蓝牙技术PPT.ppt

Bluetooth技术 主要内容 蓝牙名称的由来蓝牙技术的特点蓝牙标准的发展蓝牙系统的组成蓝牙系统运作原理蓝牙的应用 蓝牙名称的由来 蓝牙这个名称来自于第十世纪的一位丹麦国王HaraldBlatand Blatand在英文里的意思可以被解为蓝牙 因为国王喜欢吃蓝梅 牙龈每天都是蓝色的所以叫牙 蓝牙这个标志的设计 它取自HaraldBluetooth名字中的 H 和 B 两个字母 用古北欧字母来表示 将这两者结合起来 就成为了蓝牙的logo 见图 蓝牙技术的特点 蓝牙标准的发展 eBizValue 蓝牙标准的发展 V1 0 定义了蓝牙是一种低功耗的无线技术 传输率约在748 810kb s 因是早期设计 容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量 V1 1 所有设备都使用79个子频段在2 4GHz的频谱范围之内进行相互通信 此外 Bluetooth1 1规范也修正了互不兼容的数据格式会引发Bluetooth1 0设备之间的互操作性问题V1 2 增加了AFH可调式跳频技术这项技术 并主要针对现有蓝牙协议和802 11b g之间的互相干扰问题进行了全面的改进 防止用户在同时使用支持蓝牙和无线局域网 WLAN 的两种装置的时候出现互相干扰的情况 蓝牙标准的发展 V2 0 能够提高数据传输速度3倍 能耗大大降低 大大增加了连接设备的数量 在数据检验与错误排除方面2 0的优势也是非常明显的 V2 1 支持通过NFC NearFieldCommunication 近距离通讯 进行配对 只需要将两个蓝牙设备靠近 按下一个键就可以配对了 配对密码将通过NFC进行传输 无需手动输入 V3 0 核心是加入了 GenericAlternateMAC PHY AMP 使蓝牙设备能最大限度的利用多种高速无线技术中更高的传输速率 这是一种全新的交替射频技术 允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确的射频 蓝牙标准的发展 V4 0 是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范 还提出了低功耗蓝牙 经典蓝牙和高速蓝牙三种模式 把蓝牙的传输距离提升到100米以上 低功耗模式条件下 V4 1 将在未来的可穿戴设备上发挥关键作用 针对新一代蜂窝网技术LTE做了针对性的优化 当LTE和Bluetooth同时传输信号时 二者能够有效共存 即二者信号不会相互干扰 传输速率也将大有提升 连接功能也更友好 当用户走出蓝牙传输信号的传输范围后再回来后 设备能够及时反应并自动实现连接 蓝牙系统的组成 天线单元 蓝牙天线属于微带天线 其空中接口是建立在天线电平为0dB的基础上的 空中接口遵循 简称 有关电平为0dB的ISM频段的标准频谱扩展功能是通过起始频率为2 402GHz 终止频率为2 480GHz 间隔为1MHz的79个跳频频点来实现的 其最大的跳频速率为1660跳 s跳频技术把频带分成若干个跳频信道 在一次连接中 无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道 跳 到另一个信道 只有收发双方是按这个规律进行通信的 而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰 链路控制 固件 单元 链路控制单元 即基带 描述了硬件 基带链路控制器的数字信号处理规范 基带链路控制器负责处理基带协议和其它一些低层常规协议 在目前蓝牙产品中 人们使用了 个IC分别作为联接控制器 基带处理器以及射频传输 接收器 此外还使用了 个单独调谐元件 基带控制器有3种纠错方式 1 3比例前向纠 1 3FEC 码 用于分组头 2 3比例前向纠错 2 3FEC 码 用于部分分组 数据的自动请求重发方式 ARQ 用于带有CRC 循环冗余校验 的数据分组 链路管理 软件 单元 链路管理 LM 软件模块携带了链路的数据设置 鉴权 链路硬件配置和其它一些协议 LM能够发现其它远端LM并通过LMP 键路管理协议 与之通信 LM模块提供如下服务 发送和接收数据 请求名称 链路地址查询 建立连接 鉴权 链路模式协商和建立 决定帧的类型 此外 还控制设备的工作状态即呼吸 Sniff 保持 Hold 和休眠 Park 三种模式 链路管理 软件 单元 LC 链路控制器 具体操作 Standby 等待加入一个微微网 Inquiry 邀请周围的无线连接 Page 连接一个明确的无线链路 Connected 加入一个皮网 主设备或者从设备 蓝牙软件 协议栈 单元 蓝牙规范是为个人区域内的无线通信制定的协议 它包括两部分 第一部分为核心 Core 部分 第二部分为协议子集 Profile 部分 蓝牙规范的协议栈仍采用分层结构 分别完成数据流的过滤和传输 跳频和数据帧传输 连接的建立和释放 链路的控制 数据的拆装 业务质量 协议的复用和分用等功能 蓝牙协议可以分为 层 即核心协议层 电缆替代协议层 电话控制协议层和采纳的其它协议层 蓝牙协议栈 核心协议 由基带 链路管理 LMP 逻辑链路控制与适应协议 L2CAP 和业务搜寻协议 SDP 等四部分组成 基带和LMP负责在蓝牙单元间建立物理射频链路 构成微微网 此外 LMP还要完成像鉴权和加密等安全方面的任务 逻辑链路控制与适应协议 L2CAP 完成基带与高层协议间的适配 并通过协议复用 分用及重组操作为高层提供数据业务和分类提取 业务搜寻协议 SDP 是极其重要的部分 它是所有使用模式的基础 电缆替代协议 串行电缆仿真协议 RFCOMM 像SDP一样位于L2CAP之上 作为一个电缆替代 cablereplacement 协议 它通过在蓝牙的基带上仿真RS232的控制和数据信号 为那些将串行线用作传输机制的高级业务 如OBEX协议 提供传输能力 电话控制协议 电话控制协议包括电话控制规范二进制 TCSBIN 协议和一套电话控制命令 AT commands 其中 TCSBIN定义了在蓝牙设备间建立话音和数据呼叫所需的呼叫控制信令 AT commands则是一套可在多使用模式下用于控制移动电话和调制解调器的命令 采纳的其它协议 点对点协议 PPP 在蓝牙技术中 PPP位于RFCOMM上层 完成点对点的连接 TCP UDP IP 该协议是由互联网工程任务组制定 广泛应用于互联网通信的协议 在蓝牙设备中 使用这些协议是为了与互联网相连接的设备进行通信 对象交换协议 OBEX IrOBEX 简写为OBEX 是由红外数据协会 IrDA 制定的会话层协议 它采用简单的和自发的方式交换目标 OBEX是一种类似于HTTP的协议 它假设传输层是可靠的 采用客户机 服务器模式 独立于传输机制和传输应用程序接口 API 无线应用协议 WAP 该协议是由无线应用协议论坛制定的 它融合了各种广域无线网络技术