文档介绍:蓝牙模块相关知识交流
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概述
蓝牙技术的特点
蓝牙协议体系结构
Android Bluetooth 架构
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概述
“蓝牙”是一种开放的技术规范,它可在世界上的任何地方
实现短距离的无线(LM)
负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。
链路为SCO同步话音链路与ACL 异步数据链路。
蓝牙的SIG规定了四种与硬件连接的物理总线方式:USB、RS232、UART和PC卡
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二、中间协议层
中间协议层的一系列协议构成了蓝牙协议体系:
蓝牙协议体系中的协议按SIG的关注程度分为四层:
:BaseBand、LMP、L2CAP、SDP;
:RFCOMM;
:TCS-Binary、AT 命 令 集;
:PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCal、IrMC、 WAE。
除上述协议层外,规范还定义了主机控制器接口(HCI),位于蓝牙系统的L2CAP(逻辑链路控制与适配协议)层和LMP(链路管理协议)层之间的一层协议。
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HCI协议的作用
其他高层协议
HCI驱动
物理总线(串口,USB等)驱动
主机
物理总线
物理总线固件
HCI Firmware
LM
RF
蓝牙控制器
HCI协议提供了统一访问蓝牙控制器的能力。主机控制器以HCI命令的形式提供了访问蓝牙硬件的基带控制器、链路管理器、硬件状态寄存器、控制寄存器以及事件寄存器的能力,所有这些功能都要通过内置于蓝牙硬件内部的HCI Firmware来实现。主机通过HCI接口向主机控制器内的HCI Firmware发送HCI命令,HCI Firmware再通过基带命令、链路管理器命令、硬件状寄存器、控制寄存器以及事件寄存器完成该HCI命令,从而实现对蓝牙硬件的控制。
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模块及应用程序接口
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1、核心协议
基 带 协 议 (BaseBand)
<1> 基带和链路控制层确保各蓝牙设备之间的物理连接。基带协议使用查询和分页进程同步不同设备间的发送频率和时钟,为基带数据分组提供面向连接(SCO)和无连接(ACL)两种物理连接方式,而且,同一射频上可实现多路数据传送。ACL适用于数据分组,SCO适用于话音以及话音与数据的组合,所有的话音和数据分组都进行前向纠错(FEC)或循环冗余校验(CRC),且可加密。此外,对于不同数据类型(包括连接管理信息和控制信息)都分配一个特殊通道。
<2> 可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音,面向连接的话音分组只需经过基带传输,而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单,只需开通话音连接就可传送话音。
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连接管理协议(LMP)
该协议负责各蓝牙设备间连接的建立。它通过连接的发起、交换、核实,进行身份认证和加密,通过协商确定基带数据分组大小。它还控制无线设备的电源模式和工作周期,以及微微网内设备单元的连接状态。
逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)
L2CAP协议是一个为高层协议屏蔽基带协议的适配协议,位于基带协议之上,属于数据链路层,为高层提供面向连接和面向无连接的数据服务,完成协议复用、分段和重组、服务质量QoS(Quality Of Service)传输以及组抽象等功能。虽然基带协议提供了SCO和ACL两种连接类型,但L2CAP只支持ACL。
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(1)协议复用:由于基带协议不能识别任何高层协议,所以L2CAP必须支持上层协议复用,它能区分诸如服务发现协议、RFCOMM协议、电话控制协议等高层协议。
(2)分段与重组:蓝牙基带协议数据包的大小是有限的。发送方需将较大的L2CAP包必须分解成小的基带包来发送。在接收方,必须将多个基带包重组为一个完整的L2CAP数据包。
(3)服务质量:在L2CAP建立连接的过程中允许改变两台蓝牙设备间的服务质量,每个L2CAP实体必须监视协议使用的资源并保证服务质量的实现。
(4)组管理:蓝牙的基带协议支持微微网,
即一组设备使用同一时钟同步跳频,
L2CAP协议的组提取功能可以有效地将
协议的组映射为基带的微微网,以避免
高层协议为了有效的管理组而必须与
基带协议以及链路管理器直接联系。
High Layer
L2CAP
Low Layer(BB or HCI)
request
confirm
request
confirm
response
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服务发现协议(SDP