(1)工作频段:蓝牙工作于全世界同一开放的 ISM(工业、科学、医学) 2。4GHz 频段,具体是 2。402GHz~2。480GHz,无需申请许可证[2]。

(2)支持电路交换和分组交换:正是由于这一特点,蓝牙技术可以同时支 持数据传输信道以及语音传输信道。蓝牙有两种链路类型:异步无连接(ACL) 和同步面向连接(SCO)。其中,ACL 链路支持对称或非对称、分组交换和多 点连接,适用于数据传输;SCO 链路支持对称、电路交换和点到点连接,适用 于语音传输。

(3)采用调频技术:蓝牙采用调频技术和短分组的方式,减少同频设备的 干扰,保证其良好的抗干扰能力。蓝牙设备在 ISM 工作频段的某一点发送数据 后,再跳到频段内另一点发送,而频点的排列序列式随机的,调频速率为 1600

跳/秒,在建立连接时提高为 3200 跳/秒。

(4)工作距离:蓝牙设备分为三个功率等级:100mW、2。5mW、1mW,其 相应的工作距离为 100m,10m,1m。

(5)易于集成:蓝牙模块的体积很小,因此它能够轻松的集成到手机、手 表等便携设备中,如今流行的穿戴技术也是基于这一特性才得以大力发展。

(6)功耗低:蓝牙在其通信连接状态下,有四种工作模式:活动(Active) 模式、呼吸(Snif)模式、保持(Hold)模式、暂停(Park)模式。其中,除了

活动模式是正常的工作状态,其余三者都处于节能模式。根据这一特性,蓝牙在

4。0 版本中提出了蓝牙低功耗(BLE)技术,大大减少了设备的待机和运行功耗。

(7)接口标准开发:SIG 的技术标准是面向全球开放的,任何一个企业或 者个人,只要完成注册,就能够成为 SIG 的会员。并且,只要蓝牙产品通过 SIG 的兼容性测试,任何人开发的蓝牙设备都可以推向市场。

2。1。2 蓝牙拓扑结构

蓝牙是一种点对点或者点对多点的拓扑结构,它们的交互都是基于一个物理 信道上的,即点对点基于一个物理信道,而点对多点共享一个物理信道。这种拓 扑结构叫做微微网(Picoent)[6]。

在微微网中,某一个设备为主设备(Master),其余都为从设备(Slave)的 方式。主设备负责提供时钟同步信号和调频序列,而从设备接受主设备的控制。 当微微网中主设备仅控制一个从设备时,这种连接叫做点对点连接,而在点对多 点连接时,主设备可以控制最多七个从设备[7]。如果其中一个从设备是多个微微 网中的从设备,微微网通信依旧可以实现,这种连接方式叫做散射网络。图 2-1 描述这些不同的布置:

2。2 蓝牙协议标准

图 2-1 蓝牙拓扑结构图论文网

蓝牙的协议标准,就是蓝牙开发时应该遵循的规范。自 SIG 创建蓝牙以来, 蓝牙规范就不断更新,最新的蓝牙规范已经达到了 5。0 版本。蓝牙协议标准包括

两部分:核心协议(Core)和应用框架(Profile)[2]。Core 规定了蓝牙各层通信 协议,而 Profile 则指出了如何采用这些协议实现具体的应用功能。

2。2。1 蓝牙核心协议

蓝牙的核心协议包括:基带、LMP、L2CAP、SDP、HCI。从下往上分析图 2-2 的蓝牙协议栈,射频(Radio)提供双向通信的发射机和接收机来完成物理层 的工作,而射频的连接则由基带和链路控制(BB & LC)来保证。链路管理协议

(LMP)负责链路的建立、数据包管理、状态管理等。而主机控制接口(HCI)则 是主机与蓝牙模块之间软硬件接口,主机利用 HCI 从应用程序端控制蓝牙模块。 逻辑链路控制控制与适配协议(L2CAP)是高层与底层协议之间协议单元传输的 桥梁。服务发现协议(SDP)是用户端的基础,是两个蓝牙设备得以识别、连接 的基础[6]。

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