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
• BLE
• 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
• 協議分析

店鋪： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118066784

商品編碼：29609174054

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：0.222kg

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》 是一本深度聚焦於藍牙技術核心——超低功耗（ULP）應用場景與實現細節的專業技術書籍。它並非泛泛而談藍牙的起源與發展，而是直指當前物聯網（IoT）領域最迫切的需求之一：在不犧牲性能的前提下，將設備的能耗降至最低。本書旨在為讀者提供一套係統、詳盡的理論框架和實踐指導，幫助工程師、開發者以及技術愛好者深入理解ULP藍牙的方方麵麵，從而更有效地設計、開發和優化基於ULP藍牙的無綫通信解決方案。 核心內容與價值： 本書的構建邏輯圍繞著“理解ULP藍牙為何如此重要”、“ULP藍牙如何實現低功耗”、“ULP藍牙在實際應用中的挑戰與對策”這三大主綫展開，每一個環節都力求深入淺齣，兼顧理論深度與工程實踐。 第一部分：ULP藍牙的基石——動機與核心原理 物聯網時代的能耗睏境與ULP藍牙的應運而生： 詳細闡述物聯網設備爆炸式增長所帶來的嚴峻挑戰，尤其是電池供電設備的續航能力瓶頸。 深入分析傳統藍牙（Classic Bluetooth）在功耗方麵的局限性，以及為何無法滿足輕量級、長續航的物聯網應用需求。 清晰界定ULP藍牙（Bluetooth Low Energy, BLE）的核心定位，強調其在數據傳輸量小、通信頻率低、非連續通信等場景下的獨特優勢。 介紹ULP藍牙的演進曆程，以及在藍牙5.0及之後版本中，ULP藍牙標準如何不斷優化和增強，以適應更廣泛的應用場景。 ULP藍牙的功耗優化策略解析： 廣播（Broadcasting）與連接（Connection）模式的深度剖析： 詳細講解廣播數據的結構、廣播間隔、廣播窗口等參數對功耗的影響，以及如何通過優化廣播策略來節省能量。深入分析連接模式下的連接間隔、連接窗口、超時設置等參數，闡述其對功耗和吞吐量之間的權衡。 睡眠模式（Sleep Modes）與喚醒機製（Wake-up Mechanisms）： 深入探討ULP藍牙芯片內部的各種低功耗模式，如深度睡眠、淺睡眠等，以及設備如何根據需要進行精確的喚醒。解析事件驅動的喚醒機製，說明如何通過事件觸發來最小化設備處於活動狀態的時間。 高效的數據傳輸與通信協議棧： 詳細解析ULP藍牙的GATT（Generic Attribute Profile）架構，包括服務（Services）、特徵（Characteristics）的定義與使用。講解如何通過精簡數據、使用更短的屬性句柄、優化讀寫請求等方式來減少通信開銷，從而降低功耗。 低占空比（Low Duty Cycle）通信的藝術： 闡述ULP藍牙的核心理念之一——盡量減少設備處於活躍狀態的時間。講解如何通過設計短時、高效的數據交換來達成此目標。 物理層（PHY）與鏈路層（LL）的能耗優化： 剖析ULP藍牙物理層在頻率、調製方式等方麵的選擇如何服務於低功耗目標。深入研究鏈路層協議的設計，例如報文的短小精悍、ACK/NFA的有效利用等，以減少不必要的開銷。 第二部分：ULP藍牙的關鍵技術深入解讀 GATT協議棧的精細化理解與應用： 屬性（Attributes）的結構與操作： 詳細介紹Attribute Type, Attribute Handle, Attribute Value, Attribute Permissions等關鍵組成部分，並深入解析Read, Write, Notify, Indicate等核心操作的流程和對功耗的影響。 服務（Services）與特徵（Characteristics）的設計模式： 提供實際的設計模闆和最佳實踐，指導讀者如何根據應用需求，閤理地組織和定義服務與特徵，以提高效率和降低功耗。 客戶端（Client）與服務器（Server）的角色扮演： 詳細闡述兩者之間的通信交互模式，以及如何在兩者之間實現高效的數據交換。 GAP（Generic Access Profile）的角色與應用： 設備的角色（Roles）： 深入解析Central, Peripheral, Broadcaster, Observer等角色的定義、職責以及在不同應用場景下的配置。 廣播包（Advertising Data）與掃描響應（Scan Response）的設計： 講解如何有效地利用廣播包和掃描響應來傳遞設備信息和廣播數據，以及如何在有限空間內最大化信息傳遞效率。 連接建立與管理： 詳細闡述設備如何發起、接受和管理連接，以及各種連接參數（如連接間隔、超時）對功耗和通信穩定性的影響。 安全機製（Security Mechanisms）的功耗考量： 配對（Pairing）與綁定（Bonding）過程詳解： 深入剖析ULP藍牙的配對和綁定過程，包括各種配對方式（Numeric Comparison, Just Works, Passkey Entry等）的原理和功耗消耗。 加密（Encryption）與認證（Authentication）： 講解ULP藍牙如何利用AES-CCM等算法實現數據加密和認證，並分析這些安全措施在不顯著增加功耗的前提下如何保障通信安全。 最新的ULP藍牙標準特性（如藍牙5.x）及其對功耗的影響： 高吞吐量（High Throughput）與長距離（Long Range）模式的功耗權衡： 詳細介紹這些新特性，並分析其在不同應用場景下對功耗的實際影響，以及如何進行選擇和優化。 定位服務（AoA/AoD）的功耗優化： 探討ULP藍牙在定位技術上的進展，以及如何平衡定位精度與功耗需求。 Mesh網絡（Bluetooth Mesh）的功耗管理： 重點分析Mesh網絡中的節點角色（Node, Gateway, Proxy等），以及其獨特的發布/訂閱（Publish/Subscribe）通信模型如何影響整體功耗，並探討Mesh網絡中的低功耗優化策略。 第三部分：ULP藍牙的實踐與優化 ULP藍牙芯片選型與硬件設計考量： 功耗指標解讀： 指導讀者如何準確理解和比較不同ULP藍牙芯片的功耗數據錶，例如RX、TX、Sleep等模式下的電流消耗。 天綫設計與布局： 闡述天綫性能對通信距離和功耗的影響，以及在PCB設計中需要注意的關鍵事項。 電源管理單元（PMU）的設計： 介紹如何通過閤理的PMU設計來優化芯片的供電，進一步降低功耗。 軟件開發與功耗優化技巧： 固件（Firmware）的功耗意識設計： 強調編寫高效、簡潔的固件代碼的重要性，避免不必要的CPU占用和內存訪問。 中斷（Interrupts）與事件驅動編程： 講解如何利用中斷和事件驅動的方式來管理設備的活動狀態，最大化睡眠時間。 RTOS（實時操作係統）在ULP藍牙中的應用與功耗管理： 探討RTOS如何幫助開發者更有效地管理任務優先級和資源，從而實現精細化的功耗控製。 功耗分析工具與調試方法： 介紹市麵上常用的功耗分析儀和調試工具，並分享如何利用這些工具來定位和解決功耗瓶頸。 實際應用案例分析與深度剖析： 可穿戴設備（Wearables）： 以智能手錶、健康追蹤器等為例，解析其ULP藍牙的設計思路、功耗挑戰和解決方案。 智能傢居（Smart Home）： 探討門鎖、傳感器、燈泡等智能傢居設備如何利用ULP藍牙實現低功耗、長續航。 工業物聯網（IIoT）： 分析資産追蹤、傳感器網絡等工業應用場景下的ULP藍牙部署，以及其在惡劣環境下的功耗挑戰。 醫療健康設備（Medical Devices）： 重點關注對功耗要求極高的醫療設備，如連續血糖監測儀、遠程病人監護設備等，解析其ULP藍牙的設計考量。 未來趨勢與發展展望： ULP藍牙在5G與邊緣計算中的角色： 展望ULP藍牙如何與5G、邊緣計算等新興技術融閤，共同構建更智能、更互聯的未來。 AIoT（人工智能物聯網）驅動下的ULP藍牙創新： 探討AIoT對ULP藍牙提齣的新需求，以及未來的技術發展方嚮。 《超低功耗(ULP)藍牙技術規範解析》不僅僅是一本技術手冊，更是一份深入的指南，它將帶領讀者從理論的殿堂走嚮實踐的沃土，為構建下一代低功耗、高效率的無綫互聯産品提供堅實的理論基礎和可行的技術方案。本書的目標是讓每一位讀者都能深刻理解ULP藍牙的精髓，並能自信地將這些知識轉化為創新的産品和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書在構建知識體係的完整性上做到瞭令人信服的程度，它不僅覆蓋瞭規範的核心，還將周邊環境的影響考慮在內，比如RF性能評估和固件升級（OTA）的流程規範。這些細節的補充，使得讀者在閱讀完理論知識後，能夠對實際部署中可能遇到的問題有所預判。我尤其贊賞作者在不同協議層級之間的切換處理得非常自然，很少齣現斷裂感。這說明作者對整個技術棧的理解是全麵且深入的。如果說還有一處可以提升的空間，那可能是在軟件架構的探討上。盡管技術細節無懈可擊，但如果能增加一個關於如何設計健壯、可維護的ULP藍牙應用層軟件架構的討論模塊——例如，如何用麵嚮對象的方式更好地封裝協議棧接口，或者不同狀態機管理的最佳實踐——那麼這本書的實用價值和參考深度將得到進一步的飛躍，真正成為從理論到實踐的完美橋梁。

評分☆☆☆☆☆

讀完對核心協議部分的深入剖析後，我深刻體會到作者在數據和規範解讀上的細緻入微。這本書的每一個章節都像是對藍牙SIG官方文檔的一次高質量的“二次加工”，它不僅忠實地呈現瞭原始規範的內容，更重要的是，它用更容易被行業工程師理解的語言進行瞭提煉和串聯。特彆是在錯誤處理和安全機製的章節中，作者對數據加密過程和密鑰交換流程的描述，詳盡到可以作為調試時的標準對照錶。這種深度解讀，遠超一般網絡上能找到的官方文檔摘要或博客文章的水平。然而，在麵對未來技術演進的展望方麵，我感覺可以更具前瞻性一些。比如，對於未來BLE Mesh的進一步擴展、或者與Matter等新興物聯網標準深度融閤時的兼容性挑戰，書中討論的篇幅相對保守。技術更新迭代速度很快，一本好的參考書除瞭解釋“是什麼”，更應指齣“將往何處去”，期待未來版本能在這方麵有所加強。

評分☆☆☆☆☆

這本書在技術內容的組織邏輯上展現齣瞭一種近乎教科書式的嚴密性，但又兼顧瞭實際應用的需求，這種平衡把握得恰到好處。它並沒有一上來就陷入晦澀難懂的底層協議細節，而是首先搭建瞭一個清晰的框架，循序漸進地引入瞭ULP藍牙的核心概念，比如功耗優化策略、睡眠模式的切換機製以及數據包的結構設計。我特彆欣賞作者在闡述那些復雜的定時和同步機製時，所采用的類比和圖形化解釋，這極大地降低瞭理解門檻。例如，在討論廣播間隔的優化時，作者結閤瞭實際場景中的數據吞吐量需求進行對比分析，使得讀者能夠清晰地看到“省電”與“性能”之間的權衡藝術。唯一的遺憾是，對於那些希望快速進行項目POC（概念驗證）的讀者來說，書中對主流RTOS（實時操作係統）環境下ULP藍牙協議棧移植和驅動調優的實例分析略顯不足，如果能增加一到兩個主流芯片廠商（比如Nordic或TI）的簡短代碼片段作為參考，實戰價值會飆升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計，給人的第一印象是非常專業且嚴謹的。封麵設計簡潔有力，色彩搭配沉穩大氣，與“超低功耗”這一技術主題相得益彰。內頁紙張的質感摸上去很舒服，印刷清晰度極高，即便是復雜的電路圖和時序圖，也能看得一清二楚，這對需要長時間閱讀技術文檔的工程師來說，絕對是一個加分項。裝訂工藝也相當紮實，即便是頻繁翻閱查找特定章節，書脊也沒有齣現任何鬆動或損壞的跡象，這體現瞭齣版方對專業書籍質量的重視。不過，我個人非常期待能在書中看到一些針對不同開發闆的快速上手指南的插圖，雖然技術內容詳盡，但如果能配上一些精美的硬件實物圖或者模塊連接示意圖，對於初學者理解物理層麵的實現會更有幫助。總的來說，從物理媒介的角度來看，這是一本製作精良、值得收藏的技術參考書，拿在手上就能感受到它所承載的技術分量。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗的角度來說，這本書的行文風格展現齣一種冷靜而精準的敘事傾嚮，沒有過多冗餘的修飾詞，每一個句子似乎都是為瞭精確傳達信息而服務。對於我這種追求效率的讀者而言，這種“惜墨如金”的寫作方式非常對胃口。目錄結構清晰，索引編製得相當完善，即便是查找某個特定的ATT（屬性協議）操作碼或GATT服務定義，也能迅速定位。這對於日常工作中需要快速查閱技術細節的工程師來說，是至關重要的輔助功能。不過，如果能考慮讀者的職業背景多樣性，在某些基礎概念的介紹上可以稍微放緩節奏，或者在章節的開頭設置一個“快速迴顧”的小欄目，幫助那些可能已經生疏瞭基礎知識的讀者快速進入狀態。目前的結構更偏嚮於已經有一定通信基礎的讀者，對於完全的初學者來說，可能需要更高的專注度和更多的背景知識儲備纔能完全消化吸收。