本書將重點分析GAP的角色（如Broadcaster, Observer, Central, Peripheral），以及它們在ULP藍牙通信中的作用。 2. 低功耗機製的深入剖析： 本書將以“低功耗”為核心，對ULP藍牙的各項設計進行深入剖析。 廣播與掃描的功耗考量： 詳細分析廣播和掃描過程中的占空比（Duty Cycle）如何影響功耗，以及廣播間隔（Advertising Interval）的選擇對功耗和發現延遲的影響。 連接狀態與功耗管理： 深入解析ULP藍牙的睡眠模式（Sleep Mode）和活動模式（Active Mode）。講解設備如何在不進行通信時進入低功耗的睡眠狀態，以及如何快速喚醒以響應通信需求。 數據傳輸的優化： 分析ULP藍牙如何通過短數據包、高效的編碼以及可靠的ACK/NACK機製來最小化無綫傳輸時間，從而降低功耗。 定時器的作用： 講解ULP藍牙中各種定時器（Timers）在功耗管理中的作用，如廣告定時器、連接定時器等。 行為模式的設計： 分析不同的ULP藍牙行為模式（如always-on, infrequent bursts, periodic updates）如何影響功耗，並提供設計指導。 3. 安全性考量： 在物聯網安全日益受到重視的今天，本書也將對ULP藍牙的安全性進行闡述。 配對與綁定（Pairing and Bonding）： 詳細介紹ULP藍牙的配對過程，包括密鑰交換（Key Exchange）和安全連接建立（Secure Connection Establishment）。講解不同的配對方式（如Just Works, Passkey Entry, Numeric Comparison）及其安全性特點。 加密機製（Encryption）： 分析ULP藍牙采用的AES-CCM加密算法，以及其如何保護數據傳輸的機密性（Confidentiality）和完整性（Integrity）。 設備身份驗證（Device Authentication）： 介紹ULP藍牙如何通過識彆地址（Identity Address）和隱私（Privacy）功能來保護設備的身份。 4. 物理層的細節： 射頻（RF）特性： 簡要介紹ULP藍牙的發射功率（Transmit Power）、接收靈敏度（Receiver Sensitivity）以及信道（Channels）等關鍵射頻參數，並解釋這些參數如何與功耗錶現相關聯。 跳頻（Frequency Hopping）： 探討ULP藍牙在2.4 GHz頻段中如何通過僞隨機跳頻來提高抗乾擾能力，並分析其對功耗的影響。 本書的獨特價值與目標讀者： 《超低功耗（ULP）藍牙技術規範解析》並非一本僅僅羅列規範條文的書籍，而是力求深入淺齣，化繁為簡。本書的獨特價值體現在： 體係化的知識構建： 從宏觀架構到微觀細節，本書提供瞭一個完整的ULP藍牙技術知識體係，幫助讀者構建清晰的技術認知。 原理性的深入分析： 避免“知其然，不知其所以然”，本書深入剖析ULP藍牙各項設計背後的原理和考量，特彆是功耗優化的具體實現機製。 實踐導嚮的理解： 通過對規範的詳細解讀，本書為讀者在實際的ULP藍牙設備開發、應用設計以及性能調優方麵提供堅實的技術支撐。 循序漸進的學習路徑： 無論您是初學者還是有一定經驗的工程師，本書都將為您提供一條清晰的學習路徑，從基礎概念逐步深入到高級話題。 本書的目標讀者群體包括： 嵌入式係統工程師： 需要在資源受限的嵌入式設備上實現ULP藍牙通信的工程師。 硬件設計工程師： 負責ULP藍牙芯片選型、射頻設計和功耗優化的工程師。 軟件開發工程師： 需要開發ULP藍牙應用（如手機App、嵌入式固件）的開發人員。 IoT方案設計師： 需要理解ULP藍牙技術特性，並將其應用於物聯網解決方案的設計師。 通信協議研究者： 對無綫通信技術，特彆是低功耗通信技術感興趣的研究人員。 在校學生： 學習物聯網、通信工程、電子工程等相關專業的學生。 通過閱讀《超低功耗（ULP）藍牙技術規範解析》，您將不僅能夠掌握ULP藍牙技術的“硬核”知識，更能深刻理解其在驅動下一代物聯網設備發展中所扮演的關鍵角色。本書將賦能您在快速發展的無綫互聯世界中，設計齣更智能、更節能、更具競爭力的産品。

評分☆☆☆☆☆

作為一名深耕無綫通信領域多年的工程師，我一直在尋找一本能讓我深入理解超低功耗（ULP）藍牙核心機製的書籍。市麵上關於藍牙的書籍琳琅滿目，但真正能觸及ULP技術精髓，從底層協議棧到具體實現細節娓娓道來的卻不多。尤其是對於藍牙低功耗的功耗優化策略，我總覺得隔靴搔癢，缺乏係統性的梳理和深入的剖析。我渴望的是一本能解答“為什麼”和“如何做”的書，而不僅僅是羅列API和功能。我希望它能帶領我穿越繁雜的術語，直達ULP藍牙設計的核心邏輯，讓我能真正理解如何在有限的能量預算下，設計齣高性能、長續航的物聯網設備。這本書，我期望它能成為我手中不可或缺的案頭寶典，幫助我攻剋實際項目中的功耗難題，提升産品的競爭力。我希望能看到作者是如何將抽象的協議規範，轉化為具體可行的設計指南，並且能夠提供一些實際的案例分析，讓我能夠舉一反三，觸類旁通。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最近在琢磨著如何讓我的智能傢居産品在不犧牲用戶體驗的前提下，盡可能地延長電池壽命，這讓我對ULP藍牙技術産生瞭濃厚的興趣。我希望這本書能提供一個非常清晰且易於理解的框架，來闡述ULP藍牙的功耗管理機製，從物理層到應用層的每一個環節，都應該有詳細的講解。我尤其關心它如何解釋數據包的結構、連接間隔的設置、廣播的優化等關鍵點，以及這些設置如何直接影響到功耗。如果能包含一些實際的功耗分析圖錶和性能測試數據，那就再好不過瞭。我期待這本書能像一個經驗豐富的導師，一步步引導我掌握ULP藍牙設計的奧秘，讓我能夠自信地進行功耗優化，並為用戶帶來更齣色的産品體驗。同時，我希望書中能提供一些實用的調試技巧和工具介紹，幫助我快速定位和解決功耗瓶頸問題，而不是讓我獨自摸索。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在産品設計領域摸爬滾打多年的産品經理，雖然我不是技術齣身，但對能夠提升用戶體驗和降低成本的技術有著敏銳的洞察力。ULP藍牙在我看來，是一個能夠顯著提升産品競爭力的關鍵技術。我希望這本書能夠以一種更加宏觀的視角，來闡述ULP藍牙在不同應用場景下的價值，以及它如何賦能新一代的智能設備。我希望它能幫助我理解ULP藍牙的核心優勢，以及它在物聯網、可穿戴設備、智能傢居等領域的廣闊前景。如果書中能夠提供一些成功案例分析，展示ULP藍牙是如何在實際産品中帶來革命性的改變，那就再好不過瞭。這本書對我來說，就像是一本關於ULP藍牙的“商學院教材”，我希望它能幫助我更好地理解這項技術，從而在産品規劃和市場推廣中做齣更明智的決策。

評分☆☆☆☆☆

我是一名有著豐富嵌入式係統開發經驗的工程師，對低功耗設計有著執著的追求。在實際項目中，我常常遇到這樣的挑戰：如何在滿足功能需求的同時，將設備的功耗降到最低。ULP藍牙作為一種極具潛力的低功耗無綫技術，自然引起瞭我的高度關注。我期望這本書能夠提供一種全新的視角，深入解析ULP藍牙的功耗優化策略，不僅僅是羅列各種省電的技巧，而是能夠從技術設計的根源上，揭示其高效工作的內在邏輯。我希望它能帶領我深入理解藍牙低功耗協議棧的每一個細節，例如如何有效地管理連接狀態，如何優化廣播數據的傳輸，以及如何利用各種低功耗模式來延長設備續航。如果書中能提供一些高級的功耗分析方法和性能調優的建議，那就更好瞭，能幫助我突破現有的瓶頸，實現更極緻的功耗錶現。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛入門物聯網開發的初學者，我對ULP藍牙的瞭解還處於一個比較淺顯的層麵，主要停留在知道它省電的層麵。我急切地需要一本能夠幫助我建立紮實基礎的書籍，讓我能夠理解ULP藍牙背後的原理，而不是僅僅停留在錶麵。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起，比如藍牙的通信模型、PDU結構、GAP和GATT層的作用等等，並且用通俗易懂的語言進行解釋。同時，對於ULP藍牙特有的低功耗技術，比如睡眠模式、喚醒機製、數據傳輸優化等，我也希望能夠有詳細的介紹。如果書中能夠提供一些代碼示例，展示如何在常見的開發平颱上實現ULP藍牙的功能，那就更完美瞭。這本書對我來說，就像是一扇通往ULP藍牙世界的窗口，我希望它能讓我看得更遠，理解得更透徹。