4、选用协议
• 1.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。
• 2. 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。
• 3.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，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）。
3、电话控制协议
该协议又分为： • 1.二元电话控制协议（TCS-Binary 或TCS BIN）
该协议是面向比特的协议，它定义了蓝牙设备间建立语音 和数据呼叫的控制信令，定义了处理蓝牙TCS设备群的移 动管理进程。基于ITUTQ.931建议的TCS Binary被指定为 蓝牙的二元电话控制协议规范。 • 2.AT命令集电话控制协议 SIG定义了控制多用户模式下移动电话和调制解调器的AT 命令集，该AT命令集基于ITU TV.250建议和GSM07.07， 它还可以用于传真业务。
3．局域网访问模式
该用户模式下，多功能数据终端(DTs)经局域网访问点 (LAP)无线接入局域网，然后，DTs的操作与通过拨号方 式接入局域网的设备的操作一样，其协议栈如图4所示。人资料管理(PIM)的同 步更新功能，其典型应用如电话簿、日历、通知和记录等。 它 要求PC、蜂窝电话和个人数字助理(PDA)在传输和处 理名片、日历及任务通知时，使用通用的协议和格式。其 协议栈如图5所示，其中同步应用模块代表红外移动通信 （IrMC）客户机或服务器。
蓝牙协议结构体系
三、高层应用
• 高层应用层具有一套框架，它在蓝牙协议 栈的最上部，其中较典型的有拨号网络、 耳机、局域网访问、文件传输等，它们分 别对应一种应用模式。各种应用程序可以 通过各自对应的应用模式实现无线通信。
• 拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网 （Piconet），数据设备也可由此接入传统 的局域网；
(1)协议复用：由于基带协议不能识别任何高层协议，所以L2CAP必须支 持上层协议复用，它能区分诸如服务发现协议、RFCOMM协议、电 话控制协议等高层协议。
(2)分段与重组：蓝牙基带协议数据包的大小是有限的。发送方需将较大 的L2CAP包必须分解成小的基带包来发送。在接收方，必须将多个基 带包重组为一个完整的L2CAP数据包。
（8）成本低：随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出自 己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。
蓝牙移动终端
• 移动电话( Mobile Phone ), 无绳电话 ( Cordless Phone ), 笔记本电脑 ( Notebook), 个人数字助理 ( PDA ), 数字相机 ( Digital cameras), 打印机 ( Printer), 局域网络 ( Network)等
• 基带 负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。
• 链路管理（LM）
二、中间协议层
中间协议层的一系列协议构成了蓝牙协议体系： • 蓝牙协议体系中的协议按SIG的关注程度分为四层：
1.核心协议：BaseBand、LMP、L2CAP、SDP； 2.电缆替代协议：RFCOMM； 3.电话传送控制协议：TCS-Binary、AT 命 令 集； 4.选用协议：PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、 vCal、IrMC、 WAE。
爱立信将这项新的无线通信技术命名为蓝牙（Bluetooth）。 Bluetooth取自10世纪丹麦国王 Harald Bluetooth 的名字。
1998年5月，爱立信联合诺基亚（Nokia）、英特尔 （Intel）、IBM 、东芝（Toshiba）这4家公司一起成立了 蓝牙特别兴趣小组（Special Interest Group，SIG），负 责蓝牙技术标准的制定、产品测试，并协调各国蓝牙的具体 使用。目前SIG已经采纳蓝牙4.0核心规范技术拥有极低的运 行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。 同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米 以上超长距离、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、 心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩 展蓝牙技术的应用范围。
主机 其他高层协议
HCI驱动
物理总线（串口，USB等）驱动
物理总线 物理总线固件
HCI Firmware LM
RF
蓝牙控制器
模块及应用程序接口
1、核心协议
• 基 带 协 议 （BaseBand） <1> 基带和链路控制层确保各蓝牙设备之 间的物理连接。基带协议使用查询和分 页进程同步不同设备间的发送频率和时 钟，为基带数据分组提供面向连接（SCO） 和无连接（ACL）两种物理连接方式，而 且，同一射频上可实现多路数据传送。 ACL适用于数据分组，SCO适用于话音以 及话音与数据的组合，所有的话音和数
蓝牙体系结构
• 蓝牙技术的系统结构分为三大部分： • 1.底层硬件模块 • 2.中间协议层 • 3.高层应用
蓝牙协议栈体系结构示意图
一、底层硬件模块
底层硬件部分包括无线跳频（RF）、基带 （BB）和链路管理（LM）。
• RF层 通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波，实 现数据位流的过滤和传输，本层协议主要 定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需 要满足的条件。
（2）同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换 和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音
（3）可以建立临时性的对等连接： 根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master） 与从设备（Slave）。主设备是组网连接主动发起连接请求 的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个皮网（Piconet）时， 其中只有一个主设备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最 基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个 从设备组成的点对点的通信连接。
response
协议的组映射为基带的微微网，以避免 高层协议为了有效的管理组而必须与 基带协议以及链路管理器直接联系。
request
L2CAP
confirm
response
Low Layer(BB or HCI)
• 服务发现协议（SDP） 服务发现在蓝牙技术框架中起着至关紧要的作用，它是所 有用户模式的基础。使用SDP可以查询到设备信息和服务 类型，从而在蓝牙设备间建立相应的连接。服务发现协议 由服务发现代理（SDA）、服务发现服务器（SDS）、服 务数据库管理器（SDM）三个模块组成。
• 连接管理协议（LMP）
该协议负责各蓝牙设备间连接的建立。它通过连接的发
起、交换、核实，进行身份认证和加密，通过协商确定基 带数据分组大小。它还控制无线设备的电源模式和工作周 期，以及微微网内设备单元的连接状态。
• 逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）
L2CAP协议是一个为高层协议屏蔽基带协议的适配协议， 位于基带协议之上，属于数据链路层，为高层提供面向连 接和面向无连接的数据服务，完成协议复用、分段和重组、 服务质量QoS(Quality Of Service)传输以及组抽象等功能。 虽然基带协议提供了SCO和ACL两种连接类型，但L2CAP只 支持ACL。
蓝牙模块相关知识交流
• 概述 • 蓝牙技术的特点 • 蓝牙协议体系结构 • Android Bluetooth 架构
概述
“蓝牙”是一种开放的技术规范，它可在世界上的任何地方 实现短距离的无线语音和数据通信。
蓝牙技术的发展： 1994年，爱立信移动通信公司开始研究在移动电话及其附件 之间实现低功耗、低成本无线接口的可行性。随着项目的进 展，爱立信公司意识到短距无线通信的应用前景无限广阔。 （Short Distance Wireless Communication）
2．因特网网桥模式
这种用户模式可通过手机或无线调制解调器向PC提供拨 号入网和收发传真的功能，而不必与PC有物理上的连接。 拨号上网需要两列协议栈（不包括SDP），如 图3所示。 AT命令集用来控制移动电话或调制解调器以及传送其他业 务数据的协议栈。传真采用类似协议栈，但不使用PPP及 基于PPP的其他网络协议，而由应用软件利用RFCOMM 直接发送。
• 用户可以通过协议栈中的Audio（音频）层 在手机和耳塞中实现音频流的无线传输；
常用应用模式
1．文件传输模式 文件传输模式提供两终端间的数据通信功能，可传输后 缀为.xls、.ppt、.wav、.jpg 和.doc的文件（但并不限于这 几种），以及完整的文件夹、目录或多媒体数据流 等， 提供远端文件夹浏览功能。文件传输协议栈如图2所示。
（4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设 备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（WLAN） Home RF 等产品,蓝牙采用跳频（Frequency Hopping）方式来扩展 频谱，将2.402～2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点 间 隔1MHz。抵抗来自这些设备的干扰。
（5）蓝牙模块体积很小、便于集成。
• 除上述协议层外，规范还定义了主机控制器接口（HCI）， 位于蓝牙系统的L2CAP（逻辑链路控制与适配协议）层和 LMP（链路管理协议）层之间的一层协议。
HCI协议的作用
HCI协议提供了统一访问蓝牙控制器的能 力。主机控制器以HCI命令的形式提供了 访问蓝牙硬件的基带控制器、链路管理器、 硬件状态寄存器、控制寄存器以及事件寄 存器的能力，所有这些功能都要通过内置 于蓝牙硬件内部的HCI Firmware来实现。 主机通过HCI接口向主机控制器内的HCI Firmware发送HCI命令，HCI Firmware再 通过基带命令、链路管理器命令、硬件状 寄存器、控制寄存器以及事件寄存器完成 该HCI命令，从而实现对蓝牙硬件的控制。