蓝牙协议体系结构及工作原理

来源:网络整理 作者:2018年01月12日 09:33
关键词:蓝牙协议蓝牙

  对于蓝牙,小伙伴们都已经熟的不能再熟了,真可谓是已经熟透了呀。尤其是在WiFi还没有这么普遍的几年以前,上网下载东西不是这么地方便,那时候一旦一个小伙伴有了什么音频、视频、文档、图像等的珍惜资源时,大家都是通过蓝牙来进行资源共享的。用专业术语来讲,蓝牙其实是一个开放性的无线通信标准,通过使用隐形的连接线代替电缆来完成“保持联系、不靠电缆、拒绝插头”的目标,虽然目前它的魅力不足WIFI。

  蓝牙简介

  蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz 频带,带宽为1Mb/s。

  “蓝牙”(Bluetooth)原是一位在10世纪统一丹麦的国王,他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准,含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频(FH,Frequency Hopping)和时分多址(TDMA,TIme DivesionMuli—access)等先进技术,在近距离内最廉价地将几台数字化设备(各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统,如数字照相机、数字摄像机等,甚至各种家用电器、自动化设备)呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁,它消除了设备之间的连线,取而代之以无线连接。

  蓝牙协议栈

  蓝牙技术是一种无线数据与数字通信的开放性规范。它以低成本、近距离无线连接为基础,为固定与移动设备建立了一种完整的通信方式和技术。

  蓝牙技术的实质是建立通用无线接口及其控制软件的标准,使移动通信与计算机网络之间能实现无缝连接,由此,为不同厂家生产的便携式设备提供了近距离(10m~100m)范围内的互操作通道。

  协议层次

  蓝牙协议是通信协议的一种,为了把复杂问题简单化,任何通信协议都具有层次性,特点如下:

  从下到上分层,通过层层封装,每一层只需要关心特定的、独立的功能,易于实现和维护;

  在通信实体内部,下层向上层提供服务,上层是下层的用户;

  在通信实体之间,协议仅针对每一层,实体之间的通信,就像每一层之间的通信一样,这样有利于交流、理解、标准化。

  蓝牙协议也不例外,其协议层次如下:

  蓝牙协议体系结构及工作原理

  从OSI(Open System InterconnecTIon)模型的角度看,蓝牙是一个比较简单的协议,它仅仅提供了物理层(Physical Layer)和数据链路层(Data Link Layer )两个OSI层次。但由于蓝牙协议的特殊性、历史演化因素等原因,其协议层次又显的不简单,甚至晦涩难懂(如上面图片所示的Physical Link、Logical Transport等)。

  蓝牙协议分为四个层次:物理层(Physical Layer)、逻辑层(Logical Layer)、L2CAP Layer和应用层(APP Layer)。

  物理层,负责提供数据传输的物理通道(通常称为信道)。通常情况下,一个通信系统中存在几种不同类型的信道,如控制信道、数据信道、语音信道等等。

  逻辑层,在物理层的基础上,提供两个或多个设备之间、和物理无关的逻辑传输通道(也称作逻辑链路)。

  L2CAP层,L2CAP是逻辑链路控制和适配协议(Logical Link Control and AdaptaTIon Protocol)的缩写,负责管理逻辑层提供的逻辑链路。基于该协议,不同ApplicaTIon可共享同一个逻辑链路。类似TCP/IP中端口(port)的概念。

  APP层,理解蓝牙协议中的应用层,基于L2CAP提供的channel,实现各种各样的应用功能。Profile是蓝牙协议的特有概念,为了实现不同平台下的不同设备的互联互通,蓝牙协议不止规定了核心规范(称作Bluetooth core),也为各种不同的应用场景,定义了各种Application规范,这些应用层规范称作蓝牙profile。

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