蓝牙基础

    蓝牙（Bluetooth）

        蓝牙（Bluetooth）是一种短距离的无线数据与语音通信的开放性全球规范。能通过短距离的无线链路使得用户将多种设备方便快速连接起来进行无缝的语音和数据通信。蓝牙是一项开放标准由蓝牙技术联盟（SIG）负责管理，SIG主要工作是推广蓝牙标准并保持技术活力。

•     蓝牙区别于其它无线技术的一个典型特征是它能基于各设备各自的功能提供“联合使用模型”。
•     通过数据访问点DAP，蓝牙还可将个人网络连接到有线的基础设施上。

蓝牙工作原理

•       蓝牙使用国际上无需授权的2.4Ghz的ISM（工业、科学和医疗）频段。蓝牙的无线电波根据天线的传送能力可以实现从10m-100m范围内的无线通信。一般手机蓝牙只提供10m的有效距离。传输速率为1MB/s（它依赖与设备的类型）。
•      蓝牙无线电传送的功率范围从1mW(0dBm)到100mW(20dBm)。
•      蓝牙设备之间可互相探查，进行连接形成Ad-hoc自组网，而不需人为设置。

• （1）蓝牙Ad-hoc网

•        每个设备都是对等的，具有相同的硬件和软件配置，并以48位的设备地址BD_ADDR来区别。
•       主单元发起并控制连接，从单元被暂时分配一个3位的活跃成员地址AM_ADDR以减少通信过程中的信息流量。
•        一个主单元和一个或多个从单元组成自组网——微微网（piconet），一个微微网最多只可以有7个从单元。多个微微网结合形成了散射网（scatternet）。

为了避免ISM频带的干扰，蓝牙采用了多种技术

• –自动重传应答（ARQ）
• –循环冗余校验”（CRC）
• –前向纠错（FEC）
• –时分双工和分组交换技术。
• –跳频技术

（2）蓝牙网络通信过程

–蓝牙设备没有建立连接的时，处于睡眠状态——待机模式（Standby）。这种模式下，它将每1.28s或2.56s醒过来一次，选择一个信道侦听发送给它的信息。

–由一个设备发起连接，这个设备以后就成为微微网的主单元。

•发起连接时，主单元可能并不知道其余设备的存在以及它们的地址。这时主单元需要先执行查询（Inquiry）操作。

–有了其它各设备的地址，就可进行寻呼（Page），真正建立起连接。

–连接完成后，就可通信进行数据传输。

•通信时，主单元和从单元交替进行收和发。主单元根据从单元的数据流量来决定从单元何时收发。

•如果从单元暂时不需收发数据，它就切换入保持模式（Hold）直到主单元下次发信息给它，在这期间主单元定期给它发送信息以使得从单元对跳频信道同步，其余时间它不需要侦听信道。

–数据传输完成后，可使用断连（Detach）命令来结束连接，这样，单元又回到待机模式。

•连接状态转移图

蓝牙设备连接状态下的三种低能耗模式

• 嗅探（Sniff）模式
•        该模式下从单元收发信息的周期变长，主单元只在指定的时隙才能发送信息。
• 保持（Hold）模式
•       该模式下从单元只有内部时钟在运行，但一旦切换出该模式，从单元能立即开始收发信息。处于该模式时，从单元可以参加别的微微网，所以可用来连接几个微微网。
• 停靠（Park）模式
•       当从单元不参与通信，但仍想保持和跳频信道的同步时，就进入该模式。