بلوتوث کم انرژی

Android پشتیبانی پلت فرم داخلی برای بلوتوث کم انرژی (BLE) را در نقش مرکزی ارائه می دهد و API هایی را ارائه می دهد که برنامه ها می توانند از آنها برای کشف دستگاه ها، جستجو برای خدمات و انتقال اطلاعات استفاده کنند.

موارد استفاده رایج شامل موارد زیر است:

  • انتقال مقادیر کمی از داده ها بین دستگاه های نزدیک.
  • تعامل با حسگرهای مجاورت برای ارائه تجربه شخصی سازی شده بر اساس مکان فعلی کاربران.

برخلاف بلوتوث کلاسیک ، BLE برای مصرف انرژی کمتر طراحی شده است. این به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا با دستگاه‌های BLE که الزامات انرژی سخت‌تری دارند، مانند سنسورهای مجاورت، مانیتورهای ضربان قلب و دستگاه‌های تناسب اندام، ارتباط برقرار کنند.

احتیاط: وقتی کاربر با استفاده از BLE دستگاه خود را با دستگاه دیگری جفت می‌کند، داده‌هایی که بین دو دستگاه ارسال می‌شود برای همه برنامه‌های دستگاه کاربر قابل دسترسی است.

به همین دلیل، اگر برنامه شما داده های حساسی را ضبط می کند، باید امنیت لایه برنامه را برای محافظت از حریم خصوصی آن داده ها پیاده سازی کنید.

اصول اولیه

برای اینکه دستگاه های دارای BLE بتوانند داده ها را بین یکدیگر انتقال دهند، ابتدا باید یک کانال ارتباطی تشکیل دهند. استفاده از APIهای Bluetooth LE مستلزم آن است که چندین مجوز را در فایل مانیفست خود اعلام کنید . هنگامی که برنامه شما مجوز استفاده از بلوتوث را دریافت کرد، برنامه شما باید به BluetoothAdapter دسترسی داشته باشد و تعیین کند که آیا بلوتوث در دستگاه موجود است یا خیر . هنگامی که دستگاهی پیدا شد، قابلیت های دستگاه BLE با اتصال به سرور GATT در دستگاه BLE کشف می شود. پس از برقراری اتصال، داده ها را می توان با دستگاه متصل بر اساس خدمات و ویژگی های موجود منتقل کرد .

اصطلاحات و مفاهیم کلیدی

در زیر خلاصه ای از اصطلاحات و مفاهیم کلیدی BLE آمده است:

  • نمایه ویژگی عمومی (GATT)
    نمایه GATT یک مشخصات کلی برای ارسال و دریافت قطعات کوتاه داده است که به عنوان "ویژگی ها" از طریق پیوند BLE شناخته می شوند. همه پروفایل های برنامه فعلی BLE بر اساس GATT هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر، نمونه Android BluetoothLeGatt را در GitHub مرور کنید.
  • پروفایل ها
    بلوتوث SIG پروفایل های زیادی را برای دستگاه های BLE تعریف می کند. نمایه مشخصاتی برای نحوه عملکرد یک دستگاه در یک برنامه خاص است. توجه داشته باشید که یک دستگاه می تواند بیش از یک نمایه را پیاده سازی کند. به عنوان مثال، یک دستگاه می تواند دارای یک مانیتور ضربان قلب و یک آشکارساز سطح باتری باشد.
  • پروتکل ویژگی (ATT)
    گات بر روی پروتکل ویژگی (ATT) ساخته شده است. به این GATT/ATT نیز گفته می شود. ATT برای اجرا در دستگاه های BLE بهینه شده است. برای این منظور، تا حد امکان از بایت های کمتری استفاده می کند. هر ویژگی به طور منحصر به فرد توسط یک شناسه منحصر به فرد جهانی (UUID) شناسایی می شود، که یک فرمت 128 بیتی استاندارد شده برای شناسه رشته ای است که برای شناسایی منحصر به فرد اطلاعات استفاده می شود. ویژگی های منتقل شده توسط ATT به عنوان ویژگی ها و خدمات قالب بندی می شوند.
  • مشخصه
    یک مشخصه حاوی یک مقدار واحد و توصیفگرهای 0-n است که مقدار مشخصه را توصیف می کند. یک مشخصه را می توان به عنوان یک نوع، مشابه با یک کلاس در نظر گرفت.
  • توصیفگر
    توصیفگرها ویژگی های تعریف شده ای هستند که یک مقدار مشخصه را توصیف می کنند. برای مثال، یک توصیفگر ممکن است یک توصیف قابل خواندن برای انسان، یک محدوده قابل قبول برای مقدار یک مشخصه، یا یک واحد اندازه گیری که مختص مقدار یک مشخصه است را مشخص کند.
  • خدمات
    یک سرویس مجموعه ای از ویژگی ها است. به عنوان مثال، می‌توانید سرویسی به نام «نمایشگر ضربان قلب» داشته باشید که شامل ویژگی‌هایی مانند «اندازه‌گیری ضربان قلب» است. می‌توانید فهرستی از پروفایل‌ها و خدمات مبتنی بر گات را در bluetooth.org پیدا کنید.

نقش ها و مسئولیت ها

هنگامی که یک دستگاه با یک دستگاه BLE در تعامل است، نقش ها و مسئولیت ها به دو روش مختلف تقسیم می شوند:

  • مرکزی در مقابل محیطی این امر در مورد خود اتصال BLE صدق می کند - دستگاه در نقش مرکزی اسکن می کند، به دنبال تبلیغات است، و دستگاه در نقش محیطی تبلیغ می کند. دو دستگاهی که فقط نقش جانبی را پشتیبانی می کنند نمی توانند با یکدیگر صحبت کنند و همچنین دو دستگاهی که فقط نقش مرکزی را پشتیبانی می کنند.

  • سرور گات در مقابل کلاینت گات. این تعیین می کند که چگونه دو دستگاه پس از برقراری ارتباط با یکدیگر صحبت کنند. دستگاهی که در نقش کلاینت قرار دارد درخواست هایی برای داده ارسال می کند و دستگاه در نقش سرور آنها را برآورده می کند.

برای درک تمایز بین بخش‌های نقش مرکزی-پیرامونی و سرور-کلاینت، مثالی را در نظر بگیرید که در آن یک تلفن Android و یک ردیاب فعالیت با قابلیت BLE دارید که داده‌های حسگر را به تلفن گزارش می‌دهد.

  • تلفن - دستگاه مرکزی - به طور فعال دستگاه های BLE را اسکن می کند. ردیاب فعالیت - دستگاه جانبی - تبلیغ می کند و منتظر دریافت درخواست اتصال است.

  • پس از برقراری ارتباط تلفن و ردیاب فعالیت، آنها شروع به انتقال ابرداده های GATT به یکدیگر می کنند. در این حالت، برنامه در حال اجرا بر روی تلفن درخواست‌هایی برای داده ارسال می‌کند، بنابراین به عنوان مشتری گات عمل می‌کند. ردیاب فعالیت آن درخواست ها را برآورده می کند، بنابراین به عنوان سرور GATT عمل می کند.

یک طراحی جایگزین برنامه ممکن است شامل این باشد که تلفن به جای آن نقش سرور گات را بازی کند. برای اطلاعات بیشتر به BluetoothGattServer مراجعه کنید.