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低功耗蓝牙是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术，旨在用于医疗保健、运动健身、信标、安防、家庭娱乐等领域的新兴应用。低功耗蓝牙技术凭借其具备的良好特性（比如低功耗、低成本、抗干扰能力强等）赢得了广大的开发人员和用户的认可，已经成为主流的低功耗、近距离无线通信技术。
本书内容源自作者多年的工作经验总结，侧重于开发实战，从“低功耗蓝牙体系结构及协议栈分析”、“开发实例讲解”和“蓝牙调试”三个方面对低功耗蓝牙进行了全方位的介绍。本书适合蓝牙应用工程师、蓝牙协议栈工程师、蓝牙固件开发工程师阅读，也适合对物联网和智能硬件感兴趣的读者阅读。
系统篇
低功耗蓝牙简介
Android蓝牙系统框架和代码结构
GKI模块简介
Bluedroid的消息传递机制
TASK简介
Bluedroid状态机简介
HCI接口层简介
L2CAP简介
Bluedroid的初始化流程
蓝牙设备的扫描流程
SMP简介
LE属性协议简介
LE属性数据库扫描过程的代码分析
低功耗蓝牙HID设备的连接分析过程
开发篇
Find Me功能的实现
LE设备接近配对的实现
基于LE广播的无线电子设备的唤醒方法
基于LE广播的系统Recovery的操作实现
蓝牙HID设备OTA升级的设计和实现
加速度传感器在低功耗蓝牙设备上的应用
LE系统快速更新连接参数的设计和实现
LE语音编解码和传输
调试篇
开发工具
蓝牙系统Bug分析
内容简介
低功耗蓝牙技术凭借着低功耗、低带宽、低成本、低复杂性、低时延、强抗干扰能力、强大的安全性、良好的拓扑结构等特点，赢得了广大开发人员和用户的认可，已经成为主流的低功耗、近距离无线通信技术。
《低功耗蓝牙智能硬件开发实战》共分为25章，内容分别涵盖了蓝牙的发展历史、低功耗蓝牙的核心系统架构、几种短距离无线通信技术的简单介绍和选择方法、Bluedroid协议栈的架构和功能模块的分析、SMP的3个阶段介绍、LE属性协议、LE属性数据库的构建和查询方法及查询代码分析、BLE Hid设备的连接过程、Find me功能的实现、电池服务和电量的读取、LE设备接近配对的实现、基于LE广播的无线电子设备的唤醒方法、基于LE广播的系统Recovery的操作实现、蓝牙HID设备OTA升级的设计和实现、加速度传感器在低功耗蓝牙设备上的应用、LE系统快速更新连接参数的设计和实现、LE语音编解码和传输、开发工具介绍、蓝牙系统Bug分析。
《低功耗蓝牙智能硬件开发实战》侧重于实战，低功耗蓝牙体系结构及协议栈分析、开发实例讲解和蓝牙调试3个方面的内容详细丰富，适合蓝牙应用工程师、蓝牙协议栈工程师、蓝牙固件工程师阅读，也适合对BLE、人工智能、物联网和智能硬件感兴趣的读者阅读。
章节目录
- 版权信息
- 版权
- 内容提要
- 推荐序1
- 推荐序2
- 推荐序3
- 推荐序4
- 作者简介
- 致谢
- 前言
- 资源与支持
- 第1章 低功耗蓝牙简介
- 1.1 概述
- 1.2 蓝牙历史版本介绍
- 1.2.1 蓝牙1.1标准和1.2标准
- 1.2.2 蓝牙2.0标准
- 1.2.3 蓝牙2.1+EDR标准
- 1.2.4 蓝牙3.0+HS标准
- 1.2.5 蓝牙4.0标准
- 1.2.6 蓝牙4.1标准
- 1.2.7 蓝牙4.2标准
- 1.2.8 蓝牙5.0标准
- 1.2.9 蓝牙2016年技术蓝图
- 1.2.10 蓝牙版本演进编年史
- 1.3 蓝牙4.0概述
- 1.3.1 什么是蓝牙4.0
- 1.3.2 蓝牙4.0的架构
- 1.3.3 蓝牙4.0协议增加的新特性
- 1.4 蓝牙4.0核心架构分析
- 1.4.1 低功耗蓝牙概述
- 1.4.2 核心系统架构
- 1.4.3 核心构架模块介绍
- 1.5 基于Bluetooth 4.0的新应用
- 1.6 BLE、ZigBee和WiFi的介绍和选择
- 1.6.1 ZigBee技术介绍
- 1.6.2 WiFi技术介绍
- 1.6.3 BLE、ZigBee和WiFi的选择
- 第2章 Android蓝牙系统框架和代码结构
- 2.1 概述
- 2.2 Application Framework
- 2.3 Bluetooth Process
- 2.4 Bluetooth JNI
- 2.5 Bluetooth HAL
- 2.6 Bluedroid Stack
- 2.7 Bluedroid的代码结构分析
- 2.7.1 MAIN
- 2.7.2 BTA
- 2.7.3 BTIF
- 2.7.4 HCI
- 2.7.5 STACK
- 第3章 GKI模块简介
- 3.1 概述
- 3.2 GKI事件的原理
- 3.3 GKI主要数据结构
- 3.4 GKI管理的线程
- 3.5 线程相关主要函数
- GKI_create_task()函数
- 3.6 消息相关主要函数介绍
- 3.6.1 GKI_wait()函数
- 3.6.2 GKI_send_event()函数
- 3.6.3 GKI_send_msg()函数
- 3.6.4 GKI_read_mbox()函数
- 3.6.5 pthread_cond_wait()函数
- 3.7 动态内存池管理主要函数
- 第4章 Bluedroid的消息传递机制
- 4.1 概述
- 4.2 消息传递相关结构体的定义
- 4.3 消息的动态内存的获取
- 4.4 消息的初始化及发送
- 4.5 消息的读取和处理
- 4.6 消息的完整数据结构剖析
- 第5章 TASK简介
- 5.1 概述
- 5.1.1 TASK之间的消息传递
- 5.1.2 事件的类型
- 5.2 TASK处理消息的流程
- 第6章 Bluedroid状态机简介
- 6.1 Profile状态机介绍
- 6.2 Profile状态机的结构设计
- 6.3 状态机的注册
- 6.4 状态机的驱动力来源
- 6.5 Action函数列表
- 6.6 状态机的状态集合
- 6.7 Event处理函数介绍
- 第7章 HCI接口层简介
- 7.1 概述
- 7.2 接口间的函数调用关系
- 7.3 bt_hc_if接口的定义和获取
- 7.3.1 bt_hc_if接口定义
- 7.3.2 bt_hc_if接口的获取
- 7.4 hc_callbacks函数集合的定义和注册
- 7.4.1 hc_callbacks函数集合的定义
- 7.4.2 hc_callbacks函数集合的注册
- 7.5 bluetoothHCLibInterface的init()函数介绍
- 7.6 libbt-vendor接口的获取、初始化和使用
- 7.6.1 libbt-vendor的接口函数集合
- 7.6.2 libbt-vendor接口的获取和使用
- 7.6.3 libbt-vendor的初始化
- 7.7 命令和数据的发送与接收
- 7.7.1 命令和数据的发送接口
- 7.7.2 命令处理结果和数据的接收接口
- 7.7.3 H4层接收解析函数的分析
- 7.8 HCI裸数据的分析
- 7.9 本章总结
- 第8章 L2CAP简介
- 8.1 概述
- 8.2 L2CAP的组成部分和功能
- 8.2.1 L2CAP的两个组成部分
- 8.2.2 L2CAP的功能
- 8.3 设备间的操作
- 8.3.1 操作模式
- 8.3.2 L2CAP连接类型
- 8.4 L2CAP数据包
- 8.4.1 L2CAP数据包格式
- 8.4.2 信号包格式
- 8.5 L2CAP的使用
- 8.6 LE数据包格式分析
- 8.7 L2CAP的CSM（Channel State Machine）介绍
- 8.7.1 子状态机介绍
- 8.7.2 OPEN子状态机处理函数
- 8.8 Profile在L2CAP的注册和函数回调机制
- 8.8.1 Profile的注册
- 8.8.2 Profile的注册回调函数集合的回调机制
- 8.9 L2CAP的数据的发送和接收过程
- 8.9.1 数据的发送
- 8.9.2 数据的接收
- 第9章 Bluedroid的初始化流程
- 9.1 概述
- 9.2 协议栈的bluetoothInterface接口的获取过程
- 9.3 打开蓝牙接口的调用
- 9.4 第一阶段：前期准备阶段
- 9.5 第二阶段：蓝牙Firmware的加载阶段
- 9.5.1 Firmware加载的总体思想
- 9.5.2 发起Firmware加载的入口
- 9.5.3 Firmware加载的过程
- 9.6 第三阶段：后期初始化阶段
- 9.6.1 底层协议栈的初始化
- 9.6.2 上层协议栈的初始化
- 第10章 蓝牙设备的扫描流程
- 10.1 概述
- 10.2 JNI层扫描入口和协议栈回调机制
- 10.2.1 扫描入口
- 10.2.2 回调机制
- 10.3 蓝牙扫描流程的启动过程
- 10.4 蓝牙设备的Inquiry过程
- 10.5 蓝牙设备的Discover过程
- 10.6 本章总结
- 第11章 SMP简介
- 11.1 什么是SMP
- 11.2 SM在Host侧的位置
- 11.3 SMP的流程介绍
- 11.3.1 SM第1阶段——配对特征的交换
- 11.3.2 第2阶段——根据特征信息配对
- 11.3.3 第3阶段——Key的分发过程
- 11.4 SMP协议包分析
- 11.5 问和答
- 第12章 LE属性协议简介
- 12.1 概述
- 12.2 属性的构成
- 12.3 属性值的介绍
- 12.4 属性数据库的构建过程
- 12.4.1 Gatt Profile分层设计
- 12.4.2 Gatt Service的构建
- 12.4.3 特性的构建
- 12.5 获取属性数据库的过程
- 12.5.1 GATT服务的获取和设置过程
- 12.5.2 服务的查询过程
- 12.5.3 包含服务、特性和特性描述的查询过程
- 第13章 LE属性数据库扫描过程的代码分析
- 13.1 Discover过程的发起
- 13.2 主要服务的Discover过程
- 13.3 Discover过程回调函数的注册过程
- 13.4 包含服务的Discover过程
- 13.5 特性的Discover过程
- 13.6 特性描述的Discover过程
- 13.7 Discover过程的结束
- 13.8 服务的上报过程
- 13.8.1 服务的查询和发起上报过程
- 13.8.2 上报服务的回调函数的注册过程
- 13.8.3 服务的上报过程
- 13.8.4 服务上报过程的日志分析
- 第14章 低功耗蓝牙 HID 设备的连接过程分析
- 14.1 概述
- 14.2 连接过程的发起
- 14.3 Hid服务的特性、特性描述的读取和存储
- 14.3.1 查询和存储过程
- 14.3.2 查询结果列表和分析
- 14.4 连接过程的完成和输入设备的创建
- 14.4.1 连接过程的完成和创建输入设备
- 14.4.2 Hid按键的上报
- 第15章 Find Me功能的实现
- 15.1 概述
- 15.2 Find Me功能的技术原理
- 15.3 Find Me功能的代码实现
- 15.3.1 Find Me功能的触发函数
- 15.3.2 BluetoothGatt接口的获取
- 15.3.3 Hid设备列表的获取
- 第16章 低功耗蓝牙电池服务和电量的读取
- 16.1 概述
- 16.2 电量读取和电量变化回调函数的注册
- 16.3 电量读取的发起和电量变化特性配置描述的设置
- 16.4 电池电量读取的btsnoop数据解析
- 第17章 LE设备接近配对的实现
- 17.1 概述
- 17.2 RSSI与LQI、接收距离之间的关系
- 17.3 接近配对的简化实现
- 17.4 接近配对代码示例
- 第18章 基于LE广播的无线电子设备的唤醒方法
- 18.1 概述
- 18.2 无线电子设备的唤醒的硬件原理
- 18.3 无线电子设备的唤醒的软件实现
- 18.3.1 无线电子设备关机后唤醒的软件逻辑实现
- 18.3.2 无线电子设备通电后唤醒的软件逻辑实现
- 18.4 传输唤醒白名单列表和启动唤醒功能的命令的定义
- 18.5 唤醒广播包的数据格式
- 18.6 唤醒广播包的处理逻辑
- 18.6.1 主机的处理逻辑
- 18.6.2 设备的广播逻辑
- 18.7 唤醒广播包的数据分析
- 第19章 基于LE广播的系统Recovery的操作实现
- 19.1 概述
- 19.2 小米电视和盒子的系统恢复模式的介绍
- 19.3 基于接收广播按键信息的Recovery系统框架
- 19.4 广播包按键信息的定义
- 19.5 进入Recovery的方法
- 19.6 按键广播包的接收、解析和上报的代码分析
- 第20章 蓝牙HID设备OTA升级的设计和实现
- 20.1 概述
- 20.2 Hid设备OTA升级总体流程设计
- 20.3 Hid设备OTA升级命令定义
- 20.4 Hid设备OTA升级的总体程序设计
- 20.4.1 总体设计
- 20.4.2 Kernel层Hidraw getReport()的实现过程
- 20.4.3 Kernel层Hidraw setReport()的实现过程
- 20.4.4 JNI层Hidraw getReport函数的实现
- 20.4.5 JNI层Hidraw setReport函数的实现
- 20.5 Java层OTA升级程序示例
- 20.6 Hidraw setReport、getReport命令的数据分析
- 第21章 加速度传感器在低功耗蓝牙设备上的应用
- 21.1 概述
- 21.2 蓝牙输入相关子系统、G-Sensor子系统简介
- 21.3 加速度传感器设备的创建过程
- 21.3.1 Bluedroid发起的设备注册过程
- 21.3.2 Kernel中Hid设备的创建过程
- 21.4 加速度传感器的驱动注册过程
- 21.5 Sensor数据从Bluedroid到传感器驱动的传输过程
- 第22章 LE系统快速更新连接参数的设计和实现
- 22.1 概述
- 22.2 更新连接参数的常规方法，快速更新连接参数碰到的困难及解决思路
- 22.2.1 更新连接参数的常规方法介绍
- 22.2.2 快速更新连接参数碰到的困难及解决思路
- 22.3 快速更新连接参数的实现及应用
- 22.3.1 快速更新连接参数的实现方法
- 22.3.2 快速更新连接参数在语音传输中的应用
- 第23章 LE语音编解码和传输
- 23.1 概述
- 23.2 音频采集、处理和蓝牙传输的软硬件过程
- 23.3 ADPCM介绍
- 23.3.1 ADPCM的概念
- 23.3.2 ADPCM编码框图
- 23.4 遥控器语音传输的总体流程
- 23.5 主机端的语音数据的接收处理流程
- 23.5.1 传统语音数据的接收处理流程
- 23.5.2 基于Hidraw接口的语音数据的接收处理流程
- 23.6 基于ADPCM的一种语音压缩编码数据的传输格式定义
- 23.6.1 语音压缩编码数据起始帧的定义
- 23.6.2 语音压缩编码数据桢的第1部分定义
- 23.6.3 语音压缩编码数据桢其他部分定义
- 23.6.4 语音压缩编码数据结束帧的定义
- 23.6.5 完整语音压缩编码数据桢的格式定义
- 23.7 基于ADPCM的一种语音压缩编码数据的接收数据的格式解析
- 23.7.1 语音压缩编码数据起始帧的接收数据格式解析
- 23.7.2 语音压缩编码数据的数据帧的第1帧的第1部分的接收数据格式解析
- 23.7.3 语音压缩编码数据的数据帧第2帧的第1部分的接收数据格式解析
- 23.7.4 语音压缩编码数据结束帧的接收数据格式解析
- 23.8 基于Hidraw的语音压缩编码数据的接收和处理的代码示例
- 23.8.1 /dev/hidrawX设备的寻找过程
- 23.8.2 ADPCM语音压缩编码数据的读取和解码的代码示例
- 第24章 开发工具
- 24.1 概述
- 24.2 Ellisys蓝牙协议分析仪
- 24.3 Ellisys HCI分析
- 24.4 Ellisys频谱分析
- 24.5 Ellisys时序和逻辑分析
- 24.6 Ellisys空中抓包
- 24.7 Ellisys组网分析
- 24.8 Ellisys集成化音频分析
- 24.9 其他
- 第25章 蓝牙系统Bug分析
- 25.1 概述
- 25.2 内存操作越界引发蓝牙重启的一个Bug分析
- 25.2.1 内存操作越界Bug描述
- 25.2.2 内存操作越界引发蓝牙重启的Bug分析过程
- 25.3 系统IO繁忙时写btsnoop日志效率低导致蓝牙通信卡顿的Bug分析
- 25.3.1 写btsnoop日志效率低的Bug描述
- 25.3.2 写btsnoop日志效率低的Bug分析
- 25.3.3 Bug的解决方法
- 25.4 蓝牙数据总线丢失数据导致蓝牙重启
- 25.4.1 导致蓝牙重启的Bug描述
- 25.4.2 导致蓝牙重启的日志分析
- 25.4.3 解决问题的方法
- 25.5 蓝牙核心协议规范关于断连接流程的设计缺陷
- 25.5.1 断连接流程的设计缺陷引发的Bug描述
- 25.5.2 问题背景介绍
- 25.5.3 Bug分析过程
- 25.5.4 解决问题的方法
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低功耗蓝牙智能硬件开发实战(异步图书出品)是2018年由人民邮电出版社出版,作者谭康喜。
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