Bluetooth

蓝牙基础：蓝牙的工作原理1、什么是蓝牙？蓝牙（BlueTooth)是一种支持设备短距离通信的无线电技术,功率级别分CLASS1 100米距离和CLASS2 10米距离两种。

能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。

蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽可达3Mb/s。

手机、PDA、GPS蓝牙、耳机、笔记本内置蓝牙等一般为CLASS2 10米功率级别，工业用蓝牙应用100米级的多一些，如GC－06，KC－03蓝牙模块。

蓝牙技术规范由SIG组织开发维护，目前具备蓝牙通讯功能的产品已经很多。

2、蓝牙通信的主从关系蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。

理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。

一个具备蓝牙通讯功能的设备，可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。

一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。

3、蓝牙的呼叫过程蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备，此时从端设备需要处于可被查找状态，如：蓝牙耳机需要按键操作才能进入可被查找状态，我公司预装GCM－301、101等固件的模块始终处于可被查找状态。

主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，一般蓝牙耳机默认为：1234或0000，立体声蓝牙耳机默认为：8888，也有设备不需要输入PIN码。

配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，根据应用不同，可能是ACL数据链路呼叫或SCO语音链路呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。

bluetooth标准Bluetooth是一种无线通信技术，它的标准规范由Bluetooth技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）制定和管理。

Bluetooth标准涵盖了各种蓝牙设备之间的通信协议、安全性、功耗、传输速率等方面的要求，以确保不同品牌的蓝牙设备能够互相兼容并正常通信。

目前最常见的Bluetooth标准版本包括：1. Bluetooth 1.x：第一个正式发布的Bluetooth标准，提供较低的数据传输速率和较短的通信距离。

2. Bluetooth 2.x：采用了增强数据传输速率和错误纠正功能，支持更高质量的音频传输。

3. Bluetooth 3.x：引入了高速模式和支持大容量数据传输的能力，适用于多媒体传输和文件共享。

4. Bluetooth 4.x：引入了低功耗技术，支持物联网设备的无线连接。

5. Bluetooth 5.x：引入了更高速的数据传输速率和更远的通信距离，提供了更好的性能和覆盖范围。

除了传统的蓝牙标准，Bluetooth SIG还在不同领域推出了一些专用的Bluetooth标准，比如：1. Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate（BR/EDR）：传统的蓝牙标准，用于音频设备、数据传输等应用。

2. Bluetooth Low Energy（LE）：用于低功耗设备，比如智能手环、传感器、追踪器等。

3. Bluetooth Core Specification for Mesh Networking：用于构建大规模蓝牙网状网络的标准。

总之，Bluetooth标准是为了确保不同厂商的蓝牙设备可以互相兼容并正确地进行无线通信而制定的规范。

随着技术的不断发展，Bluetooth标准也在不断更新和完善，以满足不同应用场景和需求的要求。

bluetooth的协议层蓝牙技术，作为一种无线通讯标准，已广泛应用于各种电子设备之间，实现了数据的短距离传输。

它的成功得益于其独特的协议层设计，这些协议层确保了蓝牙设备之间的有效、安全和可靠的通信。

本文将深入探讨蓝牙的协议层，包括其核心协议、传输协议、中间件和应用层，并分析它们是如何协同工作以实现蓝牙通信的。

一、蓝牙技术概述蓝牙技术是一种无线通讯技术，它允许电子设备之间在短距离内进行数据传输。

蓝牙技术广泛应用于手机、耳机、笔记本电脑、智能手表等设备中，为用户提供了便捷的连接方式。

蓝牙技术的特点包括低功耗、低成本和广泛的兼容性，使其成为物联网（IoT）领域的重要组成部分。

二、蓝牙的协议层结构蓝牙的协议层结构可以分为核心协议、传输协议、中间件和应用层四个部分。

这些层次结构为蓝牙通信提供了从物理层到应用层的完整解决方案。

1. 核心协议：核心协议包括基带、链路管理、逻辑链路控制和适应协议以及服务发现协议。

基带负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输，是蓝牙技术中最重要的部分。

链路管理协议负责连接的设置、建立和释放，以及安全和控制。

逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、连接管理、分组的功能和复用协议的功能。

此外，服务发现协议层上的User Discovery Protocol（UDP）使用设备的服务发现信息（SDP）使设备可以以用户理解的方式和更高级别的设备应用接口（API）来相互发现对方。

2. 传输协议：传输协议层主要包括RFCOMM协议和TCP/UDP。

RFCOMM基于ETSI标准TS07.10，传输机制本身基于L2CAP。

它为上层应用程序提供了一种串行数据传输方式。

TCP/UDP 是两种已广泛使用的传输层协议，它们被包含在蓝牙的传输协议中，可以利用IP网络协议栈来进行通信。

实际应用中，蓝牙设备以TCP或UDP方式完成数据的传输。

3. 中间件协议：中间件协议层包括串口仿真协议（RFCOMM）、服务发现协议（SDP）、电话控制协议（TCS）和音频传输协议（ATP）等。

什么是蓝牙？答：蓝牙(Bluetooth)是一种短距离无线电技术。

说得通俗一点，蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。

可实现语音和数据无线传输。

蓝牙产品采用的是一种称之为跳频的技术，能够抗信号衰落；工作于2.4GHz 的ISM (即工业、科学、医学)频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；蓝牙的每一个话音通道支持64kb/s的同步话音，异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为57.6Kbps的非对称连接，或者432.6kb/s的对称连接。

* 什么是IR（红外通讯技术）？答：红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议，是传统的设备之间连接线缆的替代。

它的通讯距离一般在0到1米之间，传输速率最快可达16Mbps，通讯介质为波长为900纳米左右的近红外线。

它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持；通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发。

主要是用来取代点对点的线缆连接；新的通讯标准兼容早期的通讯标准；小角度（30度锥角以内），短距离，点对点直线数据传输，保密性强；传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。

* 什么是PAN答：从计算机网络的角度来看，PAN（Personal Area Network）是一个局域网；从电信网络的角度来看，PAN是一个接入网，因此有人把PAN称为电信网络―最后一米‖的解决方案。

PAN定位在家庭与小型办公室的应用场合。

其主要应用范围包括：话音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。

* 有哪几种PAN技术？答：四种PAN技术——PAN的实现技术主要有：Bluetooth、IrDA、Home RF与UWB （Ultra-Wideband Radio）四种。

蓝牙(bluetooth)技术概述1998年5月，五家世界著名的大公司－－爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia）、东芝（Toshiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel）联手推出了蓝牙(Bluetooth)计划。

这五家公司包含了两家著名的移动通信制造公司、两家著名的便携式计算机制造公司和一家在芯片技术和数字信号处理（DSP）技术上领先的公司。

这项计划公布后，迅速得到包括摩托罗拉、朗讯、康柏、西门子、高通、3Com、TDK等大公司在内的许多厂商的支持和采纳。

第一批应用“蓝牙”技术装备的产品，包括手机、电话机和便携式计算机等，在1999年的年底纷纷进入市场。

要了解蓝牙技术的原理及发展前景，首先要弄清楚什么是蓝牙！一、什么是蓝牙· 蓝牙(B1uetooth)含义：狼的牙齿参差不齐，却能紧紧地啮合在一起，这种设备同样会让耳机、笔记本电脑、冰箱等毫不相关的产品紧密结合在一起。

由于狼牙在月光下会发出蓝光，“蓝牙”由此得名。

· 蓝牙技术实质：一种短距离无线通信标准二、Bluetooth系统的组成蓝牙系统由天线单元、链路控制（固件）单元、链路管理（软件）单元和蓝牙软件（协议栈）单元四个功能单元组成。

１．天线单元蓝牙要求其天线部分体积十分小巧、重量轻，因此，蓝牙天线属于微带天线。

２．链路控制（固件）单元在目前蓝牙产品中，人们使用了３个IC分别作为联接控制器、基带处理器以及射频传输／接收器，此外还使用了３０～５０个单独调谐元件。

３．链路管理（软件）单元链路管理（LM）软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其它一些协议。

LM能够发现其它远端LM并通过LMP（键路管理协议）与之通信。

４．软件（协议栈）单元蓝牙的软件（协议栈）单元是一个独立的操作系统，不与任何操作系统捆绑。

它必须符合已经制定好的蓝牙规范。

蓝牙规范是为个人区域内的无线通信制定的协议，它包括两部分：第一部分为核心（Core）部分，用以规定诸如射频、基带、连接管理、业务搜寻（service discovery）、传输层以及与不同通信协议间的互用、互操作性等组件；第二部分为协议子集（Profile）部分，用以规定不同蓝牙应用（也称使用模式）所需的协议和过程。

蓝牙技术BluetoothBluetooth 是一种低功耗的无线技术，目的是取代现有的PC、打印机、传真机和移动电话等设备上的有线接口。

Bluetooth 技术作为一种无线数据与语音通信的开放性标准，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。

蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。

这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备，就可以获得用户的位置信息。

蓝牙技术主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库。

由于蓝牙技术传输距离短，只能进行“点对点”的传输，传输速度比较慢，且在复杂的空间环境中容易受其他信号的干扰，稳定性较差，因此主要适用于小范围的空间。

蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中，因此很容易推广普及。

理论上，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。

采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。

其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。

在众多的短距离无线通信技术中, 蓝牙技术是比较突出的一个, 并正在得到广泛应用。

根据目前公布的1.0 的技术规范, 蓝牙技术的工作频段是全球统一的2.4GHz ISM频段。

它采用以每秒钟1600 兆的快速跳频扩频技术, 传输速率为1Mbps, 具有很强的抗干扰能力, 其标准的有效传输距离为10 米, 通过添加放大器可将传输距离增加到100 米。

该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到1.2m。