文档介绍：蓝牙技术与协议的开发应用与实现~教育资源库
1 什么是蓝牙技术
所谓蓝牙技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用蓝牙技术能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动等移动通信终端设备,并且能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。通俗地讲,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。
2 蓝牙技术的特点
蓝牙协议体系结构
整个蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分。链路管理层(LMP)、基带层(BBP)和蓝牙无线电信道构成蓝牙的底层模块。BBP层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。LMP层负责连接的建立和拆除以及链路的安全和控制,它们为上层软件模块提供了不同的访问人口,但是两个模块接口之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口的解释才能进行。也就是说,中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议(L2CAP)、服务发现协议(SDP)、串口仿真协议(RFM)和控制协议规范(TCS)。L2CAP完成数据拆装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能,是其他上层协议实现的基础,因此也是蓝牙协议栈的核心部分。SDP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。在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层,它对应于各种应用模型的剖面,是剖面的一部分。目前定义了13种剖面。
蓝牙低层模块
蓝牙的低层模块是蓝牙技术的核心,是任何蓝牙设备都必须包括的部分。
。采用了蓝牙结束的设备讲能够提供高达720kbit/s 的数据交换速率。
蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术,分别定义了两种链路类型,即面向连接的同步链路(SCO)和面向无连接的异步链路(ACL)。
为了在很低的功率状态下也能使蓝牙设备处于连接状态,蓝牙规定了三种节能状态,即停等(Park)状态、保持(Hold)状态和呼吸(Sniff)状态。这几种工作模式按照节能效率以升序排依次是:Sniff模式、Hold模式、Park模式。
蓝牙采用三种纠错方案:1/3前向纠错(FEC)、2/3前向纠错和自动重发(ARQ)。前向纠错的目的是减少重发的可能性,但同时也增加了额外开销。然而在一个合理的无错误率环境中,多余的投标会减少输出,故分组定义的本身也保持灵活的方式,因此,在软件中可定义是否采用FEC。一般而言,在信道的噪声干扰比较大时蓝牙系统会使用前向纠错方案,以保证通信质量:对于SCO链路,使用1/3前向纠错;对于ACL链路,使用2/3前向纠错。在无编号的自动请求重发方案中,一个时隙传送的数据必须在下一个时隙得到收到的确认。只有数据在收端通过了报头错误检测和循环冗余校验(CRC)后认为无错时,才向发端发回确认消息,否则返回一个错误消息。
蓝牙系统的移动性和开放性使得安全问题变得及其重要。虽然蓝牙系统所采用的调频技术就已经提供了一定的安全保障,但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理。在链路层中,蓝牙系统提供了认证、加密和密钥管理等功能。每个用户都有一个个人标识码(P