姓名:于川皓 學(xué)號:16140210089
轉(zhuǎn)載自:http://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/38145507
【嵌牛導(dǎo)讀】:藍(lán)牙(Bluetooth?):是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)溶浴,可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備瞒津、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波)妹沙。藍(lán)牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制,當(dāng)時是作為RS232數(shù)據(jù)線的替代方案夺刑。藍(lán)牙可連接多個設(shè)備,克服了數(shù)據(jù)同步的難題檐嚣。
【嵌牛鼻子】:藍(lán)牙技術(shù)
【嵌牛提問】:藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)脊奋?有什么應(yīng)用?
【嵌牛正文】:藍(lán)牙(Bluetooth?):是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)富玷,可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備璧坟、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波)。藍(lán)牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制赎懦,當(dāng)時是作為RS232數(shù)據(jù)線的替代方案雀鹃。藍(lán)牙可連接多個設(shè)備,克服了數(shù)據(jù)同步的難題铲敛。
如今藍(lán)牙由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group褐澎,簡稱SIG)管理。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在全球擁有超過25,000家成員公司伐蒋,它們分布在電信工三、計算機(jī)迁酸、網(wǎng)絡(luò)、和消費(fèi)電子等多重領(lǐng)域俭正。IEEE將藍(lán)牙技術(shù)列為IEEE 802.15.1奸鬓,但如今已不再維持該標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟負(fù)責(zé)監(jiān)督藍(lán)牙規(guī)范的開發(fā)掸读,管理認(rèn)證項目串远,并維護(hù)商標(biāo)權(quán)益。制造商的設(shè)備必須符合藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)才能以“藍(lán)牙設(shè)備”的名義進(jìn)入市場儿惫。藍(lán)牙技術(shù)擁有一套專利網(wǎng)絡(luò)澡罚,可發(fā)放給符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。[1]
中文名
藍(lán)牙
外文名
Bluetooth
釋????義
一種短距離無線通信技術(shù)
最新版本
4.2
數(shù)據(jù)速率
1Mbps
創(chuàng)始人
微波頻譜
2.402GHz 到 2.480GHz
最大功率輸出
1類是100mW
.
2類是2.5mW
.
3類是1mW
波????段
2400-2483.5MHz
USB軟件狗
100米射程
目錄
3通訊連接
4Uses
?功率射程
?基帶糾錯
?空中接口
?概況
名稱與圖標(biāo)
“藍(lán)牙”(Bluetooth)一詞是斯堪的納維亞語中 Bl?tand / Bl?tann (即古挪威語blát?nn) 的一個英語化版本肾请,該詞是十世紀(jì)的一位國王Harald Bluetooth的綽號留搔,他將紛爭不斷的丹麥部落統(tǒng)一為一個王國晕换,傳說中他還引入了基督教以现。以此為藍(lán)牙命名的想法最初是Jim Kardach于1997年提出的,Kardach開發(fā)了能夠允許移動電話與計算機(jī)通訊的系統(tǒng)蜻直。他的靈感來自于當(dāng)時他正在閱讀的一本由Frans G. Bengtsson撰寫的描寫北歐海盜和Harald Bluetooth國王的歷史小說The Long Ships饵逐,意指藍(lán)牙也將把通訊協(xié)議統(tǒng)一為全球標(biāo)準(zhǔn)括眠。[2]
傳輸與應(yīng)用
藍(lán)牙的波段為2400–2483.5MHz(包括防護(hù)頻帶)。這是全球范圍內(nèi)無需取得執(zhí)照(但并非無管制的)的工業(yè)倍权、科學(xué)和醫(yī)療用(ISM)波段的 2.4 GHz 短距離無線電頻段掷豺。
藍(lán)牙使用跳頻技術(shù),將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)包薄声,通過79個指定的藍(lán)牙頻道分別傳輸數(shù)據(jù)包萌业。每個頻道的頻寬為1 MHz。藍(lán)牙4.0使用2 MHz 間距奸柬,可容納40個頻道生年。第一個頻道始于2402 MHz,每1 MHz一個頻道廓奕,至2480 MHz抱婉。有了適配跳頻(Adaptive Frequency-Hopping,簡稱AFH)功能桌粉,通常每秒跳1600次蒸绩。
最初,高斯頻移鍵控(Gaussian frequency-shift keying铃肯,簡稱GFSK) 調(diào)制是唯一可用的調(diào)制方案患亿。然而藍(lán)牙2.0+EDR 使得 π/4-DQPSK和 8DPSK 調(diào)制在兼容設(shè)備中的使用變?yōu)榭赡堋_\(yùn)行GFSK的設(shè)備據(jù)說可以以基礎(chǔ)速率(Basic Rate,簡稱BR)運(yùn)行步藕,瞬時速率可達(dá)1Mbit/s惦界。增強(qiáng)數(shù)據(jù)率(Enhanced Data Rate,簡稱EDR)一詞用于描述π/4-DPSK 和 8DPSK 方案, 分別可達(dá)2 和 3Mbit/s咙冗。在藍(lán)牙無線電技術(shù)中沾歪,兩種模式(BR和EDR) 的結(jié)合統(tǒng)稱為“BR/EDR射頻”
藍(lán)牙是基于數(shù)據(jù)包、有著主從架構(gòu)的協(xié)議雾消。一個主設(shè)備至多可和同一微微網(wǎng)中的七個從設(shè)備通訊灾搏。所有設(shè)備共享主設(shè)備的時鐘。分組交換基于主設(shè)備定義的立润、以312.5μs為間隔運(yùn)行的基礎(chǔ)時鐘狂窑。兩個時鐘周期構(gòu)成一個625μs的槽,兩個時間隙就構(gòu)成了一個1250μs的縫隙對桑腮。在單槽封包的簡單情況下蕾域,主設(shè)備在雙數(shù)槽發(fā)送信息、單數(shù)槽接受信息到旦。而從設(shè)備則正好相反。封包容量可長達(dá)1巨缘、3添忘、或5個時間隙,但無論是哪種情況若锁,主設(shè)備都會從雙數(shù)槽開始傳輸搁骑,從設(shè)備從單數(shù)槽開始傳輸。[3]
通訊連接
藍(lán)牙主設(shè)備最多可與一個微微網(wǎng)(一個采用藍(lán)牙技術(shù)的臨時計算機(jī)網(wǎng)絡(luò))中的七個設(shè)備通訊, 當(dāng)然并不是所有設(shè)備都能夠達(dá)到這一最大量又固。設(shè)備之間可通過協(xié)議轉(zhuǎn)換角色仲器,從設(shè)備也可轉(zhuǎn)換為主設(shè)備(比如,一個頭戴式耳機(jī)如果向手機(jī)發(fā)起連接請求仰冠,它作為連接的發(fā)起者乏冀,自然就是主設(shè)備,但是隨后也許會作為從設(shè)備運(yùn)行洋只。)
藍(lán)牙核心規(guī)格提供兩個或以上的微微網(wǎng)連接以形成分布式網(wǎng)絡(luò)辆沦,讓特定的設(shè)備在這些微微網(wǎng)中自動同時地分別扮演主和從的角色。
數(shù)據(jù)傳輸可隨時在主設(shè)備和其他設(shè)備之間進(jìn)行(應(yīng)用極少的廣播模式除外)识虚。主設(shè)備可選擇要訪問的從設(shè)備肢扯;典型的情況是,它可以在設(shè)備之間以輪替的方式快速轉(zhuǎn)換担锤。因為是主設(shè)備來選擇要訪問的從設(shè)備蔚晨,理論上從設(shè)備就要在接收槽內(nèi)待命,主設(shè)備的負(fù)擔(dān)要比從設(shè)備少一些肛循。主設(shè)備可以與七個從設(shè)備相連接铭腕,但是從設(shè)備卻很難與一個以上的主設(shè)備相連银择。規(guī)格對于散射網(wǎng)中的行為要求是模糊的。
許多USB藍(lán)牙適配器或“軟件狗”是可用的谨履,其中一些還包括一個IrDA適配器欢摄。[3]
Uses
功率射程
類別最大功率容量射程范圍
(
m)
(mW)(dBm)
110020~100
22.54~10
310~1
藍(lán)牙是一個標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊協(xié)議,基于設(shè)備低成本的收發(fā)器芯片笋粟,傳輸距離近怀挠、低功耗。由于設(shè)備使用無線電(廣播)通訊系統(tǒng)害捕,他們并非是以實(shí)際可見的線相連绿淋,然而準(zhǔn)光學(xué)無線路徑則必須是可行的。射程范圍取悅于功率和類別尝盼,但是有效射程范圍在實(shí)際應(yīng)用中會各有差異吞滞,請參考右側(cè)的表格。[3]
數(shù)據(jù)吞吐量
版本數(shù)據(jù)率最大應(yīng)用吞吐量
1.21Mbit/s>80 kbit/s
2.0 + EDR3 Mbit/s>80 kbit/s
3.0 + HS24 Mbit/s請參考3.0 + HS
4.024 Mbit/s請參考4.0 LE
有效射程因傳輸條件盾沫、材料覆蓋裁赠、生產(chǎn)樣本的變化、天線配置和電池狀態(tài)有關(guān)赴精。多數(shù)藍(lán)牙應(yīng)用是為室內(nèi)環(huán)境而設(shè)計的佩捞,由于墻的衰減和信號反射造成的信號衰落會使得射程遠(yuǎn)小于藍(lán)牙產(chǎn)品規(guī)定的射程范圍。多數(shù)藍(lán)牙應(yīng)用是由電池供電的2類設(shè)備蕾哟,無論對方設(shè)備是1類或2類一忱,射程差異均不明顯,因為射程范圍通常取決于低功率的設(shè)備谭确。某些情況下帘营,當(dāng)2類設(shè)備連接到一個敏感度和發(fā)射功率都高于典型的2類設(shè)備的1類收發(fā)器上時,數(shù)據(jù)鏈的有效射程可被延長逐哈。然而多數(shù)情況下芬迄,1類設(shè)備與2類設(shè)備的敏感度是相近的。
兩個敏感度和發(fā)射功率都較高的1類設(shè)備相連接昂秃,射程可遠(yuǎn)高于一般水平的100m薯鼠,取決于應(yīng)用所需要的吞吐量。有些設(shè)備在開放的環(huán)境中的射程能夠高達(dá)1km甚至更高械蹋。
藍(lán)牙核心規(guī)范規(guī)定了最小射程出皇,但是技術(shù)上的射程是由應(yīng)用決定、且是無限的哗戈。制造商可根據(jù)實(shí)際的用例調(diào)整射程郊艘。[3]
藍(lán)牙協(xié)議
一、主要文章:藍(lán)牙配置文件
要使用藍(lán)牙無線技術(shù),設(shè)備必須能夠解譯某些藍(lán)牙配置文件纱注,藍(lán)牙配置文件定義了可能的應(yīng)用畏浆,并規(guī)定了藍(lán)牙設(shè)備之間通信的一般行為。這些配置文件包括對通信參數(shù)和控制的最初設(shè)定狞贱。配置文件能夠節(jié)約在雙向鏈路起效之前重新發(fā)送參數(shù)的時間刻获。廣泛的藍(lán)牙配置文件描述很多不同種類的應(yīng)用或設(shè)備用例。[4]
二瞎嬉、應(yīng)用列表
移動電話和免提耳機(jī)之間的無線控制和通信蝎毡。這是早期受歡迎的應(yīng)用之一。
移動電話與兼容藍(lán)牙的汽車音響系統(tǒng)之間的無線控制和通信氧枣。
對搭載iOS或Android的平板電腦和音箱等設(shè)備進(jìn)行無線控制和通信沐兵。
無線藍(lán)牙耳機(jī)和對講機(jī)。耳機(jī)有時被簡稱為“一個藍(lán)牙”便监。
輸送至耳機(jī)的無線音頻流扎谎、無通信功能。
有限空間內(nèi)對帶寬要求不高的PC之間的無線網(wǎng)絡(luò)烧董。
電腦與輸入輸出設(shè)備間的無線連接毁靶,常見的有鼠標(biāo)、鍵盤逊移、打印機(jī)预吆。
在可進(jìn)行對象交換的設(shè)備之間傳輸文件、詳細(xì)通訊錄信息螟左、日歷安排、備忘錄等觅够。
取代早前在測試設(shè)備胶背、GPS接收器、醫(yī)療設(shè)備喘先、條形碼掃描器钳吟、交通管制設(shè)備上的有線RS-232串行通信。
用于之前經(jīng)常使用紅外線的控制窘拯。
無需更高的USB帶寬红且、需要無線連接的低帶寬應(yīng)用。
從采用藍(lán)牙的廣告版向其他可被發(fā)現(xiàn)的藍(lán)牙設(shè)備發(fā)送小型廣告涤姊。
兩個工業(yè)以太網(wǎng)(如PROFINET)網(wǎng)絡(luò)之間的無線網(wǎng)橋
三個第七代和第八代游戲機(jī)暇番,任天堂的Wii和索尼的PlayStation 3 的控制器都分別采用了藍(lán)牙
個人電腦或PDA的撥號上網(wǎng)可使用有數(shù)據(jù)交換能力的移動電話作為無線調(diào)制解調(diào)器。
健康傳感器數(shù)據(jù)從醫(yī)療設(shè)備向移動電話思喊、機(jī)頂盒或特定的遠(yuǎn)距離衛(wèi)生設(shè)備進(jìn)行短距離傳輸壁酬。
允許無繩電話代替附近的移動電話響鈴或接聽電話。
實(shí)時定位系統(tǒng)(RTLS)可用于實(shí)時追蹤和確認(rèn)物體位置,這是通過“節(jié)點(diǎn)”舆乔、粘貼或嵌入物體內(nèi)的“標(biāo)簽”岳服,和從這些標(biāo)簽上接收并處理無線信號的“讀寫器” 來確認(rèn)位置的。
智能手機(jī)上防止物品丟失或遭竊的個人保安應(yīng)用希俩。受保護(hù)的物件上藍(lán)牙標(biāo)識 (如一個標(biāo)簽)吊宋,以與電話保持持續(xù)通信。如果連接中斷(如標(biāo)識離開電話的范圍)颜武,那么警報會響起璃搜。這也可用作人落水警報。自2009年起已有了采用此技術(shù)的產(chǎn)品盒刚。
加拿大阿爾伯塔省卡爾加里的道路交通部門使用從旅行者的藍(lán)牙設(shè)備中收集的數(shù)據(jù)來幫助駕車者預(yù)測旅行時間和道路擁堵腺劣。
音頻的無線傳輸(比FM發(fā)射器更可靠的選擇)[4]
O-Band智能手環(huán)
三、 Bluetooth vs. Wi-Fi(IEEE 802.11)
藍(lán)牙和Wi-Fi(使用IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的品牌名稱)有些類似的應(yīng)用:設(shè)置網(wǎng)絡(luò)因块、打印橘原、或傳輸文件。Wi-Fi主要是用于替代工作場所一般局域網(wǎng)接入中使用的高速線纜的涡上。這類應(yīng)用有時也稱作無線局域網(wǎng)(WLAN)趾断。藍(lán)牙主要是用于便攜式設(shè)備及其應(yīng)用的。這類應(yīng)用也被稱作無線個人域網(wǎng)(WPAN)吩愧。藍(lán)牙可以替代很多應(yīng)用場景中的便攜式設(shè)備的線纜芋酌,在能夠應(yīng)用于一些固定場所,如智能家庭能源管理(如恒溫器)等雁佳。
Wi-Fi和藍(lán)牙的應(yīng)用在某種程度上是互補(bǔ)的脐帝。Wi-Fi通常以接入點(diǎn)為中心,通過接入點(diǎn)與路由網(wǎng)絡(luò)里形成非對稱的客戶機(jī)-服務(wù)器連接糖权。而藍(lán)牙通常是兩個藍(lán)牙設(shè)備間的對稱連接堵腹。藍(lán)牙適用于兩個設(shè)備通過最簡單的配置進(jìn)行連接的簡單應(yīng)用,如耳機(jī)和遙控器的按鈕星澳,而Wi-Fi更適用于一些能夠進(jìn)行稍復(fù)雜的客戶端設(shè)置和需要高速的應(yīng)用中疚顷,尤其像通過存取節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。但是禁偎,藍(lán)牙接入點(diǎn)確實(shí)存在腿堤,而且Wi-Fi的點(diǎn)對點(diǎn)連接雖然不像藍(lán)牙一般容易,但也是可能的如暖。Wi-Fi Direct是最近開發(fā)的笆檀、為Wi-Fi添加了類似藍(lán)牙的點(diǎn)對點(diǎn)功能。[4]
四盒至、設(shè)備
一個有著100m射程的藍(lán)牙USB軟件狗误债。
藍(lán)牙存在于跟多產(chǎn)品中浸船,如電話、平板電腦寝蹈、媒體播放器李命、機(jī)器人系統(tǒng)、手持設(shè)備箫老、筆記本電腦封字、游戲手柄、以及一些高音質(zhì)耳機(jī)耍鬓、調(diào)制解調(diào)器阔籽、手表等。藍(lán)牙技術(shù)在低帶寬條件下臨近的兩個或多個設(shè)備間的信息傳輸十分有用牲蜀。藍(lán)牙常用于電話語音傳輸(如藍(lán)牙耳機(jī))或手持計算機(jī)設(shè)備的字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸(文件傳輸)笆制。
藍(lán)牙協(xié)議能夠簡化設(shè)備間服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和設(shè)置。藍(lán)牙設(shè)備可以對他們所提供的服務(wù)做廣告涣达,這讓服務(wù)的使用變得更容易在辆,因為有比其他類型網(wǎng)絡(luò)更多的安全、網(wǎng)絡(luò)地址度苔、許可配置可自動進(jìn)行匆篓。[4]
計算機(jī)要求
典型的藍(lán)牙 USB 軟件狗
內(nèi)置筆記本藍(lán)牙卡 (14×36×4 mm)
沒有內(nèi)置藍(lán)牙的個人電腦可通過藍(lán)牙適配器實(shí)現(xiàn)與藍(lán)牙設(shè)備之間的通信。有些臺式機(jī)和最近多數(shù)的筆記本電腦都有內(nèi)置藍(lán)牙無線電寇窑,沒有的則需要通過外置適配器實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信功能鸦概,通常是一個小型USB軟件狗。不像早期的IrDA需要一個單獨(dú)的適配器來連接每個設(shè)備甩骏,藍(lán)牙通過一個適配器即可實(shí)現(xiàn)計算機(jī)與多個設(shè)備之間的通信窗市。
操作系統(tǒng)應(yīng)用
關(guān)于該主題的更多詳細(xì)信息,請參考Bluetooth stack.
Apple從2012年的MacOSX v10.2產(chǎn)品就開始采用藍(lán)牙技術(shù)了饮笛。
關(guān)于微軟平臺咨察,Windows XP Service Pack 2和SP3版本對Bluetooth 1.1、2.0和2.0+EDR提供了原生支持缎浇。早期版本要求用戶安裝藍(lán)牙適配器驅(qū)動裝置扎拣,而非直接支持藍(lán)牙赴肚。微軟自己的藍(lán)牙軟件狗(包含在其藍(lán)牙電腦設(shè)備中)沒有外部驅(qū)動器素跺,因此需要安裝Windows XP Service Pack 2。帶有無線功能包的Windows Vista RTM/SP1 或Windows Vista SP2兼容Bluetooth 2.1+EDR誉券。Windows 7兼容Bluetooth 2.1+EDR和延長詢問回復(fù)(EIR)指厌。
Windows XP和Windows Vista/Windows 7藍(lán)牙堆棧對以下藍(lán)牙協(xié)議提供原生支持:PAN、SPP踊跟、DUN踩验、HID鸥诽、HCRP。Windows XP堆椈叮可被支持其他協(xié)議或更新藍(lán)牙版本的第三方堆棧替代牡借。Windows Vista/Windows 7 藍(lán)牙堆棧支持第三方協(xié)議且不需要其替代微軟的堆棧。
Linux有兩個常用的藍(lán)牙堆棧袭异,BlueZ和Affix钠龙。多數(shù)Linux核心程序都包括BlueZ堆棧,它最早是由高通開發(fā)的御铃。Affix堆棧是由Nokia開發(fā)的碴里。FreeBSD從它的5.0版本開始支持藍(lán)牙。NetBSD從它的4.0版本開始支持藍(lán)牙上真。它的藍(lán)牙堆棧也被接入OpenBSD端口咬腋。[5]
規(guī)格和特性
短鏈接廣播技術(shù)(后來改名為藍(lán)牙)最初是由愛立信移動的CTO Nils Rydbeck在瑞典隆德(Lund)所開發(fā),目的是根據(jù)1989年發(fā)表的兩項發(fā)明(Johan Ullman博士1989年6月2日發(fā)布的SE 8902098-6和1992年7月24日發(fā)布的SE 9202239)睡互,開發(fā)一個無線耳機(jī)根竿。Nils Rydbeck把規(guī)格指定的工作交給了Tord Wingren,把開發(fā)的工作交給了Jaap Haartsen和Sven Mattisson湃缎。他們在瑞典隆德的愛立信工作犀填。這一規(guī)格是基于跳頻技術(shù)。
藍(lán)牙規(guī)格由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟正式推出嗓违,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟是1998年5月20日正式宣布成立的九巡。如今它的全球成員公司已超過兩萬五千家。它最初是由愛立信蹂季、IBM冕广、英特爾、東芝和諾基亞創(chuàng)立的偿洁,后開又有許多公司加入撒汉。
所有的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)版本都支持向下兼容,讓最新的版本能夠覆蓋所有舊的版本涕滋。
藍(lán)牙核心規(guī)格工作組(Bluetooth Core Specification Working Group睬辐,簡稱CSWG)主要制定4種規(guī)格
藍(lán)牙核心規(guī)格,通常幾年更新一次
核心規(guī)格附錄(CSA)宾肺,每年可發(fā)布更新數(shù)次
核心規(guī)格補(bǔ)充(CSS)溯饵,發(fā)布較快
勘誤表
1.0版本和1.0B版本
藍(lán)牙1.0版本和1.0B版本曾出現(xiàn)一些問題,制造商在產(chǎn)品互操作性上遇到了一些困難锨用。藍(lán)牙1.0版本和1.0B版本還包括連接過程(讓協(xié)議層不可能匿名)中的強(qiáng)制性藍(lán)牙硬件設(shè)備地址(BD_ADDR)傳送丰刊,這給一些為藍(lán)牙環(huán)境而設(shè)計的服務(wù)帶來了不小的打擊。[6]
1.1版本
2002年獲批為IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)
1.0B規(guī)格中的許多錯誤得以修正
添加了未加密頻道的可能性
接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)[6]
1.2版本
主要的改進(jìn)包括如下:
更快的連接和發(fā)現(xiàn)增拥。
自適應(yīng)跳頻擴(kuò)頻(AFH)啄巧,通過避免在跳頻序列中使用擁擠的頻率寻歧,提高了對射頻干擾的抵抗。
實(shí)際應(yīng)用中的傳輸速度相較1.1版本提升秩仆,高達(dá)721 kbit/s码泛。
延伸同步連結(jié)(eSCO)通過允許重新發(fā)送損壞的封包,提高了音頻的音質(zhì)澄耍,還可以選擇性的提高音頻延遲弟晚,以提供更好的并行數(shù)據(jù)傳輸。
與三線UART的主機(jī)控制器接口(HCI)操作逾苫。
2005年獲批為IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)卿城。
為L2CAP引入了流量控制和傳輸模式。[6]
2.0 + EDR版本
這一藍(lán)牙核心版本發(fā)布于2004年铅搓。主要不同在于增強(qiáng)數(shù)據(jù)率(EDR)的推出瑟押,它能夠?qū)崿F(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸。EDR的標(biāo)稱速率是3 Mbit/s星掰,盡管實(shí)踐中的數(shù)據(jù)傳輸速率為2.1 Mbit/s多望。EDR使用GFSK、相移鍵控(PSK)調(diào)制和π/4-DQPSK氢烘、 8DPSK兩個變量的組合怀偷。EDR可通過減少工作周期提供更低的功耗。
這一規(guī)格命名為Bluetooth v2.0 + EDR播玖,意謂EDR是選擇性的功能椎工。除了EDR,2.0 規(guī)格還包括其它一些小的改進(jìn)蜀踏。產(chǎn)品無需支持更高速的數(shù)據(jù)率也可完成藍(lán)牙2.0的合規(guī)性認(rèn)證维蒙。至少有一個商業(yè)設(shè)備在其數(shù)據(jù)表上是寫明了其是“不支持EDR的藍(lán)牙2.0”。[6]
2.1 + EDR版本
藍(lán)牙核心規(guī)范2.1 + EDR 是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2007年7月26日推出的果覆。
2.1最大的特點(diǎn)是安全簡易配對(SSP):它為藍(lán)牙設(shè)備提高了配對體驗颅痊,同時也提升了安全性的實(shí)際應(yīng)用和強(qiáng)度。請參考后面的“配對”部分了解更多詳情局待。
2.1還包括其他一些改進(jìn)斑响,包括“延長詢問回復(fù)”(EIR),在查詢過程中提供更多信息钳榨,讓設(shè)備能在連接前更好地進(jìn)行篩選舰罚;以及像低耗電監(jiān)聽模式(Sniff Subrating),它能夠在低功耗模式下降低耗電重绷。[6]
3.0 + HS版本
藍(lán)牙核心規(guī)格3.0 + HS版本是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟2009年4月21日推出的沸停。藍(lán)牙3.0+HS的傳輸速率理論上可高達(dá)24 Mbit/s膜毁,盡管這并非是通過藍(lán)牙鏈接本身昭卓。相反愤钾,藍(lán)牙鏈接是用于協(xié)商和建立,高速的數(shù)據(jù)傳輸是由相同位置的802.11鏈接完成的候醒。
主要的新特性是AMP(Alternative MAC/PHY)能颁,它也是802.11新增的高速傳輸功能。高速并非該規(guī)格的強(qiáng)制特性倒淫,因此只有標(biāo)注了"+HS"商標(biāo)的設(shè)備才是真正通過802.11高速數(shù)據(jù)傳輸支持藍(lán)牙伙菊。沒有標(biāo)注"+HS"后綴的藍(lán)牙3.0設(shè)備僅支持核心規(guī)格3.0版本或之前的核心規(guī)范附錄1。[6]
L2CAP增強(qiáng)模式
加強(qiáng)版重傳模式(Enhanced Retransmission Mode敌土,簡稱ERTM)采用的是可靠地L2CAP 通道镜硕,而流模式(Streaming Mode,簡稱SM)采用的是沒有重傳和流量控制的不可靠的網(wǎng)絡(luò)通道返干。推出于核心規(guī)格附錄1兴枯。
Alternative MAC/PHY
藍(lán)牙配置文件數(shù)據(jù)可通過備用的MAC和PHYs傳輸。藍(lán)牙射頻仍用于設(shè)備發(fā)現(xiàn)矩欠、初始連接和配置文件配置财剖。但是當(dāng)有大量數(shù)據(jù)傳輸需求時,高速的備選MAC PHY 802.11 (通常與Wi-Fi有關(guān))可傳輸數(shù)據(jù)癌淮。這意味著藍(lán)牙在系統(tǒng)閑置時可使用已經(jīng)驗證的低功耗連接模型躺坟,在需要傳輸大量數(shù)據(jù)時使用更快的無線電。AMP鏈接需要加強(qiáng)型L2CAP 模式乳蓄。
單向廣播無連接數(shù)據(jù)(Unicast Connectionless Data)
單向廣播無連接數(shù)據(jù)無需建立明確的L2CAP通道即可傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)咪橙。主要用于對用戶操作和數(shù)據(jù)的重新連接/傳輸要求低延遲的應(yīng)用。它僅適用于小量數(shù)據(jù)傳輸虚倒。
增強(qiáng)型電源控制(Enhanced Power Control)
增強(qiáng)型電源控制更新了電源控制功能匣摘,移除了開環(huán)功率控制,還明確了EDR新增調(diào)制方式所引入的功率控制裹刮。增強(qiáng)型電源控制規(guī)定了期望的行為音榜。這一特性還添加了閉環(huán)功率控制,意味著RSSI過濾可于收到回復(fù)的同時展開捧弃。此外赠叼,還推出了“直接開到最大功率(go straight to maximum power)”的請求,旨在應(yīng)對耳機(jī)的鏈路損耗违霞,尤其是當(dāng)用戶把電話放進(jìn)身體對側(cè)的口袋時嘴办。
超寬頻(Ultra-wideband)
藍(lán)牙3.0版本的高速(AMP)特性最初是為了UWB應(yīng)用,但是WiMedia聯(lián)盟(WiMedia Alliance买鸽,負(fù)責(zé)用于藍(lán)牙的UWB特點(diǎn)的組織)2009年3月宣布解散涧郊,最終UWB也從核心規(guī)格3.0版本中剔除。
2009年3月16日眼五,WiMedia聯(lián)盟宣布他們已經(jīng)進(jìn)入WiMedia超寬頻(UWB)版本技術(shù)轉(zhuǎn)移協(xié)議的討論中妆艘。WiMedia已經(jīng)向藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟彤灶、無線USB促進(jìn)聯(lián)盟(Wireless USBPromoter Group)、應(yīng)用者論壇(USB Implementers Forum)轉(zhuǎn)移了所以當(dāng)前和未來版本批旺,包括未來的高速和功率優(yōu)化等相關(guān)工作幌陕。在技術(shù)轉(zhuǎn)移、市場和相關(guān)行政條款成功完成之后汽煮,WiMedia聯(lián)盟停止了運(yùn)營搏熄。
2009年10月,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟暫停將UWB作為藍(lán)牙3.0+HS alternative MAC/PHY解決方案一部分的開發(fā)暇赤。因為前WiMedia中少數(shù)心例、但地位重要的成員不愿簽署IP轉(zhuǎn)移的必要協(xié)定。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟如今正在評估其他選擇鞋囊,以利于其長期的發(fā)展契邀。[6]
4.0版本
另請參考:藍(lán)牙低功耗
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2010年6月30日正式推出藍(lán)牙核心規(guī)格4.0 (稱為Bluetooth Smart)。它包括經(jīng)典藍(lán)牙失暴、高速藍(lán)牙和藍(lán)牙低功耗協(xié)議坯门。高速藍(lán)牙基于Wi-Fi,經(jīng)典藍(lán)牙則包括舊有藍(lán)牙協(xié)議逗扒。
藍(lán)牙低功耗古戴,也就是早前的Wibree,是藍(lán)牙4.0版本的一個子集矩肩,它有著全新的協(xié)議棧现恼,可快速建立簡單的鏈接。作為藍(lán)牙1.0 – 3.0版本中藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的替代方案黍檩,它主要面向?qū)男枨髽O低叉袍、用紐扣電池供電的應(yīng)用。芯片設(shè)計可有兩種:雙模刽酱、單模和增強(qiáng)的早期版本喳逛。早期的Wibree和藍(lán)牙ULP(超低功耗)的名稱被廢除,取而代之的是后來用于一時的BLE棵里。2011年晚些時候润文,新的商標(biāo)推出,即用于主設(shè)備的 “Bluetooth Smart Ready”和用于傳感器的“Bluetooth Smart”殿怜。
單模情況下典蝌,只能執(zhí)行低功耗的協(xié)議棧。意法半導(dǎo)體头谜、笙科電子骏掀、CSR、北歐半導(dǎo)體和德州儀器已經(jīng)發(fā)布了單模藍(lán)牙低功耗解決方案。
雙模情況下截驮,Bluetooth Smart功能整合入既有的經(jīng)典藍(lán)牙控制器笑陈。截至2011年3月,高通創(chuàng)銳訊侧纯、CSR、博通和德州儀器已宣布發(fā)表符合此標(biāo)準(zhǔn)的芯片甲脏。適用的架構(gòu)共享所有經(jīng)典藍(lán)牙既有的射頻和功能眶熬,相比經(jīng)典藍(lán)牙的價格上浮也幾乎可以忽略不計。
單模芯片的成本降低块请,使設(shè)備的高度整合和兼容成為可能娜氏。它的特點(diǎn)之一是輕量級的鏈路層,可提供低功耗閑置模式操作墩新、簡易的設(shè)備發(fā)現(xiàn)贸弥、和可靠地點(diǎn)對多數(shù)據(jù)傳輸,并擁有成本極低的高級節(jié)能和安全加密連接海渊。
4.0版本的一般性改進(jìn)包括推進(jìn)藍(lán)牙低功耗模式所必需的改進(jìn)绵疲、以及通用屬性配置文件(GATT) 和AES加密的安全管理器(SM) 服務(wù)。
核心規(guī)格附錄2 于2011年12月正式推出臣疑,它包括對音頻主機(jī)控制器接口和高速(802.11)協(xié)議適配層的改進(jìn)盔憨。
核心規(guī)格附錄3修訂2于2012年7月24日正式被采用。
核心規(guī)格附錄4于2013年2月12日正式被采用讯沈。[6]
4.1版本
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2013年12月正式宣布采用藍(lán)牙核心規(guī)格4.1版本郁岩。 這一規(guī)格是對藍(lán)牙4.2版本的一次軟件更新,而非硬件更新缺狠。這一更新包括藍(lán)牙核心規(guī)格附錄(CSA1问慎、2、3和4)并添加了新的功能挤茄、提高了消費(fèi)者的可用性如叼。這些特性包括提升了對LTE和批量數(shù)據(jù)交換率共存的支持,以及通過允許設(shè)備同時支持多重角色幫助開發(fā)者實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新穷劈。
藍(lán)牙4.1版本
4.1版本的特性如下
移動無線服務(wù)共存信號
Train nudging與通用接口掃描
低占空比定向廣播
基于信用實(shí)現(xiàn)流控的L2CAP面向連接的專用通道
雙模和拓?fù)?/p>
低功耗鏈路層拓?fù)?/p>
802.11n PAL
寬帶語音的音頻架構(gòu)更新
更快的數(shù)據(jù)廣告時間間隔(Fast Data Advertising Interval)
有限的發(fā)現(xiàn)時間
請注意有些特性在4.1版本之前的核心規(guī)格附錄(CSA)中就已存在薇正。[6]
4.2版本
藍(lán)牙4.2發(fā)布于2014年12月2日。它為IOT推出了一些關(guān)鍵性能囚衔,是一次硬件更新挖腰。 但是一些舊有藍(lán)牙硬件也能夠獲得藍(lán)牙4.2的一些功能,如通過固件實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)更新练湿。
主要改進(jìn)之處如下:
低功耗數(shù)據(jù)包長度延展
低功耗安全連接
鏈路層隱私權(quán)限
鏈路層延展的掃描過濾策略
Bluetooth Smart設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持配置文件(Internet Protocol Support Profile猴仑,簡稱IPSP)實(shí)現(xiàn)IP 連接。
IPSP為Bluetooth Smart添加了一個IPv6連接選項,是互聯(lián)家庭和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇辽俗。
藍(lán)牙4.2通過提高Bluetooth Smart的封包容量疾渣,讓數(shù)據(jù)傳輸更快速。
業(yè)界領(lǐng)先的隱私設(shè)置讓Bluetooth Smart更智能崖飘,不僅功耗降低了榴捡,竊聽者將難以通過藍(lán)牙聯(lián)機(jī)追蹤設(shè)備。
消費(fèi)者可以更放心不會被Beacon和其他設(shè)備追蹤朱浴。
這一核心版本的優(yōu)勢如下:
實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng):支持靈活的互聯(lián)網(wǎng)連接選項(IPv6/6LoWPAN 或 Bluetooth Smart 網(wǎng)關(guān))
讓Bluetooth Smart 更智能:業(yè)界領(lǐng)先的隱私權(quán)限吊圾、節(jié)能效益和和堪稱業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的安全性能
讓Bluetooth Smart 更快速: 吞吐量速度和封包容量提升[6]
技術(shù)信息
藍(lán)牙協(xié)議棧
主要文章:藍(lán)牙協(xié)議棧和藍(lán)牙協(xié)議
藍(lán)牙被定義為協(xié)議層架構(gòu),包括核心協(xié)議翰蠢、電纜替代協(xié)議项乒、電話傳送控制協(xié)議、選用協(xié)議梁沧。所有藍(lán)牙堆棧的強(qiáng)制性協(xié)議包括:LMP檀何、L2CAP和SDP。此外廷支,與藍(lán)牙通信的設(shè)備基本普遍都能使用HCI和 RFCOMM這些協(xié)議频鉴。
1 LMP:
鏈路管理協(xié)議(LMP)用于兩個設(shè)備之間無線鏈路的建立和控制。應(yīng)用于控制器上恋拍。
2 L2CAP
邏輯鏈路控制與適配協(xié)議(L2CAP)常用來建立兩個使用不同高級協(xié)議的設(shè)備之間的多路邏輯連接傳輸砚殿。提供無線數(shù)據(jù)包的分割和重新組裝。
在基本模式下芝囤,L2CAP能最大提供64kb的有效數(shù)據(jù)包似炎,并且有672字節(jié)作為默認(rèn)MTU(最大傳輸單元),以及最小48字節(jié)的指令傳輸單元徽诲。
在重復(fù)傳輸和流控制模式下赔硫,L2CAP可以通過執(zhí)行重復(fù)傳輸和CRC校驗(循環(huán)冗余校驗)來檢驗每個通道數(shù)據(jù)是否正確或者是否同步妇汗。
藍(lán)牙核心規(guī)格附錄1 在核心規(guī)格中添加了兩個附加的L2CAP模式缭裆。這些模式有效的否決了原始的重傳和流控模式胆描。
增強(qiáng)型重傳模式(Enhanced Retransmission Mode傍药,簡稱ERTM):該模式是原始重傳模式的改進(jìn)版枝恋,提供可靠的L2CAP 通道练链。
流模式(Streaming Mode先壕,簡稱SM):這是一個非常簡單的模式瘩扼,沒有重傳或流控。該模式提供不可靠的L2CAP 通道垃僚。
其中任何一種模式的可靠性都是可選擇的集绰,并/或由底層藍(lán)牙BDR/EDR空中接口通過配置重傳數(shù)量和刷新超時而額外保障的。順序排序是是由底層保障的谆棺。
只有ERTM 和 SM中配置的 L2CAP通道才有可能在AMP邏輯鏈路上運(yùn)作栽燕。
3 SDP
服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)允許一個設(shè)備發(fā)現(xiàn)其他設(shè)備支持的服務(wù),和與這些服務(wù)相關(guān)的參數(shù)。比如當(dāng)用手機(jī)去連接藍(lán)牙耳機(jī)(其中包含耳機(jī)的配置信息碍岔、設(shè)備狀態(tài)信息浴讯,以及高級音頻分類信息(A2DP)等等)。并且這些眾多協(xié)議的切換需要被每個連接他們的設(shè)備設(shè)置蔼啦。每個服務(wù)都會被全局獨(dú)立性識別號(UUID)所識別榆纽。根據(jù)官方藍(lán)牙配置文檔給出了一個UUID的簡短格式(16位)。
4 RFCOMM
射頻通信(RFCOMM)常用于建立虛擬的串行數(shù)據(jù)流捏肢。RFCOMM提供了基于藍(lán)牙帶寬層的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和模擬EIA-232(即早前的的RS-232)串行控制信號奈籽,也就是說,它是串口仿真猛计。
RFCOMM向用戶提供了簡單而且可靠的串行數(shù)據(jù)流唠摹。類似TCP爆捞。它可作為AT指令的載體直接用于許多電話相關(guān)的協(xié)議奉瘤,以及通過藍(lán)牙作為OBEX的傳輸層。
許多藍(lán)牙應(yīng)用都使用RFCOMM由于串行數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用和大多數(shù)操作系統(tǒng)都提供了可用的API煮甥。所以使用串行接口通訊的程序可以很快的移植到RFCOMM上面盗温。
5 BNEP
網(wǎng)絡(luò)封裝協(xié)議(BNEP)用于通過L2CAP傳輸另一協(xié)議棧的數(shù)據(jù)。主要目的是傳輸個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)配置文件中的IP 封包成肘。BNEP在無線局域網(wǎng)中的功能與SNAP類似卖局。
6AVCTP
音頻/視頻控制傳輸協(xié)議(AVCTP)被遠(yuǎn)程控制協(xié)議用來通過L2CAP傳輸AV/C指令。立體聲耳機(jī)上的音樂控制按鈕可通過這一協(xié)議控制音樂播放器双霍。
7AVDTP
音視頻分發(fā)傳輸協(xié)議(AVDTP)被高級音頻分發(fā)協(xié)議用來通過L2CAP向立體聲耳機(jī)傳輸音樂文件砚偶。適用于藍(lán)牙傳輸中的視頻分發(fā)協(xié)議。
8TCS
電話控制協(xié)議–二進(jìn)制(TCS BIN)是面向字節(jié)協(xié)議洒闸,為藍(lán)牙設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)通話的建立定義了呼叫控制信令染坯。此外,TCS BIN 還為藍(lán)牙TCS設(shè)備的的群組管理定義了移動管理規(guī)程丘逸。
TCS-BIN僅用于無繩電話協(xié)議单鹿,因此并未引起廣泛關(guān)注。
9采用的協(xié)議
采用的協(xié)議是由其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織定義深纲、并包含在藍(lán)牙協(xié)議棧中仲锄,僅在必要時才允許藍(lán)牙對協(xié)議進(jìn)行編碼。采用的協(xié)議包括:
點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議(PPP):通過點(diǎn)對點(diǎn)鏈接傳輸IP數(shù)據(jù)報的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
TCP/IP/UDP:TCP/IP 協(xié)議組的基礎(chǔ)協(xié)議
對象交換協(xié)議(OBEX):用于對象交換的會話層協(xié)議湃鹊,為對象與操作表達(dá)提供模型
無線應(yīng)用環(huán)境/無線應(yīng)用協(xié)議(WAE/WAP):WAE明確了無線設(shè)備的應(yīng)用框架儒喊,WAP是向移動用戶提供電話和信息服務(wù)接入的開放標(biāo)準(zhǔn)。[7]