蓝牙技术基础知识简介
蓝牙基础知识培训
04
蓝牙设备与连接
蓝牙设备的种类
蓝牙耳机
用于无线通话和音频传输，支 持语音助手控制。
蓝牙音箱
提供高质量的音频播放，支持 多设备连接和无线播放。
蓝牙键盘
用于无线输入文本，提高工作 效率，支持多设备连接。
蓝牙鼠标
02
它是一种开放性的全球标准，被 广泛应用于手机、电脑、耳机、 音箱等各类电子设备中。
蓝牙技术的发展历程
1994年，爱立信公司推出了第一个蓝 牙产品，主要用于移动电话和电脑之
间的无线连接。
1998年，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）成立，负责推广和维护蓝牙技
术标准。
2000年，蓝牙1.0标准发布，支持语 音和数据传输。
蓝牙基础知识培训
• 引言 • 蓝牙技术概述 • 蓝牙技术原理 • 蓝牙设备与连接 • 蓝牙技术的优势与局限性 • 总结与展望
01
引言
培训目的
01
02
03
04
掌握蓝牙技术的基本原 理和特点
熟悉蓝牙设备的连接和 使用方法
了解蓝牙技术在不同领 域的应用和优势
提高在实际工作中解决 蓝牙相关问题的能力
培训背景
蓝牙技术具有传输速度快、传输距离 远、功耗低等优点，同时也有一些限 制，如传输距离和传输速度受限于设 备的传输功率和信号质量。
对未来蓝牙技术发展的展望
未来蓝牙技术将不断升级和完善，提 高传输速度和稳定性，降低功耗和成 本，以满足更多领域的需求。
蓝牙技术将更加注重隐私保护和安全 性能，采用更高级别的加密技术和安 全协议，确保用户数据的安全和隐私。
蓝牙基础：蓝牙的工作原理
蓝牙基础：蓝牙的工作原理1、什么是蓝牙？蓝牙（BlueTooth)是一种支持设备短距离通信的无线电技术,功率级别分CLASS1 100米距离和CLASS2 10米距离两种。
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，带宽可达3Mb/s。
手机、PDA、GPS蓝牙、耳机、笔记本内置蓝牙等一般为CLASS2 10米功率级别，工业用蓝牙应用100米级的多一些，如GC－06，KC－03蓝牙模块。
蓝牙技术规范由SIG组织开发维护，目前具备蓝牙通讯功能的产品已经很多。
2、蓝牙通信的主从关系蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。
理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。
一个具备蓝牙通讯功能的设备，可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。
一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。
3、蓝牙的呼叫过程蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备，此时从端设备需要处于可被查找状态，如：蓝牙耳机需要按键操作才能进入可被查找状态，我公司预装GCM－301、101等固件的模块始终处于可被查找状态。
主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，一般蓝牙耳机默认为：1234或0000，立体声蓝牙耳机默认为：8888，也有设备不需要输入PIN码。
配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，根据应用不同，可能是ACL数据链路呼叫或SCO语音链路呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。
蓝牙基础知识
蓝牙的相关知识
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10米之内） 的无线。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。 蓝牙主要的一些设备：蓝牙耳机、蓝牙适配器、 蓝牙软件、车载蓝牙等
蓝牙能工作在以下三种功率级下的短距离无线网 络技术：功率级1（最高功率电平+20dBM，有效 范围100m），功率级2（最高功率电平+4dBM， 有效范围20m ），功率级3（最高功率电平0dBM， 有效范围10m ）
PBAP
PBAP（Phonebook Access Profile）电话本访问配置文件
主要用于读取手机中通讯录 SAP SAP（SIM Access Profile）可以访问手机的SIM卡
HRP（Heart Rate Profile）心率配置文件
HRD 用于医疗\健康相关的应用场景中，它使得蓝牙设备 能与心率传感器交互
蓝牙技术特点
（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围 是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。 （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、 三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为 64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD） 方法。 当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用 对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型：异步无连接 （Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous ConnectionOriented，SCO）链路 （3）可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection）：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微微网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其 余的均为从设备。微微网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的微微网是一个主设备 和一个从设备组成的点对点的通信连接。 通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同 时与几个不同的微微网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同 的微微网，即某一时刻参与某一微微网，而下一时刻参与另一个微微网。
蓝牙技术的原理和应用
蓝牙技术的原理和应用蓝牙技术是一种近距离无线通讯技术，由于其低功耗、低成本、广泛应用等特点，在现代生活中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍蓝牙技术的原理和应用。
一、蓝牙技术的原理蓝牙技术是基于无线射频的短距离通讯标准，采用2.4GHz的ISM频段，其具有跨平台、传输速率高、安全可靠等特点。
蓝牙技术的原理主要由以下几个部分组成：1、蓝牙射频蓝牙射频是蓝牙技术中最关键的部分之一，其使用的频段是2.4-2.48 GHz的ISM频段，全球范围内都允许使用。
同时，蓝牙技术还使用了FHSS（频率跳跃扩频）技术，可以有效地减少数据传输时的干扰和噪音，从而提高传输效率和连接稳定性。
2、蓝牙协议栈蓝牙协议栈是蓝牙技术的核心部分，其包含6层协议：物理层、链路层、LMP层、L2CAP层、RFCOMM层和应用层。
其中，LMP层和L2CAP层是蓝牙协议栈中最关键的两层，LMP层负责蓝牙设备之间的配对和连接，L2CAP层则是数据传输和协议交换的核心。
3、蓝牙设备蓝牙设备是蓝牙技术中最终的实现部分，包括蓝牙手机、蓝牙耳机、蓝牙键盘、蓝牙鼠标等等。
蓝牙设备与蓝牙设备之间可以建立专门的蓝牙链接，实现数据的传输和交换。
二、蓝牙技术的应用随着科技的发展，蓝牙技术的应用越来越广泛，其中较为典型的应用包括以下几个方面：1、蓝牙音频蓝牙音频是目前最具代表性的应用之一，其主要应用包括蓝牙耳机、蓝牙音响等等。
蓝牙耳机的问世，改变了传统有线耳机的繁琐和不便之处，蓝牙音响则将家庭音响的使用限制降到了最低。
2、蓝牙设备蓝牙技术的实际应用还包括蓝牙键盘、蓝牙鼠标、蓝牙打印机等等。
蓝牙键盘和鼠标的问世，解决了传统有线键盘和鼠标的使用不便之处。
蓝牙打印机则可以实现移动设备的打印功能。
3、蓝牙定位蓝牙定位是近些年来蓝牙技术发展的新方向，其主要应用包括超市定位、医院导航等等。
蓝牙定位的原理是通过蓝牙信号强度指示来确定设备的位置，从而实现定位和导航。
4、蓝牙物联网蓝牙物联网是未来的发展方向之一，其应用范围可以延伸到智能家居、智能健康、智能交通等等。
蓝牙技术基础知识
一、蓝牙技术的概念蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。
其目标是实现最高数据传输速度1Mb／s(有效传输速度为721kb／s)、最大传输距离为10米，用户不必经过申请便可利用2．4GHz的I SM(工业、科学、医学)频带，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。
二、蓝牙技术的特点蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。
在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。
从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。
蓝牙技术的特点可归纳为如下几点：（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。
（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、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。
每个语音信道数据速率为64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD）方法。
当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。
蓝牙有两种链路类型：异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）链路。
蓝牙基础知识及蓝牙产品开发注意事项
1什么是蓝牙技术所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用"蓝牙技术"能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备，并且能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。
通俗地讲，蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网。
其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。
2蓝牙技术的特点2.1蓝牙协议体系结构整个蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分。
链路管理层(L M P)、基带层(B B P)和蓝牙无线电信道构成蓝牙的底层模块。
B B P层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。
L M P层负责连接的建立和拆除以及链路的安全和控制，它们为上层软件模块提供了不同的访问人口，但是两个模块接口之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口的解释才能进行。
也就是说，中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议(L2C A P)、服务发现协议(S D P)、串口仿真协议(R F C O M M)和电话控制协议规范(T C S)。
L2C A P完成数据拆装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能，是其他上层协议实现的基础，因此也是蓝牙协议栈的核心部分。
S D P为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。
在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层，它对应于各种应用模型的剖面，是剖面的一部分。
目前定义了13种剖面。
2.2蓝牙低层模块蓝牙的低层模块是蓝牙技术的核心，是任何蓝牙设备都必须包括的部分。
蓝牙工作在2.4G H Z的I S M频段。
采用了蓝牙结束的设备讲能够提供高达720k b i t/s的数据交换速率。
蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术，分别定义了两种链路类型，即面向连接的同步链路(S C O)和面向无连接的异步链路(A C L)。
《蓝牙技术基础培训》课件
蓝牙技术以其低功耗、低成本、高可靠性等优势获得了市 场的广泛认可，但仍面临着与其他无线技术的竞争、安全 问题等挑战。
对未来蓝牙技术的展望
更快的传输速度和更大的传输容量
随着物联网和大数据的发展，未来蓝牙技术将需要具备更快的传输速度和更大的传输容量 ，以满足更多的应用需求。
更强的安全性
随着智能设备的普及，蓝牙技术的应用场景将进一步拓展，涉及到更 多的领域和场景。
05 实际应用案例分析
智能家居中的蓝牙应用
01
02
03
智能照明
通过蓝牙连接，实现远程 控制和定时开关功能，提 高家居生活的便利性。
智能安防
利用蓝牙技术实现家庭监 控、门禁控制等功能，提 高家庭安全防范能力。
智能环境
通过蓝牙连接智能温湿度 计、空气净化器等设备， 实现室内环境的自动调节 。
蓝牙技术具有全球通用性、灵活性、可靠性和安全性等特点，广泛应用于各个领域 。
蓝牙技术的发展历程
1994年Ericsson公司发明了蓝牙技术 ，并开始应用于移动电话和耳机之间 的无线连接。
1999年Bluetooth SIG发布了蓝牙技 术的第一个版本，即Bluetooth 1.0。
1998年Ericsson、Nokia、IBM、 Toshiba等公司共同成立了Bluetooth SIG（特别兴趣小组），负责制定和 维护蓝牙技术标准。
手机中的蓝牙应用
数据传输
通过蓝牙实现手机与电脑 、平板等设备之间的文件 传输，方便快捷。
无线耳机
利用蓝牙连接无线耳机， 实现高品质的音乐享受和 通话体验。
智能手环/手表
通过蓝牙连接，实现健康 监测、消息提醒等功能。
车载蓝牙的应用
蓝牙技术特点及基础知识
RFChannel
Europe/USA/Japan 2400~2483.5MHz f=2402+kMHz,k=0,…,78
France 2446.5~2483.5MHz f=2454+kMHz,k=0,…,22
01
蓝牙基础知识
2、调制方式
GFSK（载波向上频移157kHz表示“1”，向下频移157kHz 表 示“0”，速率是1Mbit/s） BT=0.5（0.5是将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz， 可以限制射频占用的频谱） 调制指数=0.28-0.35 采用跳频技术1600H/s，T=625μs 采用时分复用多路访问技术(TDD) 语音信道采用连续可变斜率增量调制（CVSD）
f(2k)
f(2k+1)
f(2k+2) t
slave t
625 s
4、跳频
2.402
master slave
01
蓝牙基础知识
freq 2.480time来自01蓝牙基础知识
5、包的格式
72b
54b
接入码 包头
0-2745b 内容
01
蓝牙基础知识
接入码
34
BCH
01
蓝牙名字由来
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HaraldBluetooth的名 字。爱立信意识到要使这项技术最终获 得成功，必须得到业界其他公司的支持 与应用。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 蓝牙特殊利益集团（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。
蓝牙基础知识介绍
进一步提高了传输速度和稳定性，同时增 强了物联网设备的连接能力。
02
蓝牙技术原理
蓝牙技术的工作原理
蓝牙技术是一种短距离无线通信技术 ，它使用跳频扩频（FHSS）或时分复 用多路存取（TDM）技术将2.4GHz 的ISM频段划分为多个信道，通过将 数据分割成小块，并在每个信道上以 不同的跳频序列进行传输，以实现数 据的传输。
蓝牙技术在智能家居的应用前景
智能门锁
蓝牙技术可以用于智能门锁的 无线通信，实现手机远程开锁
等功能。
智能照明
蓝牙技术可以与智能灯泡配合， 实现手机远程控制灯泡的开关、 亮度等功能。
智能家电
蓝牙技术可以与智能家电配合，实 现手机远程控制家电的开关、温度 等功能。
06
总结和展望
蓝牙技术的优势和不足
01
蓝牙基础知识介绍
汇报人：XXX XXXX-XX-XX
目录
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙技术原理 • 蓝牙协议和规范 • 蓝牙技术的应用实例 • 蓝牙技术的未来发展 • 总结和展望
01
蓝牙技术概述
蓝牙技术的起源和发展
1994年
Ericsson公司提出了蓝牙技术，旨在 解决移动设备之间的通信问题。
02
蓝牙耳机和音箱的使用
无线音乐播放
使用蓝牙耳机和音箱，可以在没有线路束缚的情况下享受音乐，随时随地享 受音乐。
蓝牙车载免提
通过蓝牙将手机与车载音响连接，可以在驾驶时无需触摸手机即可接听电话 和播放音乐。
蓝牙在物联网中的应用
智能家居设备连接
使用蓝牙技术，可以将智能家居设备如智能灯泡、智能插座等连接在一起，实现远程控制和自动化控 制。
优势
02
低功耗：蓝牙技术的主要优势之一是低功耗，它允许设备以较
小白学习蓝牙第一章——蓝牙概述
⼩⽩学习蓝⽛第⼀章——蓝⽛概述⽬录蓝⽛的概念蓝⽛，是⼀种⽀持设备短距离通信（⼀般10m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。
利⽤“蓝⽛”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特⽹Internet之间的通信，从⽽数据传输变得更加迅速⾼效，为⽆线通信拓宽道路。
蓝⽛作为⼀种⼩范围⽆线连接技术，能在设备间实现⽅便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据通信和语⾳通信，因此它是⽬前实现⽆线个域⽹通信的主流技术之⼀。
与其他⽹络相连接可以带来更⼴泛的应⽤。
是⼀种尖端的开放式⽆线通信，能够让各种数码设备⽆线沟通，是⽆线⽹络传输技术的⼀种，原本⽤来取代红外。
蓝⽛技术是⼀种⽆线数据与语⾳通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离⽆线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建⽴⼀个特别连接。
其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建⽴通⽤的⽆线电空中接⼝（Radio Air Interface），将通信技术与计算机技术进⼀步结合起来，使各种3C设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。
简单的说，蓝⽛技术是⼀种利⽤低功率⽆线电在各种3C设备间彼此传输数据的技术。
蓝⽛⼯作在全球通⽤的2.4GHz ISM（即⼯业、科学、医学）频段，使⽤IEEE802.11协议。
作为⼀种新兴的短距离⽆线通信技术，正有⼒地推动着低速率⽆线个⼈区域⽹络的发展。
蓝⽛的产背景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，在联合开展短程⽆线通信技术的标准化活动时提出了蓝⽛技术，其宗旨是提供⼀种短距离、低成本的⽆线传输应⽤技术。
这五家⼚商还成⽴了蓝⽛特别兴趣组，以使蓝⽛技术能够成为未来的⽆线通信标准。
芯⽚霸主 Intel 公司负责半导体芯⽚和传输软件的开发，爱⽴信负责⽆线射频和移动电话软件的开发， IBM 和东芝负责笔记本电脑接⼝规格的开发。
蓝牙基础必学知识点
蓝牙基础必学知识点
1. 蓝牙是一种无线通信技术，可通过短距离无线信号传输数据。
2. 蓝牙可以连接多个设备，并使它们之间实现数据传输和通信。
3. 蓝牙技术使用2.4 GHz的ISM频段进行通信，运行距离通常为10米。
4. 蓝牙设备通常分为主设备和从设备。
主设备用于发起连接和控制连接，从设备用于接受连接和传输数据。
5. 蓝牙设备通过建立蓝牙连接来进行通信，连接可以是单向的或双向的。
6. 蓝牙使用蓝牙协议栈来处理通信过程，包括物理层、链路层、网络
层和应用层。
7. 蓝牙可以支持多种数据传输模式，包括串口通信、音频传输、文件
传输等。
8. 蓝牙设备可以通过扫描和配对来建立连接，配对可以使用PIN码或
简化的配对码。
9. 蓝牙设备可以通过蓝牙配置文件进行兼容性管理，不同的配置文件
适用于不同的应用场景。
10. 蓝牙技术广泛应用于各种设备，包括手机、耳机、扬声器、键盘、鼠标、汽车、家电等。
蓝牙技术简介
蓝牙系统旳技术特点-2
TDMA构造
在1.0B版本旳原则中，蓝牙旳基带符号速率 为1Mb/s，采用数据包旳形式按时隙传送，每时 隙0.625ms，不排除将来采用更高旳符号速率。
蓝牙支持64kb/s旳实时语音传播和多种速率 旳数据传播，语音和数据可单独或同步传播。当 仅传播语音时，蓝牙设备最多可同步支持3路全 双工旳话音通信。
蓝牙技术旳应用
▪ 应用面多
▪ 前景广阔
多种 电话系统
数字手机、家庭及办公室电话、 小型PBX等电话系统等。
家庭和办公室自动化、 家庭娱乐、电子商务、 工业控制、智能化建筑 物等。
办公自动化 家庭娱乐等
无线电缆
蓝牙技术旳应用
无线键盘、鼠标等。
数字
数字摄影机、数字摄像机等。 电子设备
电子付帐系统，宾馆接待 处旳电子登记服务等。
之间相互进行配对与通讯传播旳NFC（Near Field Communication）机制。具 有更佳旳省电效果。 V3.0(2023年):
关键是“Generic Alternate MAC/PHY”(AMP)，这是一种全新旳交替射频技术 ，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传播速率更高，功耗更 低。 V4.0(2023年):
蓝牙系统旳技术特点-5
全球范围内旳工作 • Add your title in here
蓝牙旳基本出发点是可使其设备能够在全球 范围内应用于任意旳小范围通信。任一蓝牙设备， 都可根据IEEE 802原则得到一种唯一旳48-bit旳 设备地址（BD_ADDR），它是一种公开旳地址 码，能够经过人工或自动进行查询。
主设备是组网连接主 动发起连接祈求旳蓝牙 设备，几种蓝牙设备连 接成一种微微网时，其 中只有一种主设备，其 他旳均为从设备。
蓝牙技术基础知识简介
Function F
Hopping sequence of master and slave 7, 36,22,28,55,…
蓝牙技术基础知识简介
72b
54b
接入码
包头
0-2745b 内容
蓝牙技术基础知识简介
接入码
34 BCH
24 LAP
6 BRK
4 PREAMBLE
LSB
64 SYNC WORD
蓝牙技术基础知识简介
蓝牙系统有三种主要状态：待机状态，连接状态和节能状态。从待机状态向连接状态转变的过程中，有7 个子状态：寻呼、寻呼扫描、查询、查询扫描、主响应、从相应、查询相应。
蓝牙技术基础知识简介
Standby(缺省)
Inquiry(查询) (unknown address)
Page(寻呼) (known address)
工作范围约10m，可加至100m
V2.1 (2004年)
V1.2
V2.2
V4.0 (2010年)
V3.0 (2009年)
蓝牙4.0
• V1.1(1998年) • 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率的产品干扰下影响通讯 质量
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
天线发射功率符合 FCC 关 于 ISM 波段的要求。 发射功率：100mW -跳频速率：1600 跳/秒
蓝牙技术知识点
蓝牙技术知识点一、知识概述《蓝牙技术》①基本定义: 蓝牙技术呢，简单来说就是一种短距离的无线通信技术，能让各种电子设备之间轻松地进行数据传输，就好比是给设备之间搭建了一座无形的短距离通信小桥梁。
②重要程度: 在现代电子设备领域那可相当重要。
咱现在好多设备都有蓝牙功能，像手机与蓝牙耳机、手机与蓝牙音箱的连接都靠它，它让设备连接摆脱了那些复杂的线缆，使用起来更方便，在物联网发展里也起了很大的推动作用。
③前置知识: 首先得对无线电波有个基本概念，知道设备之间是通过发送和接收某种信号来通信的。
再一点就是对数据传输要有个大概了解，比如什么是传输数据之类的。
④应用价值: 应用场景可太多了。
我自己就经常用蓝牙，拿手机连接我的蓝牙耳机在路上听歌，在办公室用手机蓝牙连蓝牙音箱，特别方便。
它还能用于汽车上，把手机和汽车多媒体系统连接起来方便接打电话或者播放音乐。
甚至有些医疗设备也靠蓝牙传输数据。
二、知识体系①知识图谱: 在通信技术这个大范畴里，蓝牙技术算是一种比较独特的短距离无线通信分支。
它与WiFi啊，NFC啊，这些技术共同组成了设备连接的网络。
②关联知识: 和无线通信原理关联紧密，像无线电频率分配这些知识都是有关联的。
并且和设备兼容性知识也有关，毕竟不同设备的蓝牙功能得匹配才能正常工作。
③重难点分析: 掌握难度不算特别大。
重点就是蓝牙的连接原理以及不同蓝牙版本之间的差异。
有时候可能会对蓝牙的安全机制有点迷惑，这就是关键点之一，毕竟要保证数据传输安全。
④考点分析: 在电子设备相关专业的考试里，可能会考查蓝牙的工作频段、传输距离、蓝牙的配对方式等。
一般会以选择题或者简答题的形式出现，比如让你列出蓝牙一个主要特点之类的。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析: 蓝牙技术的核心概念就是利用特定频段的无线电波进行短距离内设备间的数据交换。
比如说，当你的手机要连接蓝牙耳机的时候，手机先发出蓝牙信号在周围找，蓝牙耳机接收到这个信号后就和手机建立连接。
蓝牙技术原理浅析
蓝牙技术原理浅析蓝牙技术，是一种被广泛应用在无线通信领域的短距离通信技术。
它能够实现不同设备之间的快速连接和数据传输，如手机与耳机、键盘与电脑之间的连接，取代了传统的有线连接方式，给用户带来了更为便捷和无拘束的使用体验。
本文将对蓝牙技术的原理进行浅析，帮助读者加深对其工作原理的理解。
一、蓝牙技术的基本原理蓝牙技术的基本原理可以概括为无线通信、频率调谐和多点连接三个关键要素。
1. 无线通信：蓝牙技术采用2.4 GHz的ISM频段进行通信，具有较高的传输速率和稳定性。
它通过无线电波进行数据传输，使得设备之间无需通过有线连接即可实现通信。
2. 频率调谐：通过频率跳变技术，蓝牙技术能够在2.4 GHz频段上避免干扰和碰撞。
蓝牙设备在通信时会跳跃地在79个频道之间进行切换，每个频道的时间间隔只有625微秒，确保了通信的稳定和可靠性。
3. 多点连接：蓝牙技术支持多点连接，即一个主设备可以同时与多个从设备建立连接并进行数据传输。
这在实际应用中非常重要，比如手机可以同时连接蓝牙耳机和蓝牙手环，实现音频和数据的同时传输。
二、蓝牙技术的通信模式蓝牙技术的通信模式有两种，分别是单向通信和双向通信。
1. 单向通信：在单向通信模式下，一台设备作为主设备，另一台设备作为从设备。
主设备负责发送指令或数据，而从设备仅负责接收和处理。
这种通信模式通常用于一些简单的应用场景，如远程控制。
2. 双向通信：在双向通信模式下，两台设备都可以发送和接收数据，彼此之间具有平等的通信权利。
这种通信模式广泛应用于各种通信场景，如手机与耳机之间的音频传输、电脑与打印机之间的数据传输等。
三、蓝牙技术的安全性蓝牙技术在实现便捷连接的同时，也需要保证数据传输的安全性。
为了确保数据的机密性和防止未授权的设备接入，在蓝牙通信中采用了以下安全措施：1. 鉴权认证：蓝牙设备之间进行通信连接时，首先需要进行鉴权认证。
通过设备之间的配对过程，确保连接双方的身份合法且具备通信权限。
蓝牙技术概述
蓝牙技术概述系统概述蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。
其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。
例如，如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而而通过无线使其建立通信。
打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。
除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。
蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学）频段。
蓝牙的数据速率为1Mb/s。
时分双工传输方案被用来实现全双工传输。
ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。
例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可能是干扰。
为此，蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。
跳频技术是把频带分成若干个跳频信道（hop channel），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列（即一定的规律，技术上叫做"伪随机码"，就是"假"的随机码）不断地从一个信道"跳"到另一个信道，只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的，但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带，使干扰可能的影响变成很小。
与其它工作在相同频段的系统相比，蓝牙跳频更快，数据包更短，这使蓝牙比其它系统都更稳定。
FEC（Forward Error Correction，前向纠错）的使用抑制了长距离链路的随机噪音。
应用了二进制调频（FM）技术的跳频收发器被用来抑制干扰和防止衰落。
蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合。
在被保留的时隙中可以传输同步数据包，每个数据包以不同的频率发送。
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蓝牙标准的发展
V1.1 (1991年)
V2.1 (2004年)
V1.2
V2.2
V4.0 (2010年)
V3.0 (2009年 )
蓝牙4.0
• V1.1(1998年) • 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率 的产品干扰下影响通讯质量
构，分别完成数据流的过滤 和传输,跳频和数据帧传输, 连接的建立和释放,链路的 控制,数据的拆装等功能。
链路管理器（LM）软件实现 链路的建立认证及链路配置等
-通过连接管理协议（LMP） 建立通信联系。
- LM 利用链路控制器（LC） 提供的服务实现上述功能。
蓝牙系统的技术特点
射频特性
工作在2.45GHz频段 收发机配置符合IEEE 802标准48位地址 数据频率为1Mb／s 使用扩频和跳频技术，噪音环境也能工作
天线发射功率符合 FCC 关于 ISM 波段的要求 。 -发射功率：
100mW -跳频速率：1600 跳/ 秒
蓝牙系统的组成
描述了链路控制器，实现
了基带协议和其他的底层 连接规程
- 媒体接入控制(MAC) -差错控制 -认证与加密
系统组成
蓝牙规范是为个人区域内的
无线通信制定的协议，它包 括两部分： 核心（Core） 部分和协议子集（Profile） 部分。协议栈仍采用分层结
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蓝牙技术的特点
• 蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范，它最初的目标是取 代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆 连接，其特点如下：
蓝牙技术的特点
蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频 段，全球大多数国家ISM频段的 范围是2.4-2.4835GHz。
全球范围 适用
同时传输 语音数据
两个或更多的微微网在重叠的区 域可以建立特殊的呼叫。
Slave
Slave
Maste r
Slave
Slave
Slave
Maste r
Slave Slave
微微网的应用（一拖七）
蓝牙技术的应用
▪ 应用面多
▪ 前景广阔
各种 电话系统
数字手机、家庭及办公室电话、 小型PBX等电话系统等。
家庭和办公室自动化、家庭 娱乐、电子商务、工业控制、 智能化建筑物等。
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蓝牙4.0设备种类
• 蓝牙4.0设备种类 ➢ 2.4G蓝牙低功耗系统 ➢ 消费类电子产品 ➢ 移动电话外围扩展设备 ➢ 运动和休闲设备 ➢ 健康医疗用品(血压计、体温计….) ➢ 汽车电子设备 ➢ 人机接口设备(键盘、鼠标、遥控器) ➢ USB Dongle
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蓝牙的频道划分
• 信道数：79 个 （0-78） 范围：2.402GHz - 2.480GHz
蓝牙采用了跳频（ Frequency Hopping）方式 来扩展频谱，抵抗来自这些 设备的干扰。 提供了认证和加密功能， 以保证链路级的安全。
很好的抗干扰 能力和安全性
功耗低 体积小
蓝牙设备在通信连（Connection ）状态下，有四种工作模式：激活 （Active）模式，呼吸（Sniff）模 式保持（Hold）模式，休眠（Park ）模式，Active 模式是正常的工作 状态，另外三种模式是为了节能所 规定的低功耗模式。
信道间隔：1MHz
Geography Regulatory Range
RF Channel
Europe/USA/Japan 2400~2483.5 MHz f = 2402+k MHz, k=0, …, 78
France 2446.5~2483.5 MHz f = 2454+k MHz, k=0, …, 22
蓝牙建立通信的过程
Inquiry scan state slave
Wait random time
f9
Slave host’s 48-bit Bluetooth address
Function F
f9
Hopping sequence 3, 56,7,23,44,…
inquiry state master
• 无线传感器网络特性
➢ Sensor node:
✓缓存小 ✓CPU计算速度慢 ✓无线通信传输 ✓电池耗电 ✓可能具备定位功能
➢ Sink node
✓传感器网络的控制中心，能够收集 sensor node的所有数据。
常用的无线技术
距离（米）
GSM
GPRS
EDGE
3G
10,000
1,000
2000 2003-4来自page scan state
蓝牙建立通信的过程
Page scan state slave
FHS packet
(1) 48-bit address (2) Clock offset (3) AMA(Active Member address)=001
master Page state
(1)48-bit address of master
办公自动化 家庭娱乐等
无线电缆
蓝牙技术的应用
无线键盘、鼠标等。
数字 数字照相机、数字摄像机等。 电子设备
电子商务
无线办公包
以便携式计算机和掌上计算机 为代表。
电子付帐系统，宾馆接待处的电子登记服务等。
蓝牙技术的应用
作业
➢ 在无线网络中，有哪些短距离无线通信技术？这些技术的 区别及各自的特点是什么
(known address)
Connection
• Standby – 等待加入一个微微网。 • Inquiry – 邀请周围的无线连接。 • Page – 连接一个明确的无线链路。 • Connected – 加入一个皮网(主设备或 者从设备)
.Active power(活动)
• Sniff(呼吸) • Hold(保持) • Park(休眠)
蓝牙建立通信的过程
蓝牙系统有三种主要状态：待机状态，连接状态和节能状 态。从待机状态向连接状态转变的过程中，有7个子状态：寻 呼、寻呼扫描、查询、查询扫描、主响应、从相应、查询相应 。
蓝牙建立通信的过程
Standby(缺省)
Inquiry(查询)
(unknown address)
Page(寻呼)
WSN（Wireless Sensor Network）：一 种新型的无基础设施网络，它综合了传感器
技术、嵌入式处理技术、现代网络以及无线
通信技术等，能够通过各个传感器节点进行 实时监测、感知和采集各种现场信息。它的
节点是传感器这种特殊的嵌入式设备，它们 静态地随机分布于某一区域。
4
用户
服务器
无线传感器网络特性
常用的短距离无线技术比较
8
蓝牙概述
9
什么是蓝牙技术
• 蓝牙技术采用高速跳频扩展技术FHSS（Frequency Hopping Spread Spectrum）,跳频速率为每秒1600次，每次传送一个 封包，封包大小从126bit-2871bit皆可，而且其封包内容可以 是包含数据或语音等不同的资料。资料封包可借助自动重送（ ARQ）机制来加以保护，而声音封包因采用CVSD（连续可调 变斜面三角器波形编码）方式编码而可以不在重送以增加效率 。其设备采用的是GFSK调制技术，其最高传输速率为1Mbps ，实际数据有效速率为721Kbps，话音采用连续可变斜率调制 CVSD（Continuous Variable Slope Delta Modulation 连续 可变斜率调制）编码方式，CVSD方式抗干扰能力很强，即使 在误码率达到4%时仍然有可以接受的话音质量。
HEC
header error check
8
HEC
微微网（皮网）
1台主设备和1台以上从设备构成的网络称为微网（皮克网）（Piconet）。 一个蓝牙单元作为微网的主单元，其余的可作为从单元看待。在一个微网 中最多可有七个活动从单元。另外，更多的从单元被锁定在休眠状态中。 这些处于休眠状态的从单元在该信道中不能被激活，但对主单元来讲它们 仍由主单元同步。无论对激活或休眠状态来讲，信道访问都由主单元控制
Slave
Slave
Slave Slave
Slave
Master
Slave
Slave
一个微微网可由8个蓝牙设备组成。
在同一个微微网中，主设备为所有的 设备提供时钟和跳频同步序列。
在同一个微微网中，所有的设备有同 样的跳频序列。
分散网
具有重叠复盖域的微网之间存在设备间的通信，形成一个扩散网络（ Scatternet）结构。每个微网只能具有一个单独主单元，然而从单元可分 享基于时分多址的不同微网。另外，在一个微网中主单元可视为另一个微 网的从单元。且各微网间不再是以时间或频率同步，各微网有自己的跳频 信道。
• V2.1(2004年) • 改善了装置配对流程，短距离的配对方面，具备了在两个支持蓝牙的手机设 备之间互相进行配对与通讯传输的NFC机制，具备更佳的省电效果
• V3.0(2009年) • 全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。 传输速率更高，功耗更低。
• V4.0(2010年) • 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。有 效传输距离最大达到100m
MSB
蓝牙数据包的格式
包头
3
AM_ADDR
4
TYPE
1
FLOW
1
ARQN
1
SEQN
parameter
information
AM_ADDR slave active member address