手机蓝牙工作原理

蓝牙无线技术是一种短距离通信系统，旨在取代连接便携设备和/或固定电子设备的缆线。蓝牙无线技术的主要特点在于功能强大、耗电量低、成本低廉。核心规格的许多功能均为可选功能，以实现产品多样性。蓝牙核心系统包括射频收发器、基带及协议堆栈。该系统可以提供设备连接服务，并支持在这些设备之间交换各种类别的数据。 *** 作概览蓝牙射频（物理层）在无需申请许可证的 24GHz ISM 波段运行。系统采用了跳频收发器来防止干扰和衰落，并提供多个 FHSS（跳频扩频）载波。射频 *** 作采用了成形的二进制频率调制，降低了收发器复杂性。符率为每秒 1 兆符 (Msps)，支持每秒 1 兆位 (Mbps) 的比特率；对于增强的数据率，可支持 2 或 3Mb/s 的总空气比特率。这些模式分别称为“基本速率”和“增强数据率”。在一般 *** 作情况下，同步至共用时钟及跳频图的一组设备将共享一个物理无线电信道。提供同步基准的设备称为主设备。所有其它设备称为从设备。以此方式同步的一组设备形成了一个微微网 (piconet)。这就是 蓝牙无线技术通信的基本形式。微微网中的设备使用特定跳频图，该图由 蓝牙规格地址中的特定字段和主设备时钟依据特定算法来确定。基本跳频图是对 ISM 波段中的 79 个频率进行伪随机排序。跳频图可以调整以排除干扰设备使用的一部分频率。自适应跳频技术改善了 蓝牙技术与静态（非跳频）ISM 系统的共存状态（当两者共存时）。物理信道被复分为称作时隙的时间单位。数据以时隙中数据包的形式在启用 蓝牙的设备之间传送。如果条件允许，可以将多个连续时隙分配给一个数据包。跳频发生在传输或接收数据包时。蓝牙技术通过使用时分双工 (TDD) 方案提供全双工传输效果。物理信道上方有一个链路、信道及相关控制协议层。物理信道以上的信道及链路层级为物理信道、物理链路、逻辑传输、逻辑链路及 L2CAP 信道。 在物理信道内，任意两个传输设备之间可以形成物理链路，并且可双向传输数据包。在微微网物理信道中，对哪些设备可以形成物理链路有一些限制。每个从设备和主设备间有一个物理链路。微微网中的从设备之间不会直接形成物理链路。物理链路可作为一个或多个逻辑链路的传输层，支持单播同步、异步和等时通信量及广播通信量。逻辑链路上的通信量可通过占有资源管理器中的调度功能分配的时隙分化到物理链路上。除用户数据外，逻辑链路还负载了基带和物理层的控制协议。即链路管理协议 (LMP)。微微网中的活动设备具有默认的面向异步连接的逻辑传输，用于传输 LMP 协议信令。由于历史原因，这被称作为 ACL 逻辑传输。每次有设备加入微微网时都会创建默认的 ACL 逻辑传输。可在需要时创建附加逻辑传输以传输同步数据流。链路管理功能采用 LMP 控制微微网中的设备的 *** 作，并提供服务来管理架构中的较低层（无线电层和基带层）。LMP 协议只可以负载在默认的 ACL 逻辑传输及默认的广播逻辑传输上。在基带层以上，L2CAP 层为应用和服务提供了基于信道的提取。它可以执行应用数据的分割和重组，并通过一个共享逻辑链路执行多个信道的复用或解复用。L2CAP 有一个协议控制信道，负载于默认的 ACL 逻辑传输中。提交至 L2CAP 协议的应用数据可以负载于支持 L2CAP 协议的任意逻辑链路上。出处: >

蓝牙的原理，就不在这里细说了。因为百度搜索一下非常的多，并且异常的复杂，

这里简单的归类总结：蓝牙是一种短距离无线通讯技术，最大的优势就是集成在手机里面了。同时不算大也不算小的带宽，就能支持音乐播放，同时跳频机制，就增加了蓝牙的稳定性

蓝牙模块，串口蓝牙模块等等产品，顾名思义就是实现蓝牙功能的半成品模块产品。主要由蓝牙芯片和外围元器件组成，从而形成一个可以直接供用户使用的产品。正因为蓝牙芯片的种类繁多，所以很多工程师在选择的时候，不知道该怎么选

选择合适的蓝牙模块，最重要的是选择蓝牙模块最核心的主控芯片，因为主控芯片的性能,直接决定了蓝牙模块的功能，以及一些重要的参数，比如：蓝牙版本、模块体积、功耗、音频、BLE速率等等核心的参数

蓝牙网关：蓝牙网关集成了BLE蓝牙和WiFi两种无线通信技术，WiFi与ble蓝牙之间通过串口通信，可灵活应用于各种场景，比如抓取BLE设备上记录的数据，并将数据发送给服务器……。有了蓝牙网关，具有蓝牙功能的智能硬件就能通过蓝牙连接蓝牙网关，向云端传递数据并进行数据交换。蓝牙网关的出现让更多蓝牙智能硬件拥有被感知的能力，使应用场景变得更加丰富！

除了在物联网智能家居、智能楼宇、智慧医疗、工业控制中有大量应用蓝牙网关来实现数据采集、数据传输以及远程控制之外，在这些应用场景中的智能考勤、人员定位、资产定位也有用到5蓝牙网关作为室内定位基站，来获取室内位置信息。蓝牙网关可以实时将数据上传至服务器终端供管理者使用，也可以记录人或物体的移动轨迹，便于优化企业的整体管理

（1）需要健康数据支持的场所

基于蓝牙网关的数据抓取

如：体育馆、健身房、养老院、疗养院、康复机构等需要采集健康数据的场所。

体育馆、健身房的锻炼人士，养老院、疗养院的老人以及康复机构的康复期患者都需要将身体健康数据上传至服务器，便于管理员对各项身体数据做分析，继而优化健身和护理方案。

应用原理：布局在体育馆、健身房、养老院、疗养院、康复机构内的蓝牙网关会实时抓取、采集内部人员佩戴的蓝牙手环、蓝牙胸卡内的健康数据，并通过WiFi部分将数据上传至服务器便于管理员监控分析及调取使用。

（2）需要远程控制的场所

基于蓝牙网关的远程控制

如：家居、办公楼、景点园区等需要远程控制灯光的场所。

为避免长时间照明对环境造成光污染，家居、办公楼最好是人走灯关，景点园区等地方也会根据时间段调整照明模式和照明时长。

应用原理：管理员可以通过手机沟通云端，再通过蓝牙网关（WiFi转蓝牙）远程连接控制内置BLE蓝牙模块的LED灯的开启、关闭或调整照明模式；

（3）需要提供移动人员、物体位置信息的场所

基于蓝牙网关的室内定位框架图

如：工厂、仓库、商场、机场、展览馆、博物馆、旅游景点等环境，可用于人员管理、资产管理、室内地图导航、人工智能等。

应用原理：布局在工厂、仓库、商场、机场、展览馆、博物馆、旅游景点等环境内的蓝牙网关，结合蓝牙定位标签，可以实现后台的主动定位，在后台记录和查看被定位对象的位置，移动轨迹，历史轨迹回放等；

总而言之，在随时可移动、不方便布线、布线困难、监控点分散、有线维护成本较高、场所不固定的情况下、无线监控方案成为首选，自然需要用到蓝牙网关。SKYLAB研发生产的蓝牙网关Gateway是一款工业级物联网无线网关，上市深受广大用户的好评，帮助用户快速接入高速互联网，实现安全可靠的数据传输。

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）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。蓝牙的标准是IEEE80215，工作在24GHz 频带，带宽为1Mb/s。“蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。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24GHz的ISM（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。蓝牙技术的优势：支持语音和数据传输；采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散；采用跳频展频技术，抗干扰性强，不易窃听；使用在各国都不受限制的频谱，理论上说，不存在干扰问题；功耗低；成本低。蓝牙的劣势：传输速度慢。 蓝牙的技术性能参数：有效传输距离为10cm~10m，增加发射功率可达到100米，甚至更远。收发器工作频率为245GHz ，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道（从2402GHz到2480GHz ）。数据传输技术使用短封包，跳频展频技术，1600次/秒，防止偷听和避免干扰；每次传送一个封包，封包的大小从126~287bit；封包的内容可以是包含数据或者语音等不同服务的资料。数据传输带宽为同步连接可达到每个方向326Kbps，接近于10倍典型的56kb/s Modem的模拟连接速率，异步连接允许一个方向的数据传输速率达到721kb/s，用于上载或下载，这时相反方向的速率是576kb/s；数据传输通道为留出3条并发的同步语音通道，每条带宽64kb/s；语音与数据也可以混合在一个通道内，提供一个64kb/s同步语音连接和一个异步数据连接。网络连接使用加密技术，同时采用口令验证连接设备，可同时与其他7个以内的设备构成蓝牙微网（Piconet ），1个蓝牙设备可以同时加入8个不同的微网，每个微网分别有1Mb/s的传输频宽，当2个以上的设备共享一个Channel时，就可以构成一个蓝牙微网，并由其中的一个装置主导传输量，当设备尚未加入蓝牙微网时，它先进入待机状态。

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