介绍

:link_to_translation:en:[English]

此文档概述了 ESP-IDF 中低功耗蓝牙协议栈的架构，并提供了一些相关文档和应用示例的快速链接。

.. only:: esp32

{IDF_TARGET_NAME} 支持双模蓝牙 4.2，并且已经通过双模蓝牙 4.2 认证和低功耗蓝牙 5.0 认证。

.. only:: esp32c3 or esp32s3

{IDF_TARGET_NAME} 支持蓝牙 5.0 (LE)，并且已经通过低功耗蓝牙 5.4 认证。

.. only:: esp32c2 or esp32c6 or esp32h2 or esp32c5 or esp32c61

{IDF_TARGET_NAME} 支持蓝牙 5.0 (LE)，并且已经通过低功耗蓝牙 5.3 认证。

ESP-IDF 中的低功耗蓝牙协议栈是一个分层架构，可在 {IDF_TARGET_NAME} 系列芯片上实现低功耗蓝牙功能，详见下图。

.. only:: esp32 or esp32s3 or esp32c3 or esp32c6 or esp32c5 or esp32c61

.. figure:: ../../../_static/bluetooth-architecture.png
    :align: center
    :scale: 90%
    :alt: {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

    {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

.. only:: esp32c2

.. figure:: ../../../_static/bluetooth-architecture-no-ble-mesh.png
    :align: center
    :scale: 90%
    :alt: {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

    {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

.. only:: esp32h2

.. figure:: ../../../_static/bluetooth-architecture-no-blufi.png
    :align: center
    :scale: 90%
    :alt: {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

    {IDF_TARGET_NAME} 蓝牙协议栈架构

参考下表可知特定芯片是否支持低功耗蓝牙模块。

.. list-table:: :width: 100% :widths: auto :header-rows: 1

* - 芯片系列
  - 控制器
  - ESP-Bluedroid
  - ESP-NimBLE
  - ESP-BLE-MESH
  - BluFi
* - ESP32
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-S3
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-C2
  - Y
  - Y
  - Y
  - \–
  - Y
* - ESP32-C3
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-C5
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-C6
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-C61
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
* - ESP32-H2
  - Y
  - Y
  - Y
  - Y
  - \–

以下各节简要介绍了每个层，并提供了相关文档和应用示例的快速链接。

ESP 蓝牙控制器

底层为 ESP 蓝牙控制器，包含 PHY、基带、链路控制器、链路管理器、设备管理器和 HCI 等各种模块。该层管理硬件接口和链路，以库的形式提供功能，并通过 API 访问，且直接与硬件和低级别蓝牙协议交互。

:doc:API 参考 <../../api-reference/bluetooth/controller_vhci>
:example:应用示例 <bluetooth/hci>

ESP 蓝牙主机

有 ESP-Bluedroid 和 ESP-NimBLE 两个主机，其主要区别如下：

虽然两者都支持低功耗蓝牙，但 ESP-NimBLE 需要的堆和 flash 空间更少。

.. only:: esp32

ESP-Bluedroid 支持经典蓝牙和低功耗蓝牙，而 ESP-NimBLE 仅支持低功耗蓝牙。

ESP-Bluedroid ^^^^^^^^^^^^^

ESP-Bluedroid 是原生 Android 蓝牙协议栈 Bluedroid 的修改版，由两层组成：蓝牙上层 (BTU) 和蓝牙传输控制器层 (BTC)。BTU 层负责处理 L2CAP、GATT/ATT、SMP、GAP 等底层蓝牙协议以及其他配置文件，提供以 "bta" 为前缀的接口。BTC 层主要负责向应用层提供以 "esp" 为前缀的支持接口，并处理基于 GATT 的配置文件以及其他任务。所有的 API 都位于 ESP_API 层，开发者应使用以 "esp" 为前缀的低功耗蓝牙 API。

.. only:: esp32

{IDF_TARGET_NAME} 的 ESP-Bluedroid 支持经典蓝牙和低功耗蓝牙。

.. only:: not esp32

{IDF_TARGET_NAME} 的 ESP-Bluedroid 仅支持低功耗蓝牙，不支持经典蓝牙。

API 参考
- :doc:../../api-reference/bluetooth/bt_common
- :doc:低功耗蓝牙 <../../api-reference/bluetooth/bt_le>

.. only:: esp32

- :example:`低功耗蓝牙 4.2 应用程序示例 <bluetooth/bluedroid/ble>`

.. only:: not esp32

- :example:`低功耗蓝牙 4.2 应用程序示例 <bluetooth/bluedroid/ble>`
- :example:`低功耗蓝牙 5.0 应用程序示例 <bluetooth/bluedroid/ble_50>`

ESP-NimBLE ^^^^^^^^^^

ESP-NimBLE 是建立在 Apache Mynewt 开发的 NimBLE 主机协议栈之上的主机协议栈，已经为 {IDF_TARGET_NAME} 系列芯片和 FreeRTOS 进行了移植。通过维持现有 NimBLE API，并添加一个单独的 ESP-NimBLE API 进行初始化，使端口层保持简洁，也便于开发者操作。

ESP-NimBLE 仅支持低功耗蓝牙，不支持经典蓝牙。

Apache Mynewt NimBLE 用户指南 <https://mynewt.apache.org/latest/network/index.html>__
API 参考
- NimBLE API 参考 <https://mynewt.apache.org/latest/network/ble_hs/ble_hs.html>__
- :doc:ESP-NimBLE 初始化 API 参考 initialization <../../api-reference/bluetooth/nimble/index>
:example:应用程序示例 <bluetooth/nimble>

蓝牙规范

主机协议层之上是 Espressif 的蓝牙规范和一些常见的蓝牙规范。根据具体配置，这些规范可以在 ESP-Bluedroid 或 ESP-NimBLE 上运行。

.. only:: SOC_BLE_MESH_SUPPORTED

ESP-BLE-MESH ^^^^^^^^^^^^

ESP-BLE-MESH 基于 Zephyr 蓝牙 Mesh 协议栈，其实现支持设备配网和节点控制，还支持代理、中继、低功耗和朋友等节点功能。

:doc:ESP-BLE-MESH 文档 <../esp-ble-mesh/ble-mesh-index>：功能列表、快速入门、架构、应用示例描述、常见问题等。
:example:应用示例 <bluetooth/esp_ble_mesh>

.. only:: SOC_BLUFI_SUPPORTED

BluFi ^^^^^

{IDF_TARGET_NAME} 的 BluFi 是通过蓝牙信道进行的 Wi-Fi 网络配置功能。BluFi 提供了将 Wi-Fi 配置和凭据传递给 {IDF_TARGET_NAME} 的安全协议，从而使 {IDF_TARGET_NAME} 连接到 AP 或搭建软 AP。

:doc:BluFi 文档 <blufi>
:example:应用示例 <bluetooth/blufi>

应用

最上层是应用层。利用上述 API 和蓝牙规范，可以在 ESP-Bluedroid 和 ESP-NimBLE 协议栈之上创建特定用例的低功耗蓝牙应用程序。