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蓝牙的发展历程


一、名称由来
蓝牙这个名称来自于第十世纪的一位丹麦国王哈拉尔蓝牙王,哈拉尔蓝牙王Blatand 在英文里

的意思可以被解释为 Bluetooth( 蓝牙 )因为国王喜欢吃蓝莓,牙龈每天都是蓝色的所以叫蓝

牙。
在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在

经过一夜关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名

再合适不过了。Blatand国王将挪威,瑞典和丹麦统一起来;他的口齿伶俐,善于交际,就如同

这项即将面世的技术,技术将?#27426;?#20041;为?#24066;?#19981;同工业领域之间的协调工作,保持着各个系统领

域之间的良好交流,例如计算机,手机和汽车行业之间的工作。
二、发展历史
1994年爱立信公司研发;
1997年爱立信联系其他设备生产商;
1998年二月,诺基亚、苹果、三星组成的一个特殊兴趣小组SIG(Special Interest Group);
1998年5月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商,联合开发;
1999年下半年,微软、摩?#26032;?#25289;、三星、朗讯等主流设备商广?#21644;?#24191;蓝牙技术应用;
2006年10月13日,Bluetooth SIG(蓝牙技术联盟)发展到200多家联盟成员公司以及约6000

家应用成员企业。
三、版本信息
蓝牙共有六个版本V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0 
1、V1.1版本
传输率约在748~810kb/s,因是早期设计,容易受到同频?#25163;?#20135;品所?#25159;?#19979;影响通讯质量。
2、V1.2版本
同样是只有748~810kb/s 的传输率,但在加上了(改善 Software)抗?#25159;盘?#39057;功能。
3、V2.0+EDR版本
是 1.2 的改良提升版,传输率约在1.8M/s~2.1M/s,开始支持双工模式——即?#24187;?#20316;语音通

讯,同时亦可?#28304;?#36755;档案/高质素图片,2.0 版本当然也支持 Stereo 运作。
应用最为广泛的是Bluetooth2.0+EDR标准,该标准在2004年已经推出,支持Bluetooth 

2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的

改进,但从1.X标准?#26377;?#19979;来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。
4、V2.1版本
更佳的省电效果:蓝牙2.1版加入了SniffSubrating的功能,透过设定在2个装置之间互相确

认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。
5、V3.0+HS版本
2009年4月21日,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范"Bluetooth 

Core Specification Version 3.0 High Speed"(蓝牙核心规范3.0版 ),蓝牙3.0的核心

是"GenericAlternate MAC/PHY"(AMP),这是一种全新的交替射?#23548;?#26415;,?#24066;?#34013;牙协议栈针对

?#25105;?#20219;务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB,但是新规

范中取消了UMB的应用。
6、V4.0 版本
蓝牙4.0包括三个子规范,即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙 4.0的改

进之处主要体现在三个方面,电池续航时间、节能和设备种类上。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加密等诸多特色此外,蓝牙4.0的有效传输距

离也有所提升。3.0版本的蓝牙的有效传输距离为10米(约 32英尺),而蓝牙4.0的有效传输距

离最高可达到100米(约328英尺)。
四、蓝牙的技术特点
简单地说,蓝牙是一种短程宽带无线电技术,是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。

它使用跳频扩谱(FHSS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)?#35748;?#36827;技术,在小?#27573;?#20869;建

立多种通信与信息系统之间的信息传输。
1、Bluetooth的主要技术特点:
(1)、工作频段:2.4GHz的工科医(ISM)频段,无需申请许可证。大多数国家使用79个频点

,载频为(2402+k)MHz(k=0,1, 2…78),载?#23548;?#38548;1MHz。采用TDD时分双工方式。
(2)、传输速率:1Mb/s(V2.0以上版本吗)
(3)、调试方式:BT=0.5的GFSK调制,调制指数为0.28-0.35。
(4)、采用跳?#23548;?#26415;:跳频速率为1600跳/秒,在建链?#20445;?#21253;括寻呼和查询)提高为3200跳/

秒。蓝牙通过快跳频和短分组技术减少同频?#25159;牛?#20445;证传输的可靠性。
(5)、语音调制方式?#27627;?#32493;可变斜率增量调制(CVSD,ContinuousVariable Slope Delta 

Modulation),抗衰落性强,即使误码率达到4%,话音质量?#37096;?#25509;受。
(6)、支持电?#26041;换緩头?#32452;交换业务:蓝牙支持实时的同步定向联接(SCO链路)?#22836;?#23454;时的

异步?#27426;?#21521;联接(ACL链路),前者主要传送语音等实时性强的信息,后者以数据包为主。语

音和数据可以单独或同时传输。蓝牙支持一个异步数据通道,或三个并发的同?#20132;?#38899;通道,或

同时传送异步数据和同?#20132;?#38899;的通?#39304;?#27599;个话音通道支持64kbps的同?#20132;?#38899;;异步通道支持

723.2/57.6kbps的非对称双工通信或433.9kbps的对称全双工通信。
(7)、支持点对点及点对多点通信(新的蓝牙技术支持多点对多点通信):蓝牙设备按特定

方式可组成两种网络:微微网(Piconet)?#22836;植际?#32593;络(Scatternet),其中微微网的建立由两

台设备的连接开始,最多可由八台设备组成。在一个微微网中,只有一台为主设备(Master)

,其它均为?#30001;?#22791;(Slave),不同的主?#30001;?#22791;对可以采用不同的链接方式,在一次通信中,

链接方式?#37096;?#20197;?#25105;?#25913;变。几个相互独立的微微网以特定方式链接在一起便构成了分?#38469;?#32593;络

。所有的蓝牙设备都是对等的,所以在蓝牙中没有基站的概念。
(8)、工作距离:蓝牙设备分为三个功率等级,分别是:100mW(20dBm)、2.5mW(4dBm)

和1mW(0dBm),相应的有效工作?#27573;?#20026;:100米、10米和1米。
五、Bluetooth的系统构成
1、无线射频单元(Radio):负责数据和语音的发送和接收,特点是短距离、低功耗。蓝牙天线

一般体积小、重量轻,属于微带天线。
2、基带或链路控制单元(LinkController):进行射频信号与数字或语音信号的相互转化,实

现基带协议和其它的底层连接规程。
3、链路管理单元(LinkManager):负责管理蓝牙设备之间的通信,实现链路的建立、验证、链

路配置等操作。
4、蓝牙软件协议实现:如上图紫色部分,这个后面我们做详细说明。
六、蓝牙协议规范
传输协议、中介协议、应用协议;
1、传输协议
负责蓝牙设备间,互相确认对方的位置,以及建立和管理蓝牙设备间的物理链路;
底层传输协议:
蓝牙射频(Radio)部分、基带链路管理控制器(Baseband&Link Controller)、链路管理协

议(Link ManagerProtocol LMP)。负责语言、数据无线传输的物理实现以及蓝牙设备间的

联网组网。
高层传输协议:
逻辑链路控制与适配器(LogicalLink Control and Adaptation Protocol)L2CAP 、主机

控制接口(HostControl Interface,HCI)。为高层应用屏蔽了跳频序列选择等底层传输操

作,为高层程序提供有效、有利于实现数据分组格式。
2、中介协议
为高层应用协议或者程序,在蓝牙逻辑链路上工作提供必要的支持,为应用提供不同标准接口


串口仿真协议:RFCOMM、服务发?#20013;?#35758;:SDP、互操作协议IrDA、网络访?#24066;?#35758;:PPP、IP、

TCP、UDP、电话控制协议:TCS、AT指令集。
3、应用协议
蓝牙协议栈之上的应用软件和所涉及到的协议,如:拨号上网、语言功能的应用程序。
蓝牙的应用框架如下:
(1)、通用应用类框架:查询、建立连接服务等;
(2)、蓝牙电话应用类框架:电话控制、语言;
(3)、蓝牙连网应用类框架:网络应用相关;
(4)、对象交互服务类框架:IrDA、OBEX;
(5)、蓝牙音视频控制类框架。
七、?#24067;?#25509;口
一般蓝牙芯片通过UART、USB、SDIO、I2S、PcCard和主控芯片通信。
八、Bluetooth的应用
蓝牙应用在手机上。
蓝牙应用在掌上电脑上。
蓝牙应用于其它消?#29273;?#30005;子设备,如数字照相机、数字摄象机,打印机等。
篮牙技术构成的传统电子产品向智能电子产品的升级改造
篮牙系统嵌入微波炉、洗衣机、电冰箱、空调机,空气?#25442;?#22120;,各类LED灯饰,门锁,门禁,

窗帘等家居家电。


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