藍(lán)牙技術(shù)硬件實(shí)現(xiàn)模式分析

1、藍(lán)牙技術(shù)硬件實(shí)現(xiàn)模式分析日期：2011-12-13 瀏覽次數(shù)：45藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)。它的主要目的是在全世界建立一個(gè)短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用2.4GHz2.5GHz的ISM（Industrion Scientifc Medical）頻段來傳送話音和數(shù)據(jù)。運(yùn)用成熟、實(shí)用、先進(jìn)的無線技術(shù)來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動(dòng)設(shè)備通過微微網(wǎng)PAN（Personal Area Network）連接起來，諸如：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、通信設(shè)備等，相互通信，實(shí)現(xiàn)資源共享。藍(lán)牙技術(shù)支持多種電子設(shè)備之間的短距離無線通信，這種通信不需要任何線纜，亦不需要用戶直接

2、手工干涉；每當(dāng)一個(gè)嵌入了藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備發(fā)覺另一同樣嵌入藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備，它們就能自動(dòng)同步，相互通信，實(shí)現(xiàn)資源共享。 1 藍(lán)牙的結(jié)構(gòu)體系藍(lán)牙協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應(yīng)用層三大部分組成。1.1 藍(lán)牙的底層模塊底層模塊是藍(lán)牙技術(shù)的核心模塊，所有嵌入藍(lán)牙技術(shù)的設(shè)備都必須包括底層模塊。它主要由鏈路管理層LMP（Link Manager Protocol）、基帶層BB（Base Band）和射頻RF（Rodio Fraquency）組成。其功能是：無線連接層（RF）通過2.4GHz無需申請的ISM頻段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸；它主要定義了工作在此頻段的藍(lán)牙接收機(jī)應(yīng)滿足的需

3、求；其帶層（BB）提供了兩種不同的物理鏈路（同步面向連接路SCO Synchronous Connection Oriented和異步無連接鏈路ACL Asynchronous Connection Less），負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸，且對所有類型的數(shù)據(jù)包提供了不同層次的前向糾錯(cuò)碼FEC（Frequency Error Correction）或循環(huán)沉余度差錯(cuò)校驗(yàn)CTC（Cyclic Redundancy Check）；LMP層負(fù)責(zé)兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備鏈路的建立和拆除及鏈路的安全和控制，如鑒權(quán)和加密、控制和協(xié)商基帶包的大小等，它為上層軟件模塊提供了不同的訪問入口；藍(lán)牙主機(jī)控制器接口HCI（H

4、ost Cntroller Interface）由基帶控制器、連接管理器、控制和事件寄存器等組成。它是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，提供了一個(gè)調(diào)用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令，上、下兩個(gè)模塊接口之間的消息和數(shù)據(jù)的傳遞必須通過HCI的解釋才能進(jìn)行。HCI層以上的協(xié)議軟件實(shí)體運(yùn)行在主機(jī)上，而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來完成，二者之間通過傳輸層進(jìn)行交互。1.2 中間協(xié)議層中間協(xié)議層由邏輯鏈路控制與適配協(xié)議L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP（Service Discovery Protocol）、

5、串口仿真協(xié)議或稱線纜替換協(xié)議（RFCOM）和二進(jìn)制電話控制協(xié)議TCS（Telephony Control protocol Spectocol）組成。L2CAP是藍(lán)牙協(xié)議棧的核心組成部分，也是其它協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。它位于基帶之上，向上層提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)服務(wù)。它主要完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務(wù)質(zhì)量控制、協(xié)議的復(fù)用、分組的分割和重組（Segmentation And Reassembly）及組提取等功能。L2CAP允許高達(dá)64KB的數(shù)據(jù)分組。SDP是一個(gè)基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的協(xié)議。它工作在L2CAP層之上，為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來發(fā)現(xiàn)可用的服務(wù)及其屬性，而服務(wù)屬性包括服務(wù)的類型及該服務(wù)所需的機(jī)

6、制或協(xié)議信息。RFCOMM是一個(gè)仿真有線鏈路的無線數(shù)據(jù)仿真協(xié)議，符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)的TS 07.10串口仿真協(xié)議。它在藍(lán)牙基帶上仿真RS-232的控制和數(shù)據(jù)信號，為原先使用串行連接的上層業(yè)務(wù)提供傳送能力。TCS是一個(gè)基于ITU-T Q.931建議的采用面向比特的協(xié)議，它定義了用于藍(lán)牙設(shè)備之間建立語音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令（Call Control Signalling），并負(fù)責(zé)處理藍(lán)廾設(shè)備組的移動(dòng)管理過程。1.3 高端應(yīng)用層高端應(yīng)用層位于藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部分。一個(gè)完整的藍(lán)牙協(xié)議棧按其功能又可劃分為四層：核心協(xié)議層（BB、LMP、LCAP、SDP）、線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話控制協(xié)議層（T

7、CS-BIN）、選用協(xié)議層（PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）。而高端應(yīng)用層是由選用協(xié)議層組成。選用協(xié)議層中的PPP（Point-to-Point Protocol）是點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議，由封裝、鏈路控制協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議組成，定義了串行點(diǎn)到點(diǎn)鏈路應(yīng)當(dāng)如何傳輸因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)，它要用于LAN接入、撥號網(wǎng)絡(luò)及傳真等應(yīng)用規(guī)范；TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）、UDP（User Datagram Protocol對象交換協(xié)議）是三種已有的協(xié)議，它定義了因特網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的通信及其他類型計(jì)算機(jī)設(shè)備和外圍設(shè)備之間的通信。藍(lán)牙采用或共享這些已有的協(xié)議去實(shí)現(xiàn)與連接因特網(wǎng)的設(shè)備通信

8、，這樣，既可提高效率，又可在一定程度上保證藍(lán)牙技術(shù)和其它通信技術(shù)的互操作性；OBEX（Object Exchange Protocol）是對象交換協(xié)議，它支持設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，采用客戶/服務(wù)器模式提供與HTTP（超文本傳輸協(xié)議）相同的基本功能。該協(xié)議作為一個(gè)開放性標(biāo)準(zhǔn)還定義了可用于交換的電子商務(wù)卡、個(gè)人日程表、消息和便條等格式；WAP（Wireless Application Protocol）是無線應(yīng)用協(xié)議，它的目的是要在數(shù)字蜂窩電話和其它小型無線設(shè)備上實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)業(yè)務(wù)。它支持移動(dòng)電話瀏覽網(wǎng)頁、收取電子郵件和其它基于因特網(wǎng)的協(xié)議。WAE(Wireless Application Environ

9、ment)是無線應(yīng)用環(huán)境，它提供用于WAP電話和個(gè)人數(shù)字助理PDA所需的各種應(yīng)用軟件。Android 藍(lán)牙開發(fā) 2010-11-9 13:07:00 | By: showday 0推薦轉(zhuǎn)載 /dyufei 的一片文章一、Android Bluetooth現(xiàn)狀（1）Android2.2版 支持的藍(lán)牙核心版本是Bluetooth 2.0 + EDR。（2）Android 的藍(lán)牙 使用了BlueZ協(xié)議棧，但只實(shí)現(xiàn)了Handset/Handfree和A2DP/AVRCP等Profile。（一些常用的Profile（如HID/DUN/SPP/OPP/FTP/PAN等

10、）在現(xiàn)在的Android2.2版中并沒有實(shí)現(xiàn)。需要自己在Android中實(shí)現(xiàn)Profile）。（3）目前版本（Android2.2） 只支持 綁定設(shè)備（bonded devices）之間通信，而不支持ad-hoc網(wǎng)絡(luò)通信。（4）目前版本（Android2.2） emulator（仿真器、模擬器）不支持藍(lán)牙的調(diào)試，只能通過LOG和BlueZ帶的工具來調(diào)試。（5）Android2.0 API level5 之后的版本才支持Bluetooth。（6）Android 的Bluetooth通信API是BlueZ 的RFCOMM的封裝。RfcommSocket 在 API level7 之后的版本才提供B

11、luetooth 的通信RfcommSocket 使用JAVA 的IputStream 和OutputStream對象二、Android Bluetooth 架構(gòu)1、面向庫的架構(gòu)視圖2、面向進(jìn)程的架構(gòu)視圖LinuxKernel層：bluez協(xié)議棧、uart驅(qū)動(dòng), h4協(xié)議, hci,l2cap, sco, rfcommLibrary層:libbluedroid.so 等work層：實(shí)現(xiàn)了Headset /Handsfree 和 A2DP/AVRCP profile，但其實(shí)現(xiàn)方式不同Handset/Handfree是直接 在bluez的RFCOMM Socket上開發(fā)的，沒有利用bluez的au

12、dio plugin，而A2DP/AVRCP是在bluez的audio plugin基礎(chǔ)上開發(fā)的，大大降低了實(shí)現(xiàn)的難度。三、 BlueZ介紹（詳見/）：BlueZ 是Linux OS開放的bluetooth 協(xié)議棧主要包括IBM公司的BlueDrekar, Nokia公司的Affix, Axis公司的OpenBT和官方的協(xié)議棧BlueZ.Bluetooth協(xié)議棧BlueZ分為兩部分：內(nèi)核代碼和用戶態(tài)程序及工具集。內(nèi)核代碼：由BlueZ核心協(xié)議和驅(qū)動(dòng)程序組 成；Bluetooth協(xié)議實(shí)現(xiàn)在內(nèi)核源代碼 /net/bluetooth中。包括hci,l2cap,h

13、id，rfcomm,sco,SDP,BNEP等協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)程序放在 /driver/bluetooth中,包含Linux kernel對各種接口的Bluetooth device的驅(qū)動(dòng)。例如：USB接口，串口等。用戶態(tài)程序及工具集：包括應(yīng)用程序接口和BlueZ工具集。BlueZ提供函數(shù)庫以及應(yīng)用程序接口，便于程序員開發(fā)bluetooth應(yīng)用程序。BlueZ utils是主要工具集，實(shí)現(xiàn)對bluetooth設(shè)備的初始化和控制。四、幾個(gè)術(shù)語：HFP(Hands-free Profile)耳機(jī)模式：讓藍(lán)牙設(shè)備可以控制電話，如接聽、掛斷、拒接、語音撥號等，拒接、語音撥號要視藍(lán)牙耳機(jī)及電話是否支持。

14、HSP（Handset Profile）耳機(jī)模式用于支持藍(lán)牙耳機(jī)與移動(dòng)電話之間使用HID() 人機(jī)接口設(shè)備配置文件HID 配置文件定義了 Bluetooth HID（如鍵盤、指向設(shè)備、游戲設(shè)備及遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備）使用的協(xié)議、程序及功能撥號網(wǎng)絡(luò)配置文件 (DUN)DUN 提供了通過 Bluetooth 無線技術(shù)接入 Internet 和其它撥號服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)。最常見的情況是在手機(jī)上撥號，從膝上型計(jì)算機(jī)以無線方式接入 Internet。個(gè)人局域網(wǎng)配置文件 (PAN)PAN 描述了兩個(gè)或更多個(gè) Bluetooth 設(shè)備如何構(gòu)成一個(gè)即時(shí)網(wǎng)絡(luò)，以及如何使用同一機(jī)制通過網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)接入遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。配置文件角色包括網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)、組即時(shí)網(wǎng)絡(luò)及個(gè)人局域網(wǎng)用戶。SDP（ Service Discovery Protocol ）服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議提供應(yīng)用程序在藍(lán)牙環(huán)境中發(fā)現(xiàn)哪個(gè)服務(wù)可用和決定那些可用服務(wù)的特征。GAP(Generic Access Profile)