蓝牙(Bluetooth) IEEE 802.15.1 协议学习

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4. 蓝牙协议分类

0x1: HFP(Hands-free Profile)

HFP(Hands-free Profile)，让蓝牙设备可以控制电话，如接听、挂断、拒接、语音拨号等，拒接、语音拨号要视蓝牙耳机及电话是否支持

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0x2: HSP

HSP 描述了 Bluetooth 耳机如何与计算机或其它 Bluetooth 设备(如手机)通信。连接和配置好后，耳机可以作为远程设备的音频输入和输出接口，这是最常用的配置，为当前流行支持蓝牙耳机与移动电话使用。它依赖于在64千比特编码的音频/s的CVSD的或PCM以及AT命令从GSM 07.07的一个子集，包括环的能力最小的控制，接听来电，挂断以及音量调整
典型的使用情景是使用无线耳机与手机进行连接。可能会使用HSP的若干设备类型：耳机、手机、PDA、个人电脑、手提电脑

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0x3: A2DP

A2DP全名是Advanced Audio Distribution Profile(蓝牙音频传输模型协定)，A2DP是能够采用耳机内的芯片来堆栈数据，达到声音的高清晰度。有A2DP的耳机就是蓝牙立体声耳机。声音能达到44.1kHz，一般的耳机只能达到8kHz。如果手机支持蓝牙，只要装载A2DP协议，就能使用A2DP耳机了。还有一般所说的技术参数提到蓝牙V1.0 V1.1 V1.2 V2.0——这些是指蓝牙的技术版本，是指通过蓝牙传输的速度，他们是否支持A2DP具体要看蓝牙产品制造商是否使用这个技术

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0x4: AVRCP

1. AVRCP(Audio/Video Remote Control Profile)，也就是音频/视频远程控制规范
2. AVRCP设计用于提供控制TV、Hi-Fi设备等的标准接口。此配置文件用于许可单个远程控制设备(或其它设备)控制所有用户可以接入的A/V设备。它可以与 A2DP 或 VDP 配合使用
3. AVRCP定义了如何控制流媒体的特征。包括
1) 暂停
2) 停止
3) 启动重放
4) 音量控制
5) 其它类型的远程控制操作
4. AVRCP 定义了两个角色
1) 控制器: 控制器通常为远程控制设备，控制器将检测到的用户操作翻译为 A/V 控制信号，然后再将其传输至远程 Bluetooth 设备。对于"随身听"类型的媒体播放器，控制设备可以是允许跳过音轨的耳机
2) 目标设备: 目标设备为特征可以更改的设备。在 AVRCP 中，目标设备则是实际的播放器。常规红外遥控器的可用功能可以在此协议中实现
5. AVRCP 协议规定了AV/C 数字接口命令集的应用范围，实现了简化实施和易操作性。此协议为控制消息采用了AV/C 设备模式和命令格式，这些消息可以通过音频/视频控制传输协议 (AVCTP) 传输

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0x5: OPP

蓝牙通信程序部分需采用用于设备之间传输数据对象OPP Profile: Object Push Profile由于OPP profile又细分为OPPC (client)端和OPPS(server)端profile，这两个profile区别在于只有client端可以发起数据传输的过程，但是附件设备与手机通信的情景中，既有手机发起数据传输请求也有设备侧发起传输请求的需要，所以要在设备中实现OPPC和OPPS两个profile

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0x6: PBAP

电话号码簿访问协议(Phonebook Access Profile)

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5. 蓝牙协议栈

蓝牙协议规范遵循开放系统互连参考模型(OSI/RM),从低到高地定义了蓝牙协议堆栈的各个层次。
SIG所定义的蓝牙技术规范的目的是使符合该规范的各种应用之间能够实现互操作。互操作的远端设备需要使用相同的协议栈，不同的应用需要不同的协议栈。但是，所有的应用都要使用蓝牙技术规范中的数据链路层和物理层

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0x1: 协议栈架构

完整的蓝牙协议栈如下图所示，不是任何应用都必须使用全部协议，而是可以只使用其中的一列或多列

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蓝牙的核心协议由基带，链路管理，逻辑链路控制与适应协议和服务搜索协议等4部分组成

1. 核心协议
1) BaseBand(基带协议): 基带协议确保各个蓝牙设备之间的射频连接，以形成无线网络
2) LMP(链路管理协议): 链路管理协议(LMP)负责蓝牙各设备间连接的建立和设置。LMP通过连接的发起，交换和核实进行身份验证和加密，通过协商确定基带数据分组大小; 除此之外还控制无线设备的节能模式和工作周期，以及无线网络内设备单元的连接状态
3) L2CAP(逻辑链路控制和适配协议): 逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)是基带的上层协议，可以认为L2CAP与LMP并行工作。L2CAP与LMP的区别在于当业务数据不经过LMP时，L2CAP为上层提供服务
4) SDP(使用服务搜索协议): 使用服务搜索协议(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
2. 电缆替代协议: PFCOMM
3. 电话传送控制协议
1) TCS-Binary
2) AT命令集
4. 选用协议
1) PPP
2) UDP/TCP/IP
3) OBEX
4) WAP
5) vCard
6) vCal
7) IrMC
8) WAE

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除上述协议层外，规范还定义了主机控制器接口(HCI)，它为基带控制器、连接管理器、硬件状态和控制寄存器提供命令接口，HCI位于L2CAP的下层，但HCI也可位于L2CAP上层蓝牙核心协议由SIG制定的蓝牙专用协议组成。绝大部分蓝牙设备都需要核心协议(加上无线部分)，而其他协议则根据应用的需要而定。总之，电缆替代协议、电话控制协议和被采用的协议在核心协议基础上构成了面向应用的协议

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1. 蓝牙核心协议介绍

1. 基带协议
基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，其任一分组在指定时隙、指定频率上发送。它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了两种物理连接方式，即
1) 面向连接(SCO): SCO适用于话音以及话音与数据的组合，所有的话音和数据分组都附有不同级别的前向纠错(FEC)或循环冗余校验(CRC)，而且可进行加密。此外，对于不同数据类型(包括连接管理信息和控制信息)都分配一个特殊通道
2) 无连接(ACL): ACL适用于数据分组
在同一射频上可实现多路数据传送，可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音，面向连接的话音分组只需经过基带传输，而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单，只需开通话音连接就可传送话音

2. 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

3. 逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)
该协议是基带的上层协议，可以认为它与LMP并行工作，它们的区别在于，当业务数据不经过LMP时，L2CAP为上层提供服务。L2CAP向上层提供面向连接的和无连接的数据服务，它采用了多路技术、分割和重组技术、群提取技术。L2CAP允许高层协议以64k字节长度收发数据分组。虽然基带协议提供了SCO和ACL两种连接类型，但L2CAP只支持ACL

4. 服务发现协议(SDP)
发现服务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

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2. 电缆替代协议(RFCOMM)

RFCOMM是基于ETSI-07.10规范的串行线仿真协议。它在蓝牙基带协议上仿真RS-232控制和数据信号，为使用串行线传送机制的上层协议(如OBEX)提供服务

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3. 电话控制协议

1. 二元电话控制协议(TCS-Binary或TCSBIN): 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ITU TQ.931建议的TCSBinary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

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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，它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)
4. 电子名片交换格式(vCard)、电子日历及日程交换格式(vCal)都是开放性规范，它们都没有定义传输机制，而只是定义了数据传输格式。SIG采用vCard/vCal规范，是为了进一步促进个人信息交换
5. 无线应用协议(WAP): 该协议是由无线应用协议论坛制定的，它融合了各种广域无线网络技术，其目的是将互联网内容和电话传送的业务传送到数字蜂窝电话和其他无线终端上

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0x2: 用户模式及协议栈(应用层协议)

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的文件等，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