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蓝牙基础知识 ---深圳蓝色飞舞科技

一、蓝牙名字的由来

蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王Harald Blatand-英译为Harold Bluetooth。在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威,瑞典和丹麦统一起来;就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,例如计算,手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。

在丹麦的Jelling城,在教堂里立着一块纪念碑,这块纪念碑就是为了纪念Blatand国王的功绩和他的父亲,丹麦的第一个国王“Gorm the Old”而立的。有趣的是,这块特别的石头在Harald和他的儿子Sven Forkbeard之间的一次战争后就遗失了,近600年里没有人见过这块石头。Sven获胜了(并且把他父亲流放了),因为这块刻着古代北欧文字的石头是Harald的荣耀,所以Sven埋葬了它。直到最近几年,一个农夫对他农场里的这个大土堆产生了好奇,才终于发现了这块石头。

这个标志最初是在商业协会宣布成立的时候由Scandinavian公司设计的。标志保留了它名字的传统特色,包含了古北欧字母“H”,看上去非常类似一个星号和一个“B”,在标志上仔细看两者都能看到。

二、蓝牙技术介绍

“蓝牙”(Bluetooth)原是十世纪统一了丹麦的国王的名字,现取其“统一”的含义,用来命名意在统一无线局域网通讯标准的蓝牙技术。蓝牙技术是爱立信、IBM等5家公司在1998年联合推出的一项无线网络技术。随后成立的蓝牙技术特殊兴趣组织(SIG)来负责该技术的开发和技术协议的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟该组织,最近微软公司也正式加盟并成为SIG组织的领导成员之一。

蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准,它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。它的传输距离为 10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它采用2.4GHz ISM频段和调频、跳频技术,使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs,基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持 64kb/s实时语音传输和数据传输,语音编码为CVSD,发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW,并使用全球统一的48比特的设备识别码。由于蓝牙采用无线接口来代替有线电缆连接,具有很强的移植性,并且适用于多种场合,加上该技术功耗低、对人体危害小,而且应用简单、容易实现,所以易于推广。

蓝牙技术

SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范1.0版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。

蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接,也可以支持43.2kb/秒的对称连接。

中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针 RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。

主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。

在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的 Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。

总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。

蓝牙基本述语 ---深圳蓝色飞舞科技

Baseband 基带

在Bluetooth中,基带是指在经RF调制之前的码速率为1M/s的部分。它定义了媒体访问控制(MAC)和物理层的过程,可支持Bluetooth单元间实时的语音以及数据信息流。

Bluetooth
Bluetooth是一个无线的通信链路,使用自由的2.4 GHz 工业科学医疗频段(ISM),使用跳频机制。Bluetooth允许Bluetooth主机间实时的语音业务和非实时的数据通信。链路协议是基于时隙的(TDD)。

Bluetooth Host——蓝牙主机

Bluetooth主机可以是一台计算机、计算机的外设、移动电话和PSTN的接入点。一个拥有Bluetooth单元的 Bluetooth主机可以和另一个拥有Bluetooth单元的Bluetooth主机进行通信。在Bluetooth单元间的通信链路提供一个透明的连接。

Bluetooth Unit——Bluetooth单元

Bluetooth单元是一个语音/数据电路设备, 可用于短距离的无线通信链路。Bluetooth单元支持在Bluetooth主机之间语音和数据通信。

Coverage area——覆盖区域

两个Bluetooth单元间交换信息,并且通信质量和性能可以接受的最大距离。

Host Controller Interface——主机控制接口

主机控制器接口HCI提供了一个基带控制器、链路管理器、得知硬件状态和控制寄存器的命令接口。此从接口提供了一个访问Bluetooth基带能力的统一的方法。

Host Terminal interface——主机终端接口

在Bluetooth主机和Bluetooth单元间的接口。

Inquiry——查询

一个Bluetooth单元发送查询消息来发现在覆盖区域内其他活动的Bluetooth单元。收到查询消息的 Bluetooth单元将发送一个回复消息给发送此查询消息的Bluetooth单元。回复消息包含了这个Bluetooth单元和Bluetooth主机的一些信息。

Isochronous user channel——同步用户信道

用于传送对时延敏感的信息的信道。

Logical Link Control And Adaptation——逻辑链路空中和适配

定义了高层协议复用、包的组装和拆分、传送QoS信息。并描述了用于Bluetooth测试和验证的协议状态机。

配对


在两个 Bluetooth设备间建立新关系的过程。此过程中将交换链路密钥(在请求建立连接之前或在连接阶段)。

配对码

配对设备时,强烈建议您使用密码验证即将进行的连接。另外,在某些连接情况下,您需要确保连接到正确的设备或个人。密码通常是按键(字母或数字)的任意组合。使用时请注意,某些设备映射字符的方式不同。密钥仅在连接时有效,用于不同设备或用户的密钥可以不同。。

蓝牙常用协议

1 蓝牙 核心协议

基带协议

连接管理协议 (LMP)

逻 辑 链 路 控 制 和 适 配 协 议(L2CAP)

服 务 发 现 协 议(SDP)

2 . 电 缆 替 代 协 议(RFCOMM)

RFCOMM 是 基 于ETSI-07.10 规 范 的 串 行 线 仿 真 协 议。 它 在 蓝 牙 基 带 协 议 上 仿 真RS-232 控 制 和 数 据 信 号, 为 使 用 串 行 线 传 送 机 制 的 上 层 协 议( 如OBEX) 提 供 服 务。

3 . 电 话 控 制 协 议

二 元 电 话 控 制 协 议(TCS-Binary 或TCS BIN)

AT 命 令 集 电 话 控 制 协 议

4 . 选 用 协 议

点 对 点 协 议(PPP)

TCP/UDP/IP

对 象 交 换 协 议(OBEX)

无 线 应 用 协 议(WAP)

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