蓝牙的状态机和连接过程

蓝牙具有5种状态：

待机状态（standby） ：没有连接任何设备，没有传输和发送数据。

广播状态（Advertiser/advertising）：周期性广播状态。

扫描状态（Scanner/scanning） ：主动寻找正在广播的设备。

发起连接状态（Initiator/initiating）：主动发起连接。

连接状态(connected) ：已经连接。

蓝牙的角色将决定蓝牙如何在5种状态中跳转，在蓝牙SDK的框架中也是按照这五种状态为脉络来进行架设的。

SLAVE                       MASTER

standby                     standby

advertising                 scanning

                                 initiating

connected                   connected

从设备从standby状态进入advertising后就开始按照广播参数进行广播，主机从standby状态进入scanning后，则开始在对应的三个广播通道上监听。监听到的广播信息将通过扫描事件和消息返回。主机决定发起连接设备，进入initiating状态。

链接事件和链接参数

主设备和从设备建立连接后，所有的数据的通信都是在连接事件中进行的。如下图的电流检测曲线所示。

主从设备会按照约定好的一个时间间隔进行一次首发通信，这就像我们通常使用的串口一样，约定好一个波特率，串口中叫波特率是因为每次都串数一个bit，而蓝牙中则被称为链接间隔。在链接间隔之间，蓝牙一直处于sleep模式，这样就会让蓝牙的整个通信非常的省电。所以蓝牙对于时钟计数非常的在意，为什么经常手机连接着设备一会就断了，就是不同步了。

在每个链接事件中，都需要MASTER设备发起包，然后有SLAVE设备进行回复。对于链接的参数，主要是规定主从机通信的时间：

intervalMin ：最小的连接间隔，一般设置范围为6-3200，单位是1.25msintervalMax：最大链接间隔，范围同样是6-3200，单位是1.25msslaverLatency：从机忽略时间，范围是0-499，单位也是1.25mstimeout：超时时间，设置范围10-3200，单位是10ms。

从上面可以计算，蓝牙的链接间隔最短是7.5ms，最长是4s。这里要注意，手机蓝牙的连接间隔的可是值范围并不一样，苹果系统的一般是20ms起步，而各式各样的Android手机不尽相同，但大多数可以从7.5ms起步。

什么是slave Latency呢？

上面提到过，每过一个链接间隔，主从机都会发送和回复一次数据。那么为了让从机能够更省电，我们肯定不希望从机每次都老老实实的回复，因此蓝牙协议中允许从机可以沉默几次，下图是slaverLatency分别为0和3的对比：

再说timeout参数，其设置范围实际为100ms - 32s。这个参数给主从机提供一个判断链接的门限，如果没有链接事件的时间持续超过设定的timeout值，则认定通信连接断开。

连接参数影响功耗和体验

链接间隔设置缩短，也就意味着1s内MASTER和SLAVE之间的额通信更频繁，这样可以提高数据吞吐量，当然对应的功耗就会增加。链接间隔设置增长，通信频率降低，数据吞吐量也降低，这样可以有效的降低蓝牙通信的功耗。salve Latency设置小的话，从机回复主机的频次增多，从机的功耗就会增加。salve Latency设置大的话，从机回复主机的频次减少，从机的功耗就会减小。

手机中需要注意的问题：

安卓手机作为主设备时，部分手机连接BLE设备后，只能进行一次连接参数的修改，因此从设备最好不要频繁请求修改，开始就规划好链接参数。苹果系统对于链接参数的更新更苛刻，想上面提到的链接间隔必须从20ms起步，slave Latency要小于4，同时timeou要小于6s。