（文章來源：電子工程網(wǎng)）

藍牙技術是一種無線數(shù)據(jù)與數(shù)字通信的開放性規(guī)范。它以低成本、近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備建立了一種完整的通信方式和技術。藍牙技術的實質(zhì)是建立通用無線接口及其控制軟件的標準，使移動通信與計算機網(wǎng)絡之間能實現(xiàn)無縫連接，由此，為不同廠家生產(chǎn)的便攜式設備提供了近距離（10m~100m）范圍內(nèi)的互操作通道。

在工業(yè)控制系統(tǒng)和許多應用領域，隨著電子技術的發(fā)展，目前控制器和傳感器已經(jīng)實現(xiàn)了智能化。在一般的傳感器或測試儀表中，大量使用CPU 控制下的數(shù)字化技術，因此，許多控制系統(tǒng)或傳感器系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化傳輸。如果在數(shù)字化的控制系統(tǒng)和傳感器中嵌入藍牙技術，則可以實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和控制命令的無線傳輸，這對于許多應用領域都是十分重要的。

通過對藍牙協(xié)議棧結構的討論，提出一個嵌入式SoC 器件結構。這個嵌入式SoC 器件是一種具有藍牙通信功能的SoC 器件;SoC 中的CPU 對用戶開放，用戶可以使用這種結構的SoC 器件實現(xiàn)智能傳感器或控制器單元。藍牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（Industrial ，Scientific and Medical）免付費、免申請的無線電頻段。采用快速確認和跳頻技術，以確保鏈路的穩(wěn)定。

采用二進制調(diào)頻（FM）技術的跳頻收發(fā)器，抑制干擾和防止衰落。采用前向糾錯（FEC）技術，抑制長距離鏈路的隨機噪聲。數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s 。采用時分雙工傳輸，其基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結合。一個跳頻頻率發(fā)送一個同步分組，每個分組占用一個時隙，也可擴展到5 個時隙。

支持一個異步數(shù)據(jù)通道，或3 個并發(fā)的同步語音通道，或一個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步語音的通道。每一個語音通道支持64Kbps 的同步話音。異步通道支持最大速率為721Kbps 、反向應答速率為57.6Kbps 的非對稱連接，或者是432.6bps 的對稱連接。

目前，工作在2.4GHz 頻段上的無線局域網(wǎng)技術中，除了藍牙技術外，還有IEEE802.11、HomeRF 和紅外技術?？偟膩碚f，IEEE802.11 比較適合于辦公室無線網(wǎng)絡，HomeRF 適用于家庭中的移動數(shù)據(jù)、語音設備等與主機之間的通信，而藍牙技術則可以應用于任何允許無線方式替代線纜的場合。

在實際應用中，藍牙技術的應用一般采用嵌入式技術。在應用系統(tǒng)中嵌入藍牙協(xié)議棧，可為系統(tǒng)提供一個透明的無線網(wǎng)絡通信層。藍牙技術協(xié)議棧的設計只有符合藍牙技術規(guī)范的要求，才能實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的無縫對接。藍牙技術規(guī)范（specification）包括協(xié)議（protocol）和應用規(guī)范（profile）兩個部分。完整的藍牙協(xié)議棧如圖1 所示。

協(xié)議規(guī)范中定義了各功能元素的工作方式，提供了藍牙技術實現(xiàn)中功能元素間的橫向體系結構。應用規(guī)范則介紹了實現(xiàn)特定應用模型，描述了各層協(xié)議間的協(xié)同機制，從而提供了技術實現(xiàn)的縱向體系結構。藍牙協(xié)議包括核心協(xié)議層、替代電纜協(xié)議層、電話控制協(xié)議層和選用協(xié)議層。

核心協(xié)議。核心協(xié)議包括基帶協(xié)議、鏈路管理協(xié)議（LMP）、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（L2CAP）、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）。替代電纜協(xié)議。替代電纜協(xié)議包括串行電路仿真協(xié)議（ RFCOMM ） ，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉換。電話替代協(xié)議。本協(xié)議包括二元電話控制規(guī)范（TCS Binary）與AT- 命令（AT-command）。用于提供音頻通信的處理規(guī)范和相應的控制命令。

選用協(xié)議。選用協(xié)議與用戶的應用有關，包括點到點協(xié)議（PPP）、用戶數(shù)據(jù)報/ 傳輸控制協(xié)議/ 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（UDP 和TCP/IP）、目標交換協(xié)議（OBEX）、無線應用協(xié)議（WAP）、無線應用環(huán)境（WAE）、vCard 、vCal 、紅外移動通信（IrMC）。選用協(xié)議層的具體內(nèi)容由應用系統(tǒng)根據(jù)需要選擇。

除了以上協(xié)議層外，藍牙協(xié)議棧中還應包括二個接口：一個是主機控制接口（HCI），用來為基帶控制器、鏈路控制器以及訪問硬件狀態(tài)和控制寄存器等提供了命令接口;另一個是與基帶處理部分直接相連的音頻接口，用以傳遞音頻數(shù)據(jù)。

在藍牙協(xié)議棧中，HCI 以上部分通常用軟件實現(xiàn)，包括邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP 、串行仿真RFCOMM 、鏈路管理協(xié)議（LMP）、電話替代協(xié)議和選用協(xié)議;而HCI 以下部分則用硬件實現(xiàn)，包括基帶協(xié)議和鏈路管理協(xié)議（LMP） ，這部分也叫作藍牙協(xié)議體系結構中的底層硬件模塊。
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