藍牙技術(shù)基礎(chǔ)教學課件喻宗泉第7章藍牙開發(fā)與測試技術(shù)藍牙技術(shù)基礎(chǔ)教學課件喻宗泉第7章藍牙開發(fā)與測試技術(shù)普通高等教育規(guī)劃教材

藍牙技術(shù)基礎(chǔ)

主編喻宗泉

參編張有生喻晗

策劃編輯劉麗敏

機械工業(yè)出版社

普通高等教育規(guī)劃教材

藍牙技術(shù)基礎(chǔ)

主編2普通高等教育規(guī)劃教材

藍牙技術(shù)基礎(chǔ)ppt文檔

電子教案策劃：劉麗敏

電子教案制作：喻宗泉容音

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電子教案策劃3藍牙技術(shù)基礎(chǔ)-教學課件--第7章-藍牙開發(fā)與測試技術(shù)課件4藍牙技術(shù)基礎(chǔ)-教學課件--第7章-藍牙開發(fā)與測試技術(shù)課件5藍牙技術(shù)基礎(chǔ)-教學課件--第7章-藍牙開發(fā)與測試技術(shù)課件67.1概述沒有藍牙開發(fā)，就不會有藍牙產(chǎn)品；沒有藍牙測試，就不會有合適的藍牙產(chǎn)品。研制符合藍牙規(guī)范和藍牙協(xié)議產(chǎn)品的過程，稱為藍牙認證和測試。7.1概述沒有藍牙開發(fā)，就不會有藍牙產(chǎn)品；沒有藍牙測試，77.1.1什么是藍牙開發(fā)藍牙開發(fā)由硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩部分組成，如圖7-1所示。硬件組成包括藍牙協(xié)議棧的下三層，即無線收發(fā)、基帶和鏈路管理層。軟件組成包括藍牙協(xié)議棧的上層：有L2CAP、RFCOMM、SDP、TCS和一些藍牙應(yīng)用層，上層由中間協(xié)議層和應(yīng)用層構(gòu)成。7.1.1什么是藍牙開發(fā)藍牙開發(fā)由硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩部分8圖7-1藍牙開發(fā)圖7-1藍牙開發(fā)97.1.2藍牙開發(fā)過程(1)藍牙開發(fā)過程步驟如下：（1）開發(fā)之前要先熟悉相關(guān)的藍牙規(guī)范和藍牙協(xié)議，因為它們是進行認證的依據(jù)。需要說明的是，藍牙規(guī)范的核心部分內(nèi)容相當豐富，沒有必要全部了解，但對于和自己研發(fā)產(chǎn)品相關(guān)的藍牙協(xié)議和規(guī)范，必須認真研讀。（2）仔細研究開發(fā)的產(chǎn)品是否符合協(xié)議的要求，并調(diào)研同類產(chǎn)品的現(xiàn)狀，查看每天網(wǎng)上公布的新產(chǎn)品，藍牙網(wǎng)站有“通過認證的產(chǎn)品”專欄。7.1.2藍牙開發(fā)過程(1)藍牙開發(fā)過程步驟如下：107.1.2藍牙開發(fā)過程(2)（3）制定開發(fā)規(guī)范，建立開發(fā)平臺，創(chuàng)造開發(fā)環(huán)境，造好開發(fā)工具。由于產(chǎn)品開發(fā)涉及的范圍廣泛，需要事先規(guī)范，在時間上留有余地，在開發(fā)過程中對不確定因素要有應(yīng)對措施。開發(fā)工具包括一個藍牙硬件接口部件和一個軟件部件，每一對節(jié)點將建立起一個鏈路。節(jié)點數(shù)量的多少由應(yīng)用的復雜程度決定，應(yīng)用越廣，節(jié)點數(shù)目越多。硬件部件有PC卡、USB接口、UART、開發(fā)工具等，按需要選用，也可以自己開發(fā)硬件部件。7.1.2藍牙開發(fā)過程(2)（3）制定開發(fā)規(guī)范，建立開發(fā)平117.1.2藍牙開發(fā)過程(3)（4）進一步考慮具體的技術(shù)細節(jié)。如硬件選擇時需考慮開發(fā)后是用于計算機系統(tǒng)，還是用于嵌入式系統(tǒng)。若是前者則選用PC卡、USB等已夠用，相應(yīng)的開發(fā)工具也簡單；若是后者，需選用較為復雜的開發(fā)工具。其次考慮的問題是應(yīng)用中有無語音要求？有一些開發(fā)系統(tǒng)沒有語音接口，對于需要語音應(yīng)用功能的，就不能選擇這一類開發(fā)系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊线€要考慮數(shù)據(jù)傳輸速率，例如不足100kbit/s的傳輸，可選用UART連接器；而全速率的數(shù)據(jù)應(yīng)用，需用USB接口。7.1.2藍牙開發(fā)過程(3)（4）進一步考慮具體的技術(shù)細節(jié)127.1.2藍牙開發(fā)過程(4)（5）確定協(xié)議棧的開發(fā)層次，藍牙模塊的簡單復雜程度，決定了提供接口的多少。最簡單的模塊只帶一個基帶控制器，僅提供無線接口。在決定使用一個協(xié)議棧以前，需要細心察看協(xié)議棧的提供能力，因為并不是所有的協(xié)議棧都具備規(guī)范中給出的所有功能。（6）關(guān)于協(xié)議棧的硬、軟件實現(xiàn)問題，最好能選用同一廠家的產(chǎn)品，這樣兼容性能較好。7.1.2藍牙開發(fā)過程(4)（5）確定協(xié)議棧的開發(fā)層次，藍137.1.2藍牙開發(fā)過程(5)藍牙認證和藍牙測試是一種保護機制，它能保證藍牙產(chǎn)品具備互操作性。不同的開發(fā)人員盡管對藍牙協(xié)議的理解不同，開發(fā)的產(chǎn)品可能存在一些差別，但通過認證與測試，就能實現(xiàn)互操作，因此無論硬件還是軟件，設(shè)計時都需要留出接口。7.1.2藍牙開發(fā)過程(5)藍牙認證和藍牙測試是一種保護機147.2藍牙開發(fā)藍牙開發(fā)包括三方面內(nèi)容：硬件模塊開發(fā)、中間協(xié)議層開發(fā)、藍牙剖面開發(fā)。藍牙開發(fā)的主要目的，是為社會提供更多的符合規(guī)范的藍牙產(chǎn)品。7.2藍牙開發(fā)藍牙開發(fā)包括三方面內(nèi)容：硬件模塊開發(fā)、中157.2.1藍牙硬件模塊開發(fā)(1)藍牙硬件層次劃分成無線層、基帶層和鏈路管理層。每一層次有不同的職責和分工：無線層用于完成頻率合成、位（bit）到符號的轉(zhuǎn)換、符號的收發(fā)；基帶層用于完成斑馬魚解碼、加密與解密、分組處理和跳頻頻率的生成與選擇；鏈路管理層用于完成連接并管理鏈路7.2.1藍牙硬件模塊開發(fā)(1)藍牙硬件層次劃分成無線層、167.2.1藍牙硬件模塊開發(fā)(2)藍牙設(shè)計的基本要求是：盡可能減少硬件模塊的體積；盡量小的功耗；最小的生產(chǎn)成本；在ISM頻段上安全使用。7.2.1藍牙硬件模塊開發(fā)(2)藍牙設(shè)計的基本要求是：171．單芯片藍牙模塊(1)把不同功能的模塊集中到一個芯片上的技術(shù)，稱之為片上系統(tǒng)技術(shù)。片上系統(tǒng)通常包括藍牙基帶核心、微處理器、HCI、語言處理、測試等模塊。片上系統(tǒng)既可以集成一片，也可以使用各模塊組裝實現(xiàn)，一個集成了的單芯片片上系統(tǒng)如圖7-2所示。1．單芯片藍牙模塊(1)把不同功能的模塊集中到一個芯片上的技18圖7-2單芯片片上系統(tǒng)

圖7-2單芯片片上系統(tǒng)192．藍牙基帶核心模塊(1)藍牙基帶核心模塊的結(jié)構(gòu)如圖7-3所示，它由3部分組成：（1）片外接口部分：與模塊外界完成信息交流，主要有三大接口：比特流接口，分為輸出Tx比特流、輸入Rx比特流；無線控制接口，用于無線信號傳輸；可編程接口，用于與計算機三總線連接。2．藍牙基帶核心模塊(1)藍牙基帶核心模塊的結(jié)構(gòu)如圖7-3所202．藍牙基帶核心模塊(2)（2）分組頭部分：實現(xiàn)信息的處理，處理內(nèi)容有：對收到的位（dit）流定時提取或恢復其符號；FEC處理；白化和解析處理；CRC校驗；凈荷處理；加密和解密處理2．藍牙基帶核心模塊(2)（2）分組頭部分：實現(xiàn)信息的處理，212．藍牙基帶核心模塊(3)（3）數(shù)據(jù)路徑部分：在數(shù)據(jù)傳送路途上按協(xié)議要求實現(xiàn)對信息的整理或加工。它們包括：共享RAM仲裁；時鐘發(fā)生器；跳頻頻率發(fā)生器；可編程序列發(fā)生器；鏈路管理序列發(fā)生器。藍牙基帶核心模塊能實現(xiàn)藍牙基帶所有的實時處理功能，藍牙規(guī)范的處理過程已制成固件，置于Flash中，運行時裝入RAM。2．藍牙基帶核心模塊(3)（3）數(shù)據(jù)路徑部分：在數(shù)據(jù)傳送路途22圖7-3藍牙基帶核心模塊圖7-3藍牙基帶核心模塊233．無線收發(fā)模塊無線收發(fā)模塊由鎖相環(huán)PLL、發(fā)生器和接收器三部分組成，如圖7-4所示。鎖相環(huán)可由發(fā)送和接收共享。數(shù)據(jù)收發(fā)特征如下：數(shù)據(jù)發(fā)送和接收在不同時刻進行；分組類型不同，發(fā)送、接收時刻不同；在給定時間內(nèi)，允許PLL在不同載波頻率跳變。3．無線收發(fā)模塊無線收發(fā)模塊由鎖相環(huán)PLL、發(fā)生器和接收器三24圖7-4無線收發(fā)模塊（a）無線收發(fā)（6）接收器發(fā)送器內(nèi)有一個認可VCO調(diào)制的倍頻器，在0dBm發(fā)送電平時不提供RSSI電路。接收器內(nèi)含一個低噪聲變換的混頻器、一個中頻放大器、一個高放大倍數(shù)的放大器和一個鑒頻器，使用外差接收方式。圖7-4無線收發(fā)模塊254．其它功能模塊(1)（1）存儲器存儲器主要有Flash和SRAM，F(xiàn)lashMemory中存放著基帶層、鏈路管理層的所有軟件程序，形成了物理模塊與高層的通信通道。SRAM起Cache功能，運行時逐段接納來自Flash的程序。4．其它功能模塊(1)（1）存儲器264．其它功能模塊(2)（2）CPUCPU負責處理藍牙比特流調(diào)制或解調(diào)后的所有位，同時還統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)收發(fā)器、語音編/解碼的工作。可供選擇的為處理器有8051、ARM處理器等，例如基于ARM的微處理器ARM7TDMI就是一片32位精簡指令集計算型（RISC）微處理器，它有兩個支持指令集供用戶選擇：一個是ARM32位操作碼；另一個是壓縮成16位的子集，執(zhí)行時先解壓再執(zhí)行。4．其它功能模塊(2)（2）CPU274．其它功能模塊(3)（3）USB接口和UART接口USB和UART提供前往HCI傳輸層的物理接口。（4）語音編碼與解碼CODEC語音編碼包括D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字接口、編碼模塊和2個先入先出指令隊列（FIFO），F(xiàn)IFO用于存放編碼后的語音數(shù)據(jù)。（5）認證和測試模塊為了便于開發(fā)、認證和測試，有認證和測試模塊提供接口十分方便。4．其它功能模塊(3)（3）USB接口和UART接口287.2.2中間協(xié)議層開發(fā)藍牙協(xié)議棧中間層由TCS（電話通信協(xié)議）、SDP（服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議）、RECOMM（串口仿真協(xié)議）、L2CAP（邏輯鏈路控制和適配協(xié)議）等組成。7.2.2中間協(xié)議層開發(fā)藍牙協(xié)議棧中間層由TCS（電話通信291.開發(fā)要求(1)由于協(xié)議棧是一個用戶見不到的軟件，那么對中間協(xié)議層開發(fā)的基本要求是開發(fā)一個用戶能看到的接口，通過這個接口讓用戶能使用協(xié)議資源，完成配置，實現(xiàn)通信。為了達到這一目的，這個接口的設(shè)計有如下一些基本要求：1.開發(fā)要求(1)由于協(xié)議棧是一個用戶見不到的軟件，那么對301.開發(fā)要求(2)（1）支持不同的硬件平臺；中間協(xié)議層既然是以軟件的成分出現(xiàn)在計算機系統(tǒng)中，那么在主機設(shè)備上運行的這個軟件必然是主機運行的一個組成部件，事實上它常以主機棧（HostStack）的名稱出現(xiàn)。由于不具備高級語言程序才有的與計算機類型無關(guān)的特征，那么主機棧像匯編程序一樣依賴操作系統(tǒng)和硬件資源，不同種類的計算機系統(tǒng)有不同的主機棧，這就要求中間協(xié)議層的用戶接口必須適應(yīng)不同品牌的計算機。1.開發(fā)要求(2)（1）支持不同的硬件平臺；311.開發(fā)要求(3)（2）確定目標的用戶類型如果目標不確定，用戶模型無法建立，用戶接口將無從談起。（3）照顧到傳統(tǒng)應(yīng)用，兼顧現(xiàn)有的協(xié)議目前有很多定型的電子產(chǎn)品已經(jīng)適應(yīng)了非藍牙的應(yīng)用環(huán)境，對于這些傳統(tǒng)應(yīng)用，不能一味放棄，放棄了它也就意味著放棄了市場。但是，要把這些非藍牙的傳統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一到藍牙應(yīng)用環(huán)境中來，是極為困難、也是風險很大的一件事，只能要求用戶接口兼顧到傳統(tǒng)應(yīng)用和現(xiàn)有的協(xié)議。（4）建立一些優(yōu)化指標優(yōu)化指標主要包括源碼數(shù)量要最小、可靠性高等等。1.開發(fā)要求(3)（2）確定目標的用戶類型322．開發(fā)過程中的有效措施(1)（1）維護操作系統(tǒng)的獨立性在操作系統(tǒng)和中間協(xié)議層之間設(shè)計虛擬操作系統(tǒng)接口，使用虛擬接口，能使藍牙主機棧有更大的適應(yīng)能力，并且使用和移植都不需要修改主機棧的源碼。主機棧也能直接用在諸如UNIX、Windows等通用操作系統(tǒng)中。主機棧還能移植到象單線程操作系統(tǒng)等一類最基本的操作系統(tǒng)中。2．開發(fā)過程中的有效措施(1)（1）維護操作系統(tǒng)的獨立性332．開發(fā)過程中的有效措施(2)（2）保證硬件電路的獨立性為了保證各硬件電路相對獨立，有效的做法之一是在中間協(xié)議層之下的HCI接口附加串行接口層，以適應(yīng)串、并行傳輸數(shù)據(jù)的需要。（3）提供應(yīng)用程序接口API（ApplicationProgramInterface）中間協(xié)議層必須提供豐富的API接口，這樣對于應(yīng)用層設(shè)計人員來說，無須對藍牙非常熟悉也能開發(fā)基于藍牙的應(yīng)用。API的功能性越強，協(xié)議棧的移植性能越好，越容易將藍牙應(yīng)用嫁接到傳統(tǒng)的非藍牙系統(tǒng)上。2．開發(fā)過程中的有效措施(2)（2）保證硬件電路的獨立性342．開發(fā)過程中的有效措施(3)（4）在協(xié)議棧軟件中設(shè)置管理模塊有了管理模塊，有利于管理和協(xié)調(diào)協(xié)議棧各層次的職能。按照上述開發(fā)要求所確定的中間協(xié)議層及其接口如圖7-5所示。2．開發(fā)過程中的有效措施(3)（4）在協(xié)議棧軟件中設(shè)置管理模35圖7-5藍牙中間協(xié)議層及其接口圖7-5藍牙中間協(xié)議層及其接口363．中間協(xié)議層的模塊組成中間協(xié)議層按功能劃分，可以分成必不可少的模塊和帶有附加功能的模塊，前者是實現(xiàn)藍牙協(xié)議必不可少的，后者是為適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境而設(shè)置的。即為支持硬件模塊、剖面模塊和協(xié)議管理模塊。如表7-1所示。3．中間協(xié)議層的模塊組成中間協(xié)議層按功能劃分，可以分成必不可37藍牙技術(shù)基礎(chǔ)-教學課件--第7章-藍牙開發(fā)與測試技術(shù)課件384．應(yīng)用程序接口API(1)藍牙協(xié)議棧中各層之間的通信和一般協(xié)議中的通信過程相同，常常分成4步來完成：請求→確認→指示→響應(yīng)，4步中的每一步通稱為原語，原語的通俗解釋就是“步驟”。以A、B兩層的通信為例，當A層要求與B層通信時，首先要發(fā)出一個通信請求，這個請求通常被稱為請求函數(shù)。不同的通信領(lǐng)域內(nèi)，請求函數(shù)的表現(xiàn)形式有所不同。發(fā)出的請求函數(shù)在內(nèi)存中將產(chǎn)生一個特定的請求消息，該消息注入了請求函數(shù)的輸入?yún)?shù)。攜帶有輸入?yún)?shù)信息的請求消息將發(fā)往B層。4．應(yīng)用程序接口API(1)藍牙協(xié)議棧中各層之間的通信和一般394．應(yīng)用程序接口API(2)B層在接到請求消息后，并不會馬上通信，還需要進行確認是否是A發(fā)出，B層確認過程和A層請求過程相類似。一旦確認，雙方之間的通信便立即開始。請求和確認過程是API所承接的任務(wù)，其通信示意如圖7-6所示。圖7-6A、B層之間的通信

4．應(yīng)用程序接口API(2)B層在接到請求消息后，并不會馬上405．傳輸協(xié)議SFCOMM及RS－232串行接口(1)RFCOMM傳輸協(xié)議提供了一條完整的通信路徑，在這條路徑上，存在著兩種不同的服務(wù)：一種為中間協(xié)議層的其他協(xié)議提供的服務(wù)，一種是為了終端用戶提供的服務(wù)。RFCOMM最終能夠為兩個不同設(shè)備的通信路徑設(shè)置一個通信段，它僅僅關(guān)心的是兩個直接連接的設(shè)備之間如何接口，例如連接的兩端分別是藍牙模塊和有線連接。5．傳輸協(xié)議SFCOMM及RS－232串行接口(1)RFCO41RFCOMM模塊的功能是在兩個藍牙設(shè)備之間建立信息的傳遞通道，它至少有兩個模塊組成，一個是會話控制模塊，另一個是DLC控制模塊。會話控制模塊的主要任務(wù)是管理藍牙設(shè)備之間的會話。DLC模塊的主要職責是建立數(shù)據(jù)鏈路連接（DLC），并發(fā)送數(shù)據(jù)。5．傳輸協(xié)議SFCOMM及RS－232串行接口(2)RFCOMM模塊的功能是在兩個藍牙設(shè)備之間建立信息的傳遞通道42RFCOMM接口至少應(yīng)當具備以下功能：在一定條件下功能啟動；完成接口兩邊的電平連接；正確地實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；串行發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。5．傳輸協(xié)議SFCOMM及RS－232串行接口(3)RFCOMM接口至少應(yīng)當具備以下功能：5．傳輸協(xié)議SFCOM436．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(1)服務(wù)是一種貢獻，服務(wù)發(fā)現(xiàn)是指對可以利用的服務(wù)發(fā)現(xiàn)其利用價值或發(fā)現(xiàn)服務(wù)的一些特征。服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議是對服務(wù)發(fā)現(xiàn)所確定的規(guī)則。利用服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP，藍牙設(shè)備之間就能建立起帶服務(wù)特征的連接。SDP由三個模塊組成，分別是服務(wù)發(fā)現(xiàn)代理SDA、服務(wù)發(fā)現(xiàn)服務(wù)器SDS、服務(wù)數(shù)據(jù)庫管理器SDM。SDA的功能是代表客戶應(yīng)用發(fā)送SDP請求，負責查詢已有的服務(wù)及其屬性，但它不具備訪問服務(wù)的功能。SDS的功能是對SDA的請求給與響應(yīng)，從SDM中取出有關(guān)信息送交SDA。SDM的功能是負責管理好兩個數(shù)據(jù)庫：一個是服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫，是SDP協(xié)議自身的數(shù)據(jù)庫。另一個是棧數(shù)據(jù)庫，是從遠端SHP服務(wù)器檢索到的數(shù)據(jù)庫。6．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(1)服務(wù)是一種貢獻，服務(wù)發(fā)現(xiàn)是指446．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(2)在棧數(shù)據(jù)庫中，存放著一張服務(wù)記錄表，該表占有一定大小的存儲空間，用于描述與SDS有關(guān)的服務(wù)特征。SDM對服務(wù)記錄表的管理有兩層含義：它能讓用戶訪問這些記錄，還為用戶提供有維護這些記錄的接口。服務(wù)記錄事實上是一種服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)，它是在應(yīng)用過程中添加到數(shù)據(jù)庫中去的。從SDA、SDS、SDM三個模塊之間的關(guān)系來看，SDS就是SDM的用戶，SDS的響應(yīng)功能可以理解為：它是從SDM所管理的兩個數(shù)據(jù)庫中查找并取出相關(guān)數(shù)據(jù)作為響應(yīng)信號送至SDA。它們之間的關(guān)系如圖7-7所示。6．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(2)在棧數(shù)據(jù)庫中，存放著一張服務(wù)456．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(3)圖7-7服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP

6．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(3)圖7-7服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議466．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(4)SDP協(xié)議與外界有兩個應(yīng)用程序接口API：一個是服務(wù)發(fā)現(xiàn)API，一個是服務(wù)登記API。前一接口用于反映客戶的要求；后一接口用于服務(wù)操作。服務(wù)發(fā)現(xiàn)API承擔以下職責：連接L2CAP協(xié)議或斷開L2CAP協(xié)議；實現(xiàn)會話功能，主要有服務(wù)查詢、服務(wù)屬性、服務(wù)查詢屬性三種會話形式；實現(xiàn)服務(wù)瀏覽。服務(wù)登記API承擔以下職責：啟動；讀/寫操作；混合操作。6．服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP接口(4)SDP協(xié)議與外界有兩個應(yīng)用程477．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(1)L2CAP協(xié)議位于中間協(xié)議層的底層，向下是主機控制器接口HCI，可以直接與藍牙硬件發(fā)生信息聯(lián)系，向上通過數(shù)據(jù)流域SDP等高層協(xié)議發(fā)生關(guān)系。L2CAP為上層提供的服務(wù)有兩種：面向連接的服務(wù)和面向非連接的服務(wù)。按照服務(wù)的種類劃分，L2CAP由兩個功能模塊構(gòu)成：面向連接的信道控制模塊和面向非連接的新到控制模塊。如圖7-8所示。7．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(1)L2CAP487．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(2)圖7-8L2CAP構(gòu)成

7．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(2)圖7-8497．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(3)面向連接的信道控制模塊被分工承擔以下任務(wù)：將面向連接的信道連接起來或?qū)⑺鼈償嚅_；對面向連接的信道進行合適的配置；在面向連接的信道上傳輸數(shù)據(jù)；將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)回送；執(zhí)行一些特定的信息交換任務(wù)。面向無連接的信道控制模塊被分工承擔以下任務(wù)：啟動或關(guān)閉無連接信道；在無連接信道上發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；實現(xiàn)組處理。L2CAP除了按服務(wù)種類劃分模塊外，還可以按照服務(wù)性質(zhì)進行劃分，可分成3組：啟動并管理部件組，這一組除啟動職能外，還包括運行在L2CAP的協(xié)議注冊以訂購的事件。建立連接組，無論有無連接的信道都需要事先建立，這一組的職能建立或斷開一個邏輯的連接。數(shù)據(jù)傳輸組，職能是發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。7．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(3)面向連接的507．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(4)無論是連接API接口，還是無連接API接口，都是一種消息接口，每條關(guān)于L2CAP的消息實質(zhì)上都存在一個相應(yīng)的描述函數(shù)，該函數(shù)裝載了能生成消息的信息并能正確地將消息發(fā)送到目的地。用戶也能有效地自由組織消息為自己服務(wù)。順便說明，數(shù)據(jù)接口不同于消息接口，除消息函數(shù)支撐外，還需要其他函數(shù)的支撐。7．邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP及接口(4)無論是連接518．主機控制接口HCI(1)HCI為主機提供了控制藍牙模塊的途徑和方法，正是有了HCI接口，主機與藍牙模塊才能連接在一起。HCI的位置位于鏈路管理器LM和中間協(xié)議層之間，它的職責正是把兩者聯(lián)系在一起，完成數(shù)據(jù)的交換。HCI的工作環(huán)境正是位于藍牙主機和藍牙模塊之間，為了實現(xiàn)彼此之間有機的連接，它必須向藍牙主機提供一系列的驅(qū)動程序，向藍牙模塊提供相應(yīng)的傳輸固件，其控制原理如圖7-9所示。8．主機控制接口HCI(1)HCI為主機提供了控制藍牙模塊的528．主機控制接口HCI(2)圖7-9HCI接口8．主機控制接口HCI(2)圖7-9HCI接口538．主機控制接口HCI(3)HCI由傳輸接口卡、傳輸總線、傳輸固件組成。位于上層的HCI傳輸卡有4種不同的表現(xiàn)形式，適用于4種不同的數(shù)據(jù)驅(qū)動，它們是USB驅(qū)動程序，UART驅(qū)動程序，RS—232驅(qū)動程序，PC卡驅(qū)動程序。4個驅(qū)動程序并不能同時工作，任一是可只有一個驅(qū)動程序被激活。圖7-10畫出了USB驅(qū)動激活時HCI的連接情況。當USB激活時，所有的信息都將通過USB接口：控制命令經(jīng)USB控制通道數(shù)據(jù)傳送的方向；中斷信號經(jīng)USB發(fā)出申請或響應(yīng)；同步數(shù)據(jù)經(jīng)USB實施等時通道傳送；異步數(shù)據(jù)經(jīng)USB實施各自傳送。8．主機控制接口HCI(3)HCI由傳輸接口卡、傳輸總線、傳548．主機控制接口HCI(4)圖7-10USB驅(qū)動程序作用下主機與模塊的連接

8．主機控制接口HCI(4)圖7-10USB驅(qū)動程序作用558．主機控制接口HCI(5)如此眾多的信號都通過USB接口，是否會發(fā)生擁堵呢？事實上并不會出現(xiàn)。在操作系統(tǒng)的USB棧中有藍牙USB微驅(qū)動程序（minidriver），它專門負責提取HCI傳輸?shù)募夹g(shù)細節(jié)，并獨立地向HCI傳輸接口卡提供相應(yīng)的命令、事件或數(shù)據(jù)操作?？紤]到HCI傳輸接口卡的驅(qū)動程序不止一個，為了協(xié)調(diào)4個驅(qū)動程序的工作，在HCI驅(qū)動程序下定義了一個IRP接口，讓傳輸接口卡的4個驅(qū)動程序和HCI驅(qū)動程序進行交換，以便支持不同的傳輸接口卡?？蛻趄?qū)動程序?qū)儆谝环N驅(qū)動程序，它的功能是實現(xiàn)微驅(qū)動和端口驅(qū)動，有助于無縫地集成到操作系統(tǒng)中。8．主機控制接口HCI(5)如此眾多的信號都通過USB接口，568．主機控制接口HCI(6)按照以上的功能要求，HCI模塊應(yīng)包括以下5個模塊：HCI對事件的管理；HCI命令的管理；ACL/SCO數(shù)據(jù)傳輸；HCI傳輸層接口API；輸出到上層的API接口。8．主機控制接口HCI(6)按照以上的功能要求，HCI模塊應(yīng)578．主機控制接口HCI(7)HCI模塊結(jié)構(gòu)如圖7-11所示。其中HCI事件管理模塊將收到事件分組，向上層報告分組情況，還可以調(diào)用上層已登記了的回調(diào)函數(shù)。HCI命令管理模塊可產(chǎn)生近100條命令，這些命令按用途分成兩種：用于遠端設(shè)備的命令和僅在本地使用的命令。HCIACL/SCO數(shù)據(jù)傳輸模塊用作ACL和SCO數(shù)據(jù)的分組傳輸，還能管理數(shù)據(jù)流量和緩存。HCI傳輸層API能夠調(diào)用HCI和傳輸層之間的函數(shù)，有了它，HCI將獨立于不同的硬件和傳輸層。事件API、命令API、數(shù)據(jù)API都屬于輸出到上層的API接口，有了它們，HCI就能聯(lián)系到TCS、SDP、RFCOMM、L2CAP和應(yīng)用層。8．主機控制接口HCI(7)HCI模塊結(jié)構(gòu)如圖7-11所示。588．主機控制接口HCI(8)圖7-11HCI模塊結(jié)構(gòu)8．主機控制接口HCI(8)圖7-11HCI模塊結(jié)構(gòu)599．棧連接管理器SCM及接口(1)藍牙協(xié)議棧中并沒有出現(xiàn)棧連接管理器SCM，那是因為SCM不是協(xié)議，因此它并不在協(xié)議棧中占有位置。它雖然不在協(xié)議棧中出現(xiàn)，但并不等于它不存在，恰恰相反，只要想實現(xiàn)藍牙協(xié)議棧，要想證實藍牙協(xié)議棧的存在，SCM是必不可少的。它所負責的棧連接主要是指中間協(xié)議層與藍牙基帶BB之間的連接，而基帶BB恰好位于協(xié)議棧的底層。SCM的模塊結(jié)構(gòu)及在協(xié)議棧中的地位如圖7-12所示。從該圖看出，它一方面是通向HCI驅(qū)動程序和中間協(xié)議層諸協(xié)議的接口，另一方面又連向虛擬操作系統(tǒng)接口，形成了前往基帶BB的通道。9．棧連接管理器SCM及接口(1)藍牙協(xié)議棧中并沒有出現(xiàn)棧60圖7-12SCM模塊構(gòu)成及地位9．棧連接管理器SCM及接口(2)圖7-12SCM模塊構(gòu)成及地位9．棧連接管理器SCM61SCM含有兩個模塊：數(shù)據(jù)和語音鏈路管理；安全管理。（1）數(shù)據(jù)和語音管理模塊眾所周知，由很多客戶或服務(wù)器都會在藍牙協(xié)議棧上尋找不同目的的應(yīng)用，這些應(yīng)用的基本操作就是數(shù)據(jù)的交換。因此在一個數(shù)據(jù)鏈路上，將有多個客戶或服務(wù)器采用多個協(xié)議信道進行通信。數(shù)據(jù)管理模式的示意圖如圖7-13所示。9．棧連接管理器SCM及接口(3)

SCM含有兩個模塊：9．棧連接管理器SCM及接口(3)62圖7-13數(shù)據(jù)管理模式9．棧連接管理器SCM及接口(4)圖7-13數(shù)據(jù)管理模式9．棧連接管理器SCM及接口63客戶與服務(wù)器之間的信息交換首先從客戶端建立數(shù)據(jù)和語音鏈路開始，而服務(wù)器一端需要建立的不是接收就是拒絕數(shù)據(jù)和語音鏈路。SCM對語音的管理基本上與對數(shù)據(jù)的管理相類似，但不完全相同。語音管理不能在同一數(shù)據(jù)鏈路上共享協(xié)議信道?？蛻艉头?wù)器都不止一個，這就需要有一條專門的鏈路用于處理語音，這種應(yīng)用結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)處理器是獨立的，稱為語音處理器，語音處理器所對應(yīng)的語音管理模式如圖7-14所示。與數(shù)據(jù)處理器比較，語音處理器有兩個特征：語音鏈路中需要專門的語音處理程序；一個藍牙微微網(wǎng)中最多允許3個語音鏈路。9．棧連接管理器SCM及接口(5)客戶與服務(wù)器之間的信息交換首先從客戶端建立數(shù)據(jù)和語音鏈路開始64圖7—14語音管理模式9．棧連接管理器SCM及接口(6)圖7—14語音管理模式9．棧連接管理器SCM及接口659．棧連接管理器SCM及接口(7)以微微網(wǎng)中語音鏈路的分配來看，可以看到：圖7-15中主節(jié)點A與從節(jié)點B間有3條SCO鏈路；圖7-16中主節(jié)點A與從節(jié)點B間有2條SCO鏈路，與從節(jié)點C間有1條SCO鏈路；圖7-17中主節(jié)點A分別有1條SCO鏈路連至從節(jié)點B、C、D。圖7-15一個從節(jié)點9．棧連接管理器SCM及接口(7)以微微網(wǎng)中語音鏈路的分配來669．棧連接管理器SCM及接口(8)圖7-16二個從節(jié)點圖7-17三個從節(jié)點9．棧連接管理器SCM及接口(8)圖7-16二個從節(jié)679．棧連接管理器SCM及接口(9)（2）安全管理模塊安全管理模塊的作用是：產(chǎn)生PIN碼。在需要鏈路聯(lián)結(jié)時，安全處理模塊產(chǎn)生一個PIN碼。接受或拒絕建立數(shù)據(jù)鏈路的申請。在建立連接過程中，安全管理模塊將同意或拒絕接入鏈路的請求。配置數(shù)據(jù)和語音鏈路的參數(shù)。如果數(shù)據(jù)和語音鏈路的有關(guān)參數(shù)按照應(yīng)用的要求配置，可能會引起沖突，安全處理模塊將協(xié)調(diào)處理。9．棧連接管理器SCM及接口(9)（2）安全管理模塊689．棧連接管理器SCM及接口(10)現(xiàn)在把SCM的主要功能小結(jié)如下：產(chǎn)生數(shù)據(jù)鏈路和語音鏈路；在鏈路配對時，負責保存鏈路的密鑰；保證在兩個鏈路上的多個應(yīng)用之間相對獨立；為L2CAP協(xié)議啟用本地路由選擇。由SCM管理的棧連接包含如下一些過程：啟動；建立數(shù)據(jù)鏈路和語音鏈路；斷開數(shù)據(jù)鏈路；管理鏈路的配對；處理并返回結(jié)果碼。9．棧連接管理器SCM及接口(10)現(xiàn)在把SCM的主要功能小697.2.3藍牙剖面開發(fā)協(xié)議的最通俗解釋是“游戲規(guī)則”，又可以解釋成“通信語言”，用科學的語言來敘述，“協(xié)議”定義成不同系統(tǒng)之間開展通信的規(guī)范。但是在很多情況下，光有這種規(guī)范還是遠遠不夠的，這是因為一個協(xié)議僅僅只是對一種具體情況的反映。為了使藍牙產(chǎn)品適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境，藍牙協(xié)議就有多個，協(xié)議棧正是協(xié)議的有序集合。但是協(xié)議的堆砌并不能實現(xiàn)藍牙設(shè)備之間的互操作性。7.2.3藍牙剖面開發(fā)協(xié)議的最通俗解釋是“游戲規(guī)則”，又可701．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(1)所謂“互操作性”是指設(shè)備之間能夠取得聯(lián)系并進行對話、且能互相操作的性質(zhì)。藍牙設(shè)備的互操作性分解在不同的層次內(nèi)完成：無線層（Radio）：讓設(shè)備之間聯(lián)系；協(xié)議層（Protocol）：讓設(shè)備之間對話；應(yīng)用層（Usage）：讓設(shè)備之間互操作。要想使藍牙設(shè)備有優(yōu)良的互操作性，必須解決以下問題：如何使藍牙設(shè)備工作？如何發(fā)現(xiàn)其它藍牙設(shè)備？并與它取得聯(lián)系？如何讓設(shè)備之間進行通信？進行對話？如何對藍牙設(shè)備初始化？如何使藍牙設(shè)備之間相互操作？1．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(1)所謂“互操作性”是指設(shè)711．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(2)僅靠幾條協(xié)議是不可能解決上述問題的。一種有效的做法是規(guī)定每一種應(yīng)用模型的協(xié)議、程序以及組合順序，規(guī)定每一種應(yīng)用模型的通信語言。為了有效地描述各種不同的應(yīng)用模型，藍牙技術(shù)引進了“剖面”這一概念。所謂剖面，事實上是協(xié)議棧的垂直切片組合。藍牙協(xié)議棧的不同垂直切片組合構(gòu)成了不同的剖面，它們之間的關(guān)系如圖7-18所示。被定義成協(xié)議棧垂直切片組合的藍牙剖面，之所以能夠解決互操作性提出的問題，其秘訣在于使用了一套基本協(xié)議標準作為規(guī)范，通過如下三項措施使互操作性成為可能：減少了協(xié)議選擇，縮小了協(xié)議中的參數(shù)范圍；對程序組合的順序作了規(guī)定；對用戶交互過程能夠統(tǒng)一定義。1．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(2)僅靠幾條協(xié)議是不可能解721．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(3)圖7-18協(xié)議與剖面

1．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(3)圖7-18協(xié)議與剖731．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(4)藍牙SIG定義了如下一些基本的應(yīng)用模型：文件傳輸；因特網(wǎng)網(wǎng)橋；局域網(wǎng)接入；同步；三合一電話；終極耳機。1．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(4)藍牙SIG定義了如下一741．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(5)藍牙SIG定義了13種剖面，這些剖面與具體應(yīng)用模型之間的關(guān)系如下：（1）每一種應(yīng)用模型對應(yīng)一個或多個剖面；（2）每一個剖面代表了具體應(yīng)用模型的解決方案；（3）應(yīng)用模型是當前藍牙應(yīng)用和預期藍牙設(shè)備的描述；（4）剖面是應(yīng)用模型中所描述功能間互操作性的保證措施。1．藍牙設(shè)備的互操作性及藍牙剖面(5)藍牙SIG定義了13種752．13種藍牙剖面間相互關(guān)系(1)藍牙SIG定義的13種剖面及相互之間的關(guān)系，如圖7-19所示。圖7-1913種剖面

2．13種藍牙剖面間相互關(guān)系(1)藍牙SIG定義的13種剖7613種剖面分成兩類：普通接入剖面、服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面、串行端口剖面、普通對象交換剖面統(tǒng)一稱為通用剖面，因為它們構(gòu)成了應(yīng)用模型及應(yīng)用剖面的基礎(chǔ)，其它剖面統(tǒng)一稱為應(yīng)用剖面。剖面與剖面之間存在著依賴關(guān)系。例如剖面A和剖面B，如果剖面A直接或間接采用了另一剖面B的部分或全部功能，則稱A依賴于B。從藍牙剖面圖可以看到，所有剖面都依賴于普通接入剖面。而普通對象交換、撥號網(wǎng)絡(luò)、傳真、耳機、局域網(wǎng)接入除依賴于普通接入剖面外，還依賴于串行端口剖面。同樣道理，文件傳輸、對象推、同步剖面同時依賴于普通接入、串行端口和普通對象交換剖面。2．13種藍牙剖面間相互關(guān)系(2)13種剖面分成兩類：2．13種藍牙剖面間相互關(guān)系(2)77普通接入剖面（GAP）用于讓兩個藍牙單元如何發(fā)現(xiàn)對方并建立聯(lián)系。為了保證藍牙設(shè)備互操作性的實現(xiàn)，保證藍牙設(shè)備的共存，所有藍牙單元都必須支持GAP。無論是哪個生產(chǎn)廠商，還是進行何種應(yīng)用，GAP都能使兩個藍牙單元在交換信息過程中發(fā)現(xiàn)對方，發(fā)現(xiàn)支持哪種應(yīng)用。服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面（SDAP）用于發(fā)現(xiàn)藍牙單元支持哪種服務(wù)，方法是搜索已知的特定服務(wù)，或用于搜索瀏覽所有的普遍服務(wù)。串行卡口剖面（SPP）用于在兩個藍牙設(shè)備之間建立虛擬串行端口，并完成藍牙連接?？捎糜谠谒{牙單元上仿真基于RS—232的串行通道，速率成達128Kbit/s。普通對象交換剖面（GOEP）用在對象交換場合中，提出需要使用哪些協(xié)議和程序。當兩個藍牙單元已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對方并建立了鏈路和信道連接后，GOEP能描述以下過程：如何將數(shù)據(jù)從一個藍牙設(shè)備推入到另一個藍牙設(shè)備的程序中。并且還能描述數(shù)據(jù)在兩個單元之間如何移動。3．藍牙通用剖面的用途普通接入剖面（GAP）用于讓兩個藍牙單元如何發(fā)現(xiàn)對方并建立聯(lián)784．藍牙應(yīng)用剖面的用途(1)9個應(yīng)用剖面可分成三類：電話剖面、對象交換剖面（OBEX）和連網(wǎng)剖面。（1）電話剖面包括5個：無繩電話剖面，用于住宅電話系統(tǒng)；內(nèi)部通信剖面，由于本地電話系統(tǒng)，內(nèi)部通信專指對講機；撥號網(wǎng)絡(luò)剖面，充當無繩MODEM，網(wǎng)上通信用；傳真剖面，充當無繩MODEM，傳真用；耳機剖面，用于有限用戶接口的語音和呼叫。前兩個剖面又統(tǒng)稱為基于電話控制信令（TCS）的剖面；后三個剖面又統(tǒng)稱為基于串行口（AT命令）的剖面。4．藍牙應(yīng)用剖面的用途(1)9個應(yīng)用剖面可分成三類：電話剖面794．藍牙應(yīng)用剖面的用途(2)（2）對象交換剖面（OBEX）包括3個：文件傳輸剖面，用于較大對象和文件的交換；對象推剖面，用作推移數(shù)據(jù)或交換單個對象；同步剖面，在PC和移動設(shè)備之間自動同步，包括日歷、紀事等信息。4．藍牙應(yīng)用剖面的用途(2)（2）對象交換剖面（OBEX）包804．藍牙應(yīng)用剖面的用途(3)（3）聯(lián)網(wǎng)剖面，目前僅1個：局域網(wǎng)接入剖面，采用PPP協(xié)議，讓PC機通過無繩網(wǎng)絡(luò)接入點連入局域網(wǎng)。并不是每個藍牙單元都要支持上述13個剖面，但每個藍牙單元至少必須支持普通接入剖面，以換取基本的互操作性。藍牙單元支持的剖面越多，應(yīng)用的互操作性越強。隨著藍牙應(yīng)用面越來越廣，相應(yīng)應(yīng)用模型也會逐漸增加，定義的剖面也會更多，應(yīng)用的互操作性也將越來越強。4．藍牙應(yīng)用剖面的用途(3)（3）聯(lián)網(wǎng)剖面，目前僅1個：815．藍牙通用剖面的開發(fā)(1)（1）普通接入剖面的開發(fā)使用GAP能夠開發(fā)出三個過程：發(fā)現(xiàn)藍牙設(shè)備的過程；連接到藍牙設(shè)備的鏈路管理程序開發(fā)過程；不同安全級別的使用過程。GAP模塊由4個模塊組成，如圖7-20所示。4個模塊是：設(shè)置模式，用于設(shè)定設(shè)備的模式，包括設(shè)定發(fā)現(xiàn)模式、連接模式、配對模式和安全模式；空閑過程，用于查詢、限定查詢、發(fā)現(xiàn)名字、發(fā)現(xiàn)設(shè)備并定位；建立過程，用于建立鏈路、信道和連接；安全管理，用于便于GUI修改和顯示安全參數(shù)，管理服務(wù)數(shù)據(jù)庫和設(shè)備數(shù)據(jù)庫。5．藍牙通用剖面的開發(fā)(1)（1）普通接入剖面的開發(fā)825．藍牙通用剖面的開發(fā)(2)圖7-20GAP模塊5．藍牙通用剖面的開發(fā)(2)圖7-20GAP模塊835．藍牙通用剖面的開發(fā)(3)（2）服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面的開發(fā)SDAP模塊由3個模塊構(gòu)成，如圖7-21所示，它們是：服務(wù)查詢模塊；屬性查詢模塊；服務(wù)瀏覽模塊。其中服務(wù)查詢模塊提供了兩種服務(wù)查詢方法，一種是查詢從一開始就直接指定了遠端設(shè)備；另一種是查詢服務(wù)情況與查詢設(shè)備結(jié)合在一起。如果無法事先知道遠端設(shè)備的服務(wù)情況最好選擇后一種服務(wù)查詢方式。屬性查詢模塊用于查詢服務(wù)的屬性，查詢方法也有兩種：一種方法是在啟動服務(wù)屬性時查詢會話，簡稱SAS方式；另一種是在服務(wù)過程中查詢有關(guān)的屬性，簡稱SSA方式。服務(wù)瀏覽模塊用于瀏覽遠端設(shè)備，在瀏覽時，此模塊將提供一種服務(wù)方法，這一點在事先不知道服務(wù)的相關(guān)信息情況下，是非常有用的。5．藍牙通用剖面的開發(fā)(3)（2）服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面的開發(fā)845．藍牙通用剖面的開發(fā)(4)圖7-21服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面的結(jié)構(gòu)5．藍牙通用剖面的開發(fā)(4)圖7-21服務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用剖面855．藍牙通用剖面的開發(fā)(5)（3）串行端口剖面的開發(fā)串行端口剖面SPP不是應(yīng)用剖面，而是一個通用剖面，任何一個基于串行端口的傳統(tǒng)應(yīng)用都可以開發(fā)藍牙串行端口剖面。它所建立的虛擬串行端口具有有線串行纜線同樣的效果。SPP基于RFCOMM協(xié)議，它由兩個模塊組成，如圖7-22所示。兩個模塊是：仿真模塊；復用模塊。其中仿真模塊用于向上層提供串行通用接口，同時還可以把應(yīng)用的請求轉(zhuǎn)送至復用模塊，并送至RFCOMM，要求其提供服務(wù)。復用模塊的作用是把系統(tǒng)通信的相關(guān)信息映射成RFCOMM的服務(wù)。5．藍牙通用剖面的開發(fā)(5)（3）串行端口剖面的開發(fā)865．藍牙通用剖面的開發(fā)(6)圖7—22串行端口剖面5．藍牙通用剖面的開發(fā)(6)圖7—22串行端口剖面877.3藍牙協(xié)議測試為了讓每個藍牙產(chǎn)品滿足藍牙規(guī)范的要求，在產(chǎn)品上市之前，必須要通過SIG的嚴格認證和測試。這樣就能提高不同廠家、不同方案開發(fā)出產(chǎn)品的互操作性，與其他廠家的產(chǎn)品融為一體。由此可見，藍牙的認證和測試是藍牙產(chǎn)品符合規(guī)范的保證，沒有藍牙認證和測試，就沒有藍牙產(chǎn)品，也沒有藍牙協(xié)議的使用，更沒有藍牙規(guī)范的實用。SIG的權(quán)威性就在于在世界范圍內(nèi)公開公布藍牙規(guī)范，并對所有要標注藍牙產(chǎn)品的產(chǎn)品進行認證，只有測試合格的才能使用藍牙標記。7.3藍牙協(xié)議測試為了讓每個藍牙產(chǎn)品滿足藍牙規(guī)范的要求，在887.3.1基帶規(guī)范測試(1)1．測試環(huán)境測試環(huán)境由測試設(shè)備、計量設(shè)備和被測試設(shè)備組成，如圖7-23所示。這種測試方式主要用于藍牙發(fā)送器和藍牙接收器，測試的目的是認證無線層和基帶層，看發(fā)送器和接收器是否滿足相關(guān)的藍牙規(guī)范。此外，這種測試方式也可以用于管理產(chǎn)品的生產(chǎn)測試和售后測試。7.3.1基帶規(guī)范測試(1)1．測試環(huán)境897.3.1基帶規(guī)范測試(2)圖7-23藍牙測試示意圖

7.3.1基帶規(guī)范測試(2)圖7-23藍牙測試示意圖907.3.1基帶規(guī)范測試(3)測試環(huán)境形成了一個微微網(wǎng)，網(wǎng)中測試設(shè)備成為主節(jié)點，被測試設(shè)備是從節(jié)點，測試設(shè)備控制著全部測試過程。為安全起見，參加藍牙測試的所有設(shè)備在測試時不支持正常操作，不為用戶提供硬件和軟件接口，不向用戶提供任何數(shù)據(jù)。在測試環(huán)境下的工作方式稱為測試模式。被測試設(shè)備在測試完畢后進入“旁觀”（Stadby）狀態(tài)。測試過程是從激活開始的，測試環(huán)境既然由測試設(shè)備、計量設(shè)備、被測試設(shè)備構(gòu)成，那么僅有一個設(shè)備開始運作并不能算作激活，激活是三個設(shè)備共同的動作。7.3.1基帶規(guī)范測試(3)測試環(huán)境形成了一個微微網(wǎng)，網(wǎng)中917.3.1基帶規(guī)范測試(4)所謂“激活”是指位于測試環(huán)境中的所有成員都開始履行自己的職責。有兩種方式能夠進入激活狀態(tài)：一種是通過硬件或軟件接口在本地激活；另一種是通過空中接口進行激活。前一種激活方式要求被測設(shè)備在測試前應(yīng)處于非工作狀態(tài)，激活后將與測試設(shè)備建立連接，聽從測試設(shè)備的指揮。后一種激活方式盡管使用的是空中接口，但處于安全因素，也需要在本地啟動后進入測試。激活過程為：測試設(shè)備發(fā)出LMP指令強迫被測試設(shè)備進入測試，之前被測試設(shè)備應(yīng)停止所有正常操作。被測設(shè)備在收到LMP指令后需要返回一個響應(yīng)的命令。如果沒有本地啟動被測設(shè)備，也應(yīng)當返回一個不能響應(yīng)LMP的命令。7.3.1基帶規(guī)范測試(4)所謂“激活”是指位于測試環(huán)境中927.3.1基帶規(guī)范測試(5)使用特定的LMP命令啟動測試的優(yōu)勢在于它能夠控制測試過程的正常進行。如果藍牙設(shè)備并沒有處于在測試環(huán)境中，它必然要返回一條拒絕LMP的命令（LMP＿Not＿Accepted），而當被測對象認可測試時，它也會返回一條贊同LMP的命令（LMP＿Accepted）。對藍牙設(shè)備也必然提出如下要求：處于測試工作方式下，應(yīng)當對那些與測試無關(guān)的LMP命令不予理睬。使被測設(shè)備退出測試環(huán)境可以使用LMP＿Detach命令，或LMP＿Test＿Control命令來實現(xiàn)。7.3.1基帶規(guī)范測試(5)使用特定的LMP命令啟動測試的937.3.1基帶規(guī)范測試(6)2．發(fā)射器測試（1）發(fā)送時序為了使發(fā)射器測試順利進行，測試方案作如下約定：發(fā)送比特率固定不變；分組進行，同一個分組允許重復發(fā)送，且每一分組的比特率相同；被測設(shè)備在約定的TX瞬間發(fā)送一個分組。發(fā)送器測試的開始時間定為主節(jié)點發(fā)送第一個POLL分組，發(fā)送采用非跳頻方式，頻率由雙方協(xié)商，但發(fā)送接收端頻率要一致。在經(jīng)過了一個TX時隙以后，從節(jié)點在下一個TX時隙一開始發(fā)送分組信號，測試分組信息的持續(xù)時間既可以短于一個TX時隙，這樣下一個時隙又讓主節(jié)點發(fā)出POLL信息；也可以長于一個TX時隙，這樣下一個時隙內(nèi)，主節(jié)點不發(fā)送POLL分組，而是可以利用余下的時間進行輪詢。無論是哪種情況都應(yīng)當事先定義。對有輪詢的發(fā)送，輪訓時間間隔應(yīng)事先固定。有輪詢的發(fā)送時序圖如圖7-24所示。7.3.1基帶規(guī)范測試(6)2．發(fā)射器測試947.3.1基帶規(guī)范測試(7)圖7-24有輪詢的發(fā)送時序7.3.1基帶規(guī)范測試(7)圖7-24有輪詢的發(fā)送時序957.3.1基帶規(guī)范測試(8)（2）測試分組測試分組是一種正常的藍牙分組，分組格式如圖7-25所示。圖7-25分組格式7.3.1基帶規(guī)范測試(8)（2）測試分組圖7-25967.3.1基帶規(guī)范測試(9)測試前要事先定義測試設(shè)備使用的分組類型和凈荷長度。在基帶規(guī)范中僅就凈荷長度作了規(guī)定，但沒有定義ACL分組的凈荷結(jié)構(gòu)。發(fā)射器測試對分組類型規(guī)定如下：只使用無FEC的分組，即HV3、DH1、DH3、DH5和AUXI分組；測試設(shè)備和被測試設(shè)備之間發(fā)送的分組無需白化擾動，當被測設(shè)備處在發(fā)射器測試環(huán)境中時，白化過程被關(guān)閉；只有退出該環(huán)境才重新開啟。測試中每次發(fā)送都采用偽隨機序列，該序列固定用PRBS—9序列，序列長度511bit，由一個9級移位寄存器生成，最大0游程是8，如圖7-26所示。7.3.1基帶規(guī)范測試(9)測試前要事先定義測試設(shè)備使用的977.3.1基帶規(guī)范測試(10)圖7-26PRBS—9序列7.3.1基帶規(guī)范測試(10)圖7-26PRBS—9987.3.1基帶規(guī)范測試(11)測試中為了滿足整個頻率段的要求，采用了跳頻格式，將整個頻率范圍精選出5個頻率，分別是信道0、23、46、69、和93，測試過程依序使用這5個頻率。測試中的定時選擇藍牙設(shè)備的主時鐘為基準，傳輸周期用CLK27~1進行模運算來選定，不用CLK0，因為它只表示半個時隙。發(fā)送器測試前初始參數(shù)設(shè)置選擇如下：7.3.1基帶規(guī)范測試(11)測試中為了滿足整個頻率段的要997.3.1基帶規(guī)范測試(12)①比特模式固定為0；固定為1；1、0交替出現(xiàn)；4個1、4個0交替出現(xiàn)；偽隨機序列；發(fā)送關(guān)閉。7.3.1基帶規(guī)范測試(12)①比特模式1007.3.1基帶規(guī)范測試(13)②頻率選擇單個頻率；跳頻——歐美方式；跳頻——法國方式；精簡跳頻。③TX頻率F=（2402＋K）MHz分組類型；測試序列長度。④功率可使用一般LMP命令測試自適應(yīng)功率。7.3.1基帶規(guī)范測試(13)②頻率選擇1017.3.1基帶規(guī)范測試(14)（3）頻率切換頻率切換是在LMP過程完成時開始。LMP過程如下：測試設(shè)備收到一旦收到LMP—Accepted開始測試的消息，就發(fā)送POLL分組，分組包括ACK信號，至少持續(xù)4個發(fā)送時隙（含8個時隙）。只要發(fā)送完，測試設(shè)備就自行切換到新的頻率和白化序列上。被測設(shè)備在發(fā)送LMP—Accepted消息后，就等待有關(guān)該消息的響應(yīng)，如果收到“響應(yīng)”信號，被測設(shè)備自行切換到新的頻率和白化安置上。發(fā)送LMP—Accepted消息后、在TX或回送測試啟動信號之前的延時值，由具體實施過程決定。如果一旦丟失LMP—Accepted分組，將引起頻率不同，發(fā)送接收端不同步，并且不能恢復。在改變跳頻時也會遇到此類問題。7.3.1基帶規(guī)范測試(14)（3）頻率切換1027.3.1基帶規(guī)范測試(15)3．回送測試被測設(shè)備在收到常規(guī)的基帶分組后，將對分組進行解碼。其中的凈荷部分會以相同的分組類型回送到測試設(shè)備?；厮偷姆绞皆试S固定不變，也允許變化，但不能雜亂無章地改變?；厮偷臅r間可選擇在測試設(shè)備發(fā)送時隙之后，也允許延長兩個時隙，在測試設(shè)備的下一個發(fā)送時隙進行?；厮偷姆绞讲荒苡尚帕罨蚩刂菩盘枦Q定。圖7-27、圖7-28、圖7-29分別畫出了正?；厮?、延時回送開始和延時回送結(jié)束的時序。7.3.1基帶規(guī)范測試(15)3．回送測試1037.3.1基帶規(guī)范測試(16)圖7-27正常回送時序

圖7－28延時回送開始7.3.1基帶規(guī)范測試(16)圖7-27正?；厮蜁r序1047.3.1基帶規(guī)范測試(17)圖7－29延時回送結(jié)束7.3.1基帶規(guī)范測試(17)圖7－29延時回送結(jié)束1057.3.1基帶規(guī)范測試(18)測試設(shè)備可以選擇是否白化，設(shè)置成對上行及下行同時有效?；厮蜏y試規(guī)則如下：如果沒有收到同步字，就不應(yīng)答；如果頭錯誤檢測HEC失誤，被測設(shè)備的響應(yīng)改用NULL分組，其中的ARQN比特設(shè)置為NAK，此時并不強制發(fā)送NULL分組；如果分組中有一條LMP消息與測試有關(guān)，則執(zhí)行該指令后，不返回該分組，但要返回ACK或NAK分組。其余LMP命令被忽略，且不返回任何分組。凈荷解碼后，在發(fā)送時再編碼；在誤碼率較高時，凈荷返回，使用CRC對返回的分組進行計算；CRC失敗時，回送凈荷頭中指示的字節(jié)。回送方式的白化過程同于正常方式下的白化過程。7.3.1基帶規(guī)范測試(18)測試設(shè)備可以選擇是否白化，設(shè)1067.3.1基帶規(guī)范測試(19)回送過程配置的參數(shù)如下：分組：ACL分組；SCO分組；ACL分組無白化；SCO分組無白化。頻率選擇，同于發(fā)射器測試過程：單一頻率；跳頻——歐美方式；跳頻——法國方式；精簡跳頻。功率：可改變；固定發(fā)射功率。7.3.1基帶規(guī)范測試(19)回送過程配置的參數(shù)如下：1077.3.2測試接口(1)藍牙產(chǎn)品測試的目的在于檢查該項產(chǎn)品是否符合藍牙規(guī)范、是否符合藍牙協(xié)議的要求、是否能實現(xiàn)底層驗證的功能，這種測試又簡稱為一致性測試。一致性測試的成功實施需要具備兩個起碼的條件：一個是需高層測試設(shè)備（UT：UnderTester），另一個是使用標準的測試控制接口（TCI：TestControlInterface）。前一條件可避免被測設(shè)備改變時帶來的影響；后一條件是完成高層接口的唯一辦法。為了使測試工作順利進行，要求藍牙產(chǎn)品生產(chǎn)廠家做到：能與TCI匹配的接口；提供能與UT連接的適配器，硬件、軟件或固件都可以。在對藍牙產(chǎn)品驗證看其是否滿足藍牙協(xié)議時，使用藍牙TCI接口，TCI應(yīng)當能夠驗證以下藍牙功能：基帶層協(xié)議及相關(guān)內(nèi)容；鏈路管理協(xié)議LMP；邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP；主機控制接口。7.3.2測試接口(1)藍牙產(chǎn)品測試的目的在于檢查該項產(chǎn)品108建立藍牙設(shè)備之間無線連接的典型命令如圖7-30所示。圖7-30建立連接典型命令建立藍牙設(shè)備之間無線連接的典型命令如圖7-30所示。1091．接口類型需要測試的有兩類情況，一種是測試下的實現(xiàn)IUT（ImplementationUnderTest），另一種是測試中的系統(tǒng)SUT（SystemUnderTest）。測試設(shè)備與IUT/SUT之間的接口有兩種類型：TCI—HCI（TestControlInterface—HostControllerInterface）：測試控制接口——主機控制器接口，本接口在語義及句法上同于主機控制器接口。TCI—L2CAP：測試控制接口——邏輯鏈路控制和適配協(xié)議。本接口基于HCI，用于驗證IUT/SUT在L2CAP層的使用情況。測試時選用的物理承載通常是USB、RS—232、UART，也可以使用其它物理承載，但必須為HCI指定一種傳輸層。1．接口類型需要測試的有兩類情況，一種是測試下的實現(xiàn)IUT（1102．TCI—HCI接口的使用(1)TCI—HCI接口可用于驗證基帶層的鏈路控制部分和管理部分。測試系統(tǒng)與IUT/SUT高層之間一旦使用TCI—HCI接口，對IUT/SUT高層的訪問就可以通過測試系統(tǒng)發(fā)出HCI命令、IUT/SUT接收到HCI來進行。TCI—HCI支持的功能由基帶層和LM層決定。測試設(shè)備與TCI—HCI之間允許使用兩種傳輸通道：一種是USB、RS232或UART中的一個；另一種是軟件傳輸通道。這種通道并不要求測試設(shè)備與IUT/SUT之間有什么物理連接，只是要求IUT/SUT生產(chǎn)廠商能提供測試軟件，該軟件能夠接收來自測試設(shè)備的命令或數(shù)據(jù)，并能在IUT/SUT上執(zhí)行。該軟件應(yīng)具備代替“物理連接”的功能，使得測試人員使用該軟件，如同在測試設(shè)備與IUT/SUT之間有物理連接一樣。因此，該軟件接口必須由IUT/SUT生產(chǎn)廠商與測試認證機構(gòu)共同認可，測試機構(gòu)有權(quán)提出自己對該軟件接口的技術(shù)要求。2．TCI—HCI接口的使用(1)TCI—HCI接口可用于驗1112．TCI—HCI接口的使用(2)圖7-31舉了一個基帶和鏈路管理測試的例子，假設(shè)該藍牙產(chǎn)品不支持HCI，使用一個物理傳輸層作為TCI—HCI接口。由廠商提供的測試軟件要適配TCI—HCI接口。軟件傳輸承載的接口用例如圖7-32所示。TC軟件作為一種測試應(yīng)用，在執(zhí)行命令作用下能夠向測試系統(tǒng)報告相關(guān)的事件。除用于驗證基帶層的鏈路控制與管理外，TCI—HCI接口還可以用于驗證HCI信令，這種驗證僅限于生產(chǎn)廠家申明支持HCI命令的時候。這時所用的傳輸承載是物理承載，僅限于USB、RS－232或UART中的任一種。2．TCI—HCI接口的使用(2)圖7-31舉了一個基帶和鏈1122．TCI—HCI接口的使用(3)圖7-31物理傳輸承載用例（無HCI的基帶和LM驗證）2．TCI—HCI接口的使用(3)圖7-31物理傳輸承1132．TCI—HCI接口的使用(4)圖7-32軟件傳輸承載用例（無HCI的基帶和LM驗證）2．TCI—HCI接口的使用(4)圖7-32軟件傳輸承1142．TCI—HCI接口的使用(5)圖7-33就是對藍牙產(chǎn)品開展HCI驗證的用例。在測試設(shè)備和IUT/SUT之間就是用的物理承載，不需要其它軟件，HCI就是測試系統(tǒng)的接口。圖7-33HCI驗證2．TCI—HCI接口的使用(5)圖7-33就是對藍牙產(chǎn)品開1153．L2CAP驗證IUT/SUT的L2CAP層也可以進行驗證，所用接口使用基于HCI的TCI—L2CAP接口，該接口采用通用的事件和命令語法，按特定的L2CAP服務(wù)接口定義。在L2CAP中定義的服務(wù)原語可作參考，而L2CAP事件和命令的原語在信息格式要做出轉(zhuǎn)換，換成與HCI事件和命令相同。藍牙產(chǎn)品的L2CAP驗證如圖7-34所示，圖中TCI—L2CAP接口使用了物理承載，要求生產(chǎn)廠家在將產(chǎn)品送交測試前提供控制軟件，用作在依賴于實現(xiàn)的接口與TCI—L2CAP接口之間匹配。3．L2CAP驗證IUT/SUT的L2CAP層也可以進行驗證116圖7-34TCI—L2CAP驗證圖7-34TCI—L2CAP驗證1174．藍牙射頻鏈路測試(1)藍牙射頻鏈路的測試立足于藍牙的無線規(guī)范和基帶規(guī)范，基本上類似于IUT/SUT上的測試，對于這類測試驗證僅需要空中接口，測試配置如圖7-35所示。從安全角度出發(fā)，需本地啟動測試。圖7-35射頻鏈路驗證

4．藍牙射頻鏈路測試(1)藍牙射頻鏈路的測試立足于藍牙的無線1184．藍牙射頻鏈路測試(2)要求驗證的產(chǎn)品由于實現(xiàn)的協(xié)議層次不同，分別有LM、BB、HCI或L2CAP，因而驗證藍牙協(xié)議的測試工作量也不同，導致驗證過程不同、TCL也不同。驗證藍牙協(xié)議的測試，有以下幾種不同的規(guī)范可供選擇：無線規(guī)范、L2CAP規(guī)范和HCI規(guī)范，此外還有IUT/SUT測試指令（這類指令根據(jù)需要選擇）。驗證使用的接口有：測試控制接口和空中接口。在送交驗證的產(chǎn)品聲明是否支持剖面時，還需要進行剖面測試，以確保互操作性。剖面測試基于藍牙剖面的有關(guān)規(guī)范，包括SUT測試指令。這一類測試僅需要空中接口及支持的人機接口MMI（ManMachineInterface）。驗證示意圖如圖7-36所示。4．藍牙射頻鏈路測試(2)要求驗證的產(chǎn)品由于實現(xiàn)的協(xié)議層次不1194．藍牙射頻鏈路測試(3)圖7-36剖面驗證配置4．藍牙射頻鏈路測試(3)圖7-36剖面驗證配置1205．TCI—L2CAP規(guī)范(1)把邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP接口映射到一個合適的測試控制接口TCI，實行這種映射的若干技術(shù)指標被稱為TCI—L2CAP規(guī)范。規(guī)范由事件和命令兩部分組成。（1）事件事件是指接口處發(fā)生的一次操作。在L2CAP接口，將“服務(wù)指示”（Indication）映射成回調(diào)函數(shù)（Callback），該函數(shù)的功能之一是在函數(shù)的返回參數(shù)中含有相應(yīng)的響應(yīng)參數(shù)，這些響應(yīng)參數(shù)對執(zhí)行“服務(wù)指示”是必不可少的。由此可見，對于TCI，“服務(wù)指示”被映射成事件或命令的響應(yīng)。測試開始時發(fā)送的第一個參數(shù)是“Event＿ID”，字長1字節(jié)，用于表述256種可能的事件，其中00、06~FF預留作備用，01~05表示L2CAP的5種事件。事件碼及其分配如表7-2所示。5．TCI—L2CAP規(guī)范(1)把邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L21215．TCI—L2CAP規(guī)范(2)5．TCI—L2CAP規(guī)范(2)1225．TCI—L2CAP規(guī)范(3)（2）命令命令是執(zhí)行服務(wù)操作的指令。其功能是處理完事件后返回參數(shù)。TCI—L2CAP的命令使用HCI規(guī)范中的HCI語法定義。為了把L2CAP規(guī)范中的L2CAP命令與HCI規(guī)范中的HCI命令區(qū)別開來，L2CAP測試接口專門預留了一個分段，該字長16位。HCI命令分組中的操作碼命令字長OCF（OpcodeCommandField）字長16位，而測試用的OCF不足16位，僅10位。這樣做能將L2CAP命令與HCI命令區(qū)別開來。5．TCI—L2CAP規(guī)范(3)（2）命令1237.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(1)藍牙產(chǎn)品是否符合藍牙協(xié)議的認證過程包括兩方面的內(nèi)容：認證程序；認證過程。（1）認證程序認證程序由認證機構(gòu)、認證人員、認證流程組成。藍牙認證需要若干實體其名稱和職能分別是：藍牙認證評價委員會BQRB，其參加成員由藍牙SIG指定，該委員會的職責是負責評價、推動和管理藍牙認證計劃。藍牙認證管理人員BQA，職責是負責管理和維護通過認證的產(chǎn)品、藍牙認證測試設(shè)備、藍牙認證人員。藍牙認證測試設(shè)備BQTF，是用于測試藍牙產(chǎn)品的工具，由藍牙認證評價委員會官方鑒定核準。藍牙認證人員BQB：由藍牙認證評價委員會BQRB授權(quán)的人員，負責檢查聲明和文檔是否與規(guī)范相符，評價產(chǎn)品測試報告。7.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(1)藍牙產(chǎn)品是否符合藍牙協(xié)議的認1247.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(2)（2）認證過程圖7-38畫出了一個藍牙產(chǎn)品的認證過程，大體步驟如下：生產(chǎn)廠家成為藍牙SIG成員；生產(chǎn)廠家選出一個在藍牙站點上公布的（持證上崗的）藍牙認證人員；與藍牙認證人員一起制定測試計劃；將被測試的產(chǎn)品交由藍牙認證測試設(shè)備BQTF測試并作出測試報告；藍牙認證人員檢查測試報告并提出意見；如果藍牙認證人員在檢查聲明和文檔后無異議，就準備一個被認證產(chǎn)品的公告交藍牙認證評價委員會；如果藍牙認證人員對產(chǎn)品的一致性和互操作性有意見，在經(jīng)過與廠家協(xié)商后，他將經(jīng)過藍牙認證管理人員向藍牙認證評價委員會發(fā)出請求裁決的報告。如果BQRB要進行質(zhì)疑，生產(chǎn)廠家應(yīng)按其要求遞交說明書，就有關(guān)問題進行說明；所有要求全部合格，藍牙認證人員將通知生產(chǎn)廠家，準備將該產(chǎn)品在藍牙認證產(chǎn)品目錄中公布，征詢生產(chǎn)廠家是否同意。在生產(chǎn)廠家同意的情況下，藍牙認證人員在官方的認證產(chǎn)品目錄中公布該產(chǎn)品。7.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(2)（2）認證過程1257.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(3)圖7-38藍牙產(chǎn)品認證過程

7.3.3協(xié)議認證與實現(xiàn)(3)圖7-38藍牙產(chǎn)品認證1267.4藍牙開發(fā)中的幾個問題7.4.1藍牙產(chǎn)品特征1．“藍牙產(chǎn)品”名稱的獲得只有經(jīng)過SIG測試認定符合藍牙標準后，才有資格以藍牙產(chǎn)品的名稱投入市場。由藍牙特殊利益集團SIG制定的藍牙無線通信規(guī)范完全是公開的和共享的。這種與生俱來的開放性使藍牙有強大的生命力。從藍牙的誕生之日起，它就是一個由生產(chǎn)廠家、研究機構(gòu)自己發(fā)起的非政府機構(gòu)，它發(fā)起的技術(shù)協(xié)議完全公開，不是哪一家的專利，只要是SIG成員都可以無償使用藍牙新技術(shù)。任何SIG成員都能無償將藍牙技術(shù)標準拿來生產(chǎn)自己的產(chǎn)品。對于非SIG成員，不存在以上那些優(yōu)惠。7.4藍牙開發(fā)中的幾個問題7.4.1藍牙產(chǎn)品特征1277.4.1藍牙產(chǎn)品特征(2)2．互操作性藍牙產(chǎn)品必須通過SIG的認證程序，才能走向市場，認證的過程就是看生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品是否符合藍牙規(guī)范?！罢J證”能保證不同公司的藍牙產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享、彼此兼容。3．語音和數(shù)據(jù)傳輸當代的語音常以數(shù)據(jù)形式傳送和存儲，像移動電話這類語音設(shè)備，就能用于傳輸數(shù)據(jù)，語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸在傳統(tǒng)意義上的區(qū)別已越來越模糊，計算終端和通信終端也開始越來越融合在一起。藍牙無線通信同時支持語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，以其中一種方式或兩種方式并用，能使所有的藍牙產(chǎn)品產(chǎn)生通信連接。藍牙產(chǎn)品的特征之一，就是同時支持這兩種傳輸方式。7.4.1藍牙產(chǎn)品特征(2)2．互操作性1287.4.1藍牙產(chǎn)品特征(3)4．輻射對人體的影響無線電通信的輻射是人類憂心的問題。世界衛(wèi)生組織、IEEE等組成的聯(lián)合專家小組已表示，未檢測到藍牙輻射對人體的影響，主要原因是藍牙輸出功率很小僅為1mw，僅僅是移動電話的一小部分，是微波爐功率的百萬分之一。5．無線頻率不受限制藍牙產(chǎn)品工作于2.45GHz頻率段，這是一個免付費、無需申請、在世界各地使用不用考慮頻率限制的頻段。7.4.1藍牙產(chǎn)品特征(3)4．輻射對人體的影響1297.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(1)（1）藍牙與無線局域網(wǎng)的關(guān)系無線局域網(wǎng)WLAN（WirelessLocalAreaNetworks）是一種使用無線傳播媒介實現(xiàn)信息傳遞的局域網(wǎng)。與廣為流傳的有線局域網(wǎng)比較，WLAN具有局域網(wǎng)傳輸速率快、傳輸距離近、安裝使用方便靈活且運行可靠的優(yōu)點，省掉了有線通信的傳輸線。傳輸媒介不再是電纜線，而是使用微波、電磁波、紅外線等等，所用設(shè)備也相應(yīng)為無線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)橋、無線訪問節(jié)點等。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(1)（1）藍牙與無線局域網(wǎng)的關(guān)1307.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(2)藍牙網(wǎng)和WLAN非常相似，但又有明顯的不同。藍牙技術(shù)是將近距離（一般是10米）的信息產(chǎn)品實現(xiàn)無線連接，這些信息產(chǎn)品除了PC機、手提電腦外，更多地是指移動通信終端，如手機等。而WALN技術(shù)是將局部范圍內(nèi)的計算機實現(xiàn)無線連接。因此這兩門技術(shù)在實現(xiàn)無線傳輸這一點上是相同的，但在組網(wǎng)范圍和終端設(shè)備兩方面不同。WALN的傳送距離大于藍牙傳送距離；WALN的終端是計算機，而藍牙網(wǎng)還允許其他支撐藍牙的產(chǎn)品，從終端來講，藍牙網(wǎng)的范圍寬得多。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(2)藍牙網(wǎng)和WLAN非常相似，1317.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(3)（2）藍牙與其他2.4GHz產(chǎn)品的關(guān)系工作在2.4GHz頻段上的技術(shù)和產(chǎn)品比較多，例如一些醫(yī)療遙感測量裝置、IEEE802.11、HomeRF、紅外技術(shù)等，大多數(shù)2.4GHzWLAN產(chǎn)品都希望能與新近進入該頻段的藍牙產(chǎn)品和睦相處、各司其責。由于醫(yī)療產(chǎn)品的存在，藍牙進入醫(yī)院受到了一定的條件限制。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(3)（2）藍牙與其他2.4GH1327.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(4)以IEEE802.11技術(shù)標準為例，它是高速無線局域網(wǎng)WLAN的推薦規(guī)范，但它與藍牙規(guī)范不同的是，它并不能保證不同生產(chǎn)廠家的互操作性。從另一個技術(shù)指標數(shù)據(jù)傳輸率比較，藍牙在廣泛的頻譜跳頻中能達到1Mbit/s的傳輸率，而IEEE802.11a和IEEE802.11b可分別達到11Mbit/s和54Mbit/s，遠遠高于藍牙的傳輸率。以協(xié)議層的構(gòu)造看，藍牙協(xié)議棧的構(gòu)造要豐富一些，包含了三個不同層面的相關(guān)協(xié)議。IEEE802.11僅規(guī)定了開放式系統(tǒng)互連參模型（OSI/RM）的物理局和MAC層。在物理層IEEE802.11定義了三種不同物理介質(zhì)，就是紅外線、跳頻擴普、直控方式，但它只支持數(shù)據(jù)通信，要進行無線數(shù)據(jù)通信，相應(yīng)數(shù)據(jù)設(shè)備要配備無線網(wǎng)卡。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(4)以IEEE802.11技術(shù)1337.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(5)另一門運行于2.4GHz頻段的HomeRF技術(shù)是專為家庭用戶設(shè)計的，它的名稱鮮明地突出了這一應(yīng)用特色。HomeRF為家庭服務(wù)方式是采用跳頻擴普方式，通過家中的一臺主機，在移動的數(shù)據(jù)和語音設(shè)備之間進行通信。它可以通過時分復用方式支持語音通信，還能通過載波監(jiān)聽多重訪問——沖突避免協(xié)議支持數(shù)據(jù)通信，它還支持TCP/IP的集成、廣播、多播及48位IP地址。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(5)另一門運行于2.4GHz頻1347.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(6)表7-3給出了藍牙技術(shù)、IEEE802.11、HomeRF的技術(shù)特點比較。IEEE802.11B是一種支持10個到100個接入點的無線以太網(wǎng)協(xié)議，它的開發(fā)初衷是在大工作區(qū)內(nèi)達到無線漫游，實現(xiàn)Internet共享，高質(zhì)量地完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。它的長處是可靠性高，數(shù)據(jù)傳輸快，不足的主要是它所采用的直序擴頻技術(shù)影響了在高密度區(qū)域內(nèi)的服務(wù)質(zhì)量，并且語音支持功能較差。由于單一網(wǎng)絡(luò)的局限性，因此還不能滿足一些網(wǎng)絡(luò)用戶的多方位要求。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(6)表7-3給出了藍牙技術(shù)、I1357.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(7)7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(7)1367.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(8)由家庭射頻（HomeRF）工作組開發(fā)的HomeRF技術(shù)，從可互操作性設(shè)計入手提出了共享無線接入設(shè)計，從一開始就把消費者在家庭網(wǎng)絡(luò)上的需要作為研制規(guī)范的出發(fā)點，因此，它具有簡單、保密、好用、服務(wù)質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)點。但這一技術(shù)也有局限性，HomeRF中有語音和數(shù)據(jù)兩種協(xié)議，屬無線以太網(wǎng)IEEE802.11和歐洲數(shù)字無繩電話DECT兩個協(xié)議，當系統(tǒng)在2.4GHz頻帶上以50跳/秒速率跳頻，接收端必須捕獲傳輸信號的數(shù)據(jù)頭和頭幾個數(shù)據(jù)包，才能切換到相應(yīng)的模式，很多無線局域網(wǎng)制造商不太支持這種做法。對比之下，藍牙技術(shù)的跳頻更快，顯得更加穩(wěn)定，它的明顯優(yōu)點是更加靈活、功耗低、成本低。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(8)由家庭射頻（HomeRF1377.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(9)在無線個人區(qū)域網(wǎng)WPAN領(lǐng)域，藍牙、IEEE802.11、HomeRF各有長處和不足，形成了各自的市場份額。藍牙以無線代替電纜的形式吸引了更多的關(guān)注，以其低成本、快速接入、使用方便的特點，筑構(gòu)成眾多電子設(shè)備之間無線交換信息平臺。IEEE802.11適用于工作區(qū)內(nèi)的文件處理和連接Internet，在辦公自動化、企業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)方面一枝獨秀。HomeRF專長于組建家用無線互聯(lián)網(wǎng)，將主機與移動語音、數(shù)據(jù)設(shè)備之間的通信變?yōu)楝F(xiàn)實。目前看來，它們暫時還不存在誰能取代誰的問題。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(9)在無線個人區(qū)域網(wǎng)WPAN領(lǐng)1387.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(10)（3）藍牙技術(shù)和紅外技術(shù)的關(guān)系藍牙、IEEE802.11、HomeRF同屬于無線電技術(shù)，它們與紅外技術(shù)IrDA比較，有一些相似和不同之處，表7-4比較了它們的一些技術(shù)特征。7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(10)（3）藍牙技術(shù)和紅外技術(shù)1397.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(11)7.4.2與藍牙相關(guān)的技術(shù)(11)1407.4.3藍牙發(fā)展趨勢

與紅外系統(tǒng)相比，藍牙沒有方向限制，而成本已經(jīng)比其它無線電傳輸技術(shù)低，預計藍牙將從智能化方面全面戰(zhàn)勝紅外技術(shù)，又會以低廉的價格戰(zhàn)勝IEEE802.11。從長遠看，藍牙、IEEE802.11和HomeRF攜手走向融合的可能性極大。7.4.3藍牙發(fā)展趨勢與紅外系統(tǒng)相比，藍牙沒有方向限制，1417.5小結(jié)(1)藍牙產(chǎn)品需要開發(fā)，藍牙開發(fā)是藍牙實現(xiàn)的必經(jīng)之路。只有掌握藍牙核心技術(shù)，才能開發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。藍牙硬件開發(fā)的核心技術(shù)是快速跳頻和單芯片集成技術(shù)；藍牙軟件開發(fā)的核心技術(shù)是協(xié)議棧中間協(xié)議層應(yīng)用程序接口API的編程設(shè)計技術(shù)和與剖面的連接管理技術(shù)。生產(chǎn)廠家按照藍牙規(guī)范生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不能稱為藍牙產(chǎn)品，只有經(jīng)過由SIG認可的認證機構(gòu)認證與測試合格的產(chǎn)品才能稱為藍牙產(chǎn)品。7.5小結(jié)(1)藍牙產(chǎn)品需要開發(fā)，藍牙開發(fā)是藍牙實現(xiàn)的必1427.5小結(jié)(2)藍牙產(chǎn)品的共同特征是互操作性。測試設(shè)備、計量裝置和被測產(chǎn)品共同構(gòu)成了藍牙測試系統(tǒng)，測試目的是通過數(shù)據(jù)傳輸檢查被測產(chǎn)品執(zhí)行了哪些協(xié)議、符合哪些藍牙規(guī)范。測試所用的接口均由申請藍牙測試的廠家在送交被測產(chǎn)品時一并提供。與藍牙有關(guān)的其它無線傳輸技術(shù)目前都有自己的市場，現(xiàn)狀是并存的，這些技術(shù)將來有可能殊途同歸。7.5小結(jié)(2)藍牙產(chǎn)品的共同特征是互操作性。143本章到此結(jié)束本章到此結(jié)束