大纲：
1. 什么是ble，ble与传统蓝牙的区别，ble与蓝牙4.0的区别
2. ble的基本概念：协议层（协议框架）、服务(Service)、特征(Characteristic)。
介绍低功耗蓝牙
1. 什么是低功耗蓝牙？
图1 BLE介绍
低功耗蓝牙，简称BLE，是蓝牙的一种省电变体。BLE 的主要应用是少量数据（低带宽）的短距离传输。与始终开启的传统蓝牙不同，BLE 始终处于睡眠模式，除非在启动连接时。
这使得它消耗非常低的功率。BLE 的功耗比传统蓝牙低大约 100 倍（取决于用例）。
由于其特性，BLE 主要强调一个纽扣电池能够工作几年的这种省电性能。例如，BLE 在医疗保健、健身、跟踪、信标、安全和家庭自动化行业中非常有用。
图2 BLE应用领域
2. 与传统蓝牙的区别
主要有两点区别：
- 低带宽：
- 低功耗
图3 BLE设备的低带宽特性
Bluetooth和BLE的主要区别之一在于通信带宽。如果是发送数据量比较大的应用，比如蓝牙耳机等需要发送音频数据的设备，不适合用BLE通信方式，因为与普通的文本信息不同，这类应用对通信速度和功耗是有一定要求的。BLE的功耗较低，适用于简单的电源ON/OFF状态和可以用文本和数字简单表达的数据通信。（*BLE有时不需要配对）
请查看下表，它更详细地比较了 BLE 和蓝牙（经典）。
图4 BLE与传统蓝呀的对比
3. BLE和蓝牙4.0的区分
通常在了解一点蓝牙的朋友看来，往往将BLE等同于蓝牙4.0，其实不然。
蓝牙4.0是协议，4.0是协议版本号，蓝牙4.0是2010年6月由SIG（Special Interest Group）发布的蓝牙标准，它有2种模式：
BLE（Bluetooth low energy）只能与4.0协议设备通信，适应节能且仅收发少量数据的设备（如家用电子）；
BR/EDR（Basic Rate / Enhanced Data Rate），向下兼容（能与3.0/2.1/2.0通信），适应收发数据较多的设备（如耳机）。这个模式常常也有人称之为“传统蓝牙”或“经典蓝牙”。
可以这样理解，蓝牙4.0协议包含BLE，BLE隶属于蓝牙4.0协议的一部分。
BLE 的基本概念：协议框架、服务、特征
1. BLE的协议框架
图5 BLE协议框架
最上面绿色的部分是应用层，主要是gatt和att我们可以把它看作是同一层。
sm是安全管理层，负责管理安全。
最下面link layer层和phy层基本上就是一些rf的处理。
2. 识别和配对
使用Bluetooth时，需要经过“配对”和“连接”的步骤。对于无线LAN而言，通常需要输入密码才能连接到接入点，而Bluetooth通信则需要一个设备检测并登录（认证）另一个设备的过程。
图6 BLE配对（pair)
比如您想通过Bluetooth功能使用智能手机和耳机时，您需要先进行配对设置，这就像一个面对面的识别（即认证、信息注册）仪式，允许目标设备之间相互连接。如果没有这个仪式，比如，如果Bluetooth采用与无线LAN一样的机制，那么有可能发生这种事情：A正在使用耳机的过程中，B用密码认证将A的耳机与自己的智能手机连接起来，A的耳机上会播放B的智能手机上正在播放的音乐。为了防止这种问题，Bluetooth采用了一种对设备之间进行身份验证和注册、并在使用时只允许连接已注册设备的机制。
所以，对于Bluetooth设备而言，基本上每个Bluetooth模块只能同时建立一个连接。
3. GATT
GATT 代表通用属性，它定义了向连接的 BLE 设备公开的分层数据结构。这意味着 GATT 定义了两个 BLE 设备发送和接收标准消息的方式。理解这种层次结构很重要，因为它可以更容易地理解如何使用 BLE 和编写应用程序。
图7 BLE-GATT 框架
BLE服务
层次结构的顶层是一个配置文件，它由一个或多个服务组成。通常，一个 BLE 设备包含多个服务。
每个服务至少包含一个特征，或者还可以引用其它服务。服务只是信息的集合，例如传感器读数。
SIG（蓝牙特殊兴趣组）定义的几种类型的数据有预定义的服务，例如：电池电量、血压、心率、体重秤等。您可以在此处查看其它定义的服务。
图7 GATT-Service编码(Assigned Number)
BLE特性
特征始终由服务拥有，它是实际数据包含在层次结构（值）中的位置。特征始终具有两个属性：特征声明（提供有关数据的元数据）和特征值。
此外，特征值后面可以跟描述符，这进一步扩展了特征声明中包含的元数据。
这些属性描述了如何与特征值进行交互。基本上，它包含可以与特性一起使用的操作和过程：
- 播送
- 读
- 不回复就写
- 写
- 通知
- 表明
- 经过身份验证的签名写入
- 扩展属性
UUID
每个服务、特征和描述符都有一个 UUID（通用唯一标识符）。UUID 是唯一的 128 位（16 字节）数字。例如：55072829-bc9e-4c53-938a-74a6d4c78776
SIG（蓝牙特殊兴趣组）中指定的所有类型、服务和配置文件都有缩短的 UUID 。
但是，如果您的应用程序需要自己的 UUID，您可以使用此UUID 生成器网站生成它。
总之，UUID 用于唯一标识信息。例如，它可以识别蓝牙设备提供的特定服务。
GATT 案例
图8 蓝牙鼠标的service\char
- 一个鼠标是一个BLEDevice
- 一个BLEDevice建立了一个BLE服务器 BLEServer
- 一个BLE服务器里有多个服务BLEService
- 一个服务里有多个特征值BLECharacteristic 每个特征值是一种数据.就是通过读写这些“Characteristic”实现读写数据
每个characteristic的值可以在不加密的状态下读写，但配对的操作是加密的。 还有当characteristic的值已改变时，可接收通知（notify）。
什么是 notify ——通知的概念
如果主机的一个特征值characteristic发生改变, 可以使用通知notify来告诉客户端. 这是服务器主动给客户端发的信息, 并非是响应客户端的请求.
这样做有很多好处, 比如ESP32采集到了温度的变化, 可以将数据写入对应的特征值characteristic,然后notify通知客户端.
我们创建特征值时, 把它规定为通知类型, 当这个特征值发生变化时,可以通知客户端,像这样:
pCharacteristic = pService->createCharacteristic(CHARACTERISTIC_UUID_TX, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);
//创建一个(读)特征值, 它是通知下发类型的特征值其实客户端可以不接受服务器发送的notify,方法是修改自己的Descriptor. BLE服务器看到你对自己的描述中标识了不想接收notify,也就不会再给你发了.