什麽是藍牙？
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藍牙（Bluetooth），或稱為藍芽，是壹種新式的無線傳送協議，最初由愛立信創制，後來由藍牙特別興趣組訂定技術標準。據說因為此技術尚在萌芽的階段，故將Bluetooth以「藍芽」的中文譯名在臺灣地區進行商業的註冊，不過根據英文本身的意義直譯，還是「藍牙」較為貼切
短距離的無線連接技術--藍牙
浙江廣播電視高等專科學校 練益群
近十年來，微電子技術的不斷進步極大地推動了計算機和通信設備的普及和迅猛發展， PC機、掌上電腦、移動電話、無繩電話等進入人們日常的生活和工作中，成為人們生活中不可缺少的壹部分。在這些設備之間傳送文件時往往是通過線纜來進行，而且需要壹些軟件的支持才能進行連接。人們希望有壹個能夠取代線纜的短距離無線連接技術。藍牙技術應運而生了。藍牙技術提供了壹種不需要線纜就可以在壹定距離內進行無線連接的方法。
何為藍牙技術
藍牙技術是壹種無線數據與語音通信的開放性全球規範，以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與移動設備通信環境建立壹個特別連接的短程無線電技術。
藍牙使用內制在9×9平方毫米微芯片上的短程射頻鏈接，工作在2.4GHz ISM（工業、科學、醫學）頻段。該頻段全球開放，意味著從理論上說，采用這些無線聯網技術的設備在全球任何地點都可以正常使用。它的壹般連接範圍是10米，通過擴展可以達到100米；不限制在直線範圍內，甚至設備不在同壹間房內也能相互鏈接；以點對多點的方式鏈接多個設備，最多可達7個，形成壹個個人領域的網絡。
藍牙技術定義了計算機和通信設備之間如何進行通信，也定義了如何將某壹個應用映射成硬件以便和藍牙技術相融合。用藍牙技術可制造藍牙芯片、移動電話使用的無線耳機，組建個人局域網。它不僅可以應用於手機、電腦、PDA、數字相機這些熱門電子產品，甚至可以影響到玩具、家用電器、普通電話、汽車等傳統產品。
藍牙協議體系結構
藍牙技術的壹個主要目的就是使符合該規範的各種設備能夠互通，這就要求本地設備和遠端設備使用相同的協議。不同的應用，其使用的協議棧可能不同，但是，它們都必須使用藍牙技術中的物理層和數據鏈路層。當然，不是任何應用都必須使用所有全部協議，可以只采用部分協議，例如語音通信（Audio）時，就只需經過基帶協議。
藍牙協議體系可以分為4層：
核心協議 Baseband，LMP，L2CAP，SDP
電纜替代協議 RFCOMM
電話控制協議 TCS Binary，AT Commands
選用協議 PPP，UDP/TCP/IP，OBEX，WAP，vCard/vCal， IrMC，WAE
1. 基帶協議（Baseband）
基帶協議和連接管理協議負責在多個藍牙設備間建立物理射頻RF（Radio Frequency）連接組成壹個Pico網。這壹層控制藍牙設備的同步和跳頻序列，並管理藍牙中定義的兩個不同的連接類型：同步面向連接SCO和異步非連接ACL。
2. 連接管理協議LMP(Link Manager Protocol)
LMP負責藍牙連接的建立和釋放、控制，數據包的控制以及電源模式的管理、消耗，藍牙設備的狀態等。最後，LMP還要負責認證、加密的密碼問題。
3. 主控制器接口HCI（Host Controller Interface）
HCI提供了壹個接入藍牙硬件的統壹接口方法。它包括壹個到基帶控制器和連接管理器以及進入硬件狀態的命令接口，另外還包括控制和事件寄存器。
4. 邏輯連接控制和適配協議L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）
L2CAP在基帶層之上，是基帶與高層協議間的接口，處理更高層協議的復用、大數據包的拆分和重組、傳送以及服務質量信息等問題。L2CAP與LMP並行工作。它們的區別在於當數據不經過LMP時，則L2CAP將采用多路技術、分割和重組技術、群提取技術等為上層提供數據服務。雖然基帶協議提供了SCO和ACL兩種連接類型，但是L2CAP只支持ACL，並允許高層協議以64K字節的速度收發數據分組。
5. 串口仿真協議RFCOMM
RFCOMM是基於ETSI的TS07. 10規範的串口仿真協議，支持藍牙設備之間點對點的通信。作為線纜替代協議，它在基帶上仿真RS-232的控制和數據信號，為使用串行線傳送機制的上層協議（如OBEX）提供服務。
6. 服務發現協議SDP(Service Discovery Protocol)
SDP工作於L2CAP層之上，用於發現壹定範圍內的藍牙設備上的服務。服務發現協議是藍牙技術框架中非常重要的壹個部分，是所有用戶模式的基礎。使用SDP，可以查詢到設備信息和服務類型，此後藍牙設備之間的連接才能建立。
7. 電話控制協議
包括電話控制協議二進制（TCS BIN）和AT命令集電話控制協議（AT Commands）。TCS BIN是面向比特的協議，定義了藍牙設備建立語音和數據呼叫所需的控制信令，定義了處理藍牙TCS設備群的移動管理進程。AT Commands是電話控制命令，用於控制移動電話和調制解調器等，由SIG在ITU-TQ．931基礎上開發而成。
8. 被采納的其他協議
PPP是IETF制訂的互聯網通信的基本協議。點對點協議PPP 工作於RFCOMM之上，用於實現點至點的連接。UDP/TCP/IP也是IETF制訂的互聯網通信的基本協議。在藍牙設備中使用這些協議，是為了與互聯網連接的設備進行通信。OBEX是IrOBEX的簡寫，是由紅外數據協會（IrDA）制訂的會話層協議，采用客戶-服務器模式提供與HTTP相同的基本功能。電子名片交換格式vCard和電子日歷交換格式vCal都是互聯網郵件協會開發的開放性規範。無線應用協議WAP 是無線應用協議論壇制訂的，融合了各種廣域無線網絡技術，其目的是將互聯網內容和電話傳送的業務傳送到數字蜂窩電話或者其他無線終端。選用WAP，可以充分利用無線應用環境（WAE）開發的高層應用軟件。
藍牙硬件設計方案
目前藍牙產品硬件都采用了兩塊芯片構成的壹個芯片組，壹塊是射頻芯片，壹塊是基帶控制芯片。
朗訊公司的W7020和W7400，飛利浦的UAA3558和PCD87750等，就是這樣兩塊芯片再加上外加的Flash、天線和電源芯片構成壹個藍牙模塊，用於各種藍牙產品中。
CSR（Cambridge Silicon Radio）公司提供的BlueCoreTM 01，在壹片8×8平方毫米CMOS芯片上集成了射頻單元和基帶控制器，只要和內含藍牙軟件棧的Flash配合，即可向數據和語音設備提供全兼容的藍牙接口。
MITEL公司提供的MT1020基帶控制器和PHILSAR公司提供的PH2401無線收發器，兩者配合可構成完整的低功耗的藍牙模塊，提供高至HCI層的功能。
藍牙的問題
藍牙工作在2.4GHz ISM（工業、科學、醫學）頻段。因為ISM頻段是免費的公用頻段，所以已經有壹些通信協議和電子產品采用了這壹頻段，典型的如802.11b和微波爐等，因此對藍牙特別設計了快速確認和跳頻方案以確保連接的穩定和數據保密。隨著藍牙技術的應用與推廣，藍牙與其他設備的***存問題必須加以詳細的研究和解決。這壹問題正受到前所未有的重視，IEEE成立了專門小組，負責建立相互幹擾的模型，並提出***存機制。相應的藍牙標準組織也成立了***存問題研究小組。
由於藍牙工作的ISM頻段是對全球開放的頻段，它的安全性也引起了廣泛的註意。為了保證通信的安全，藍牙在鏈路層和應用層提供了安全機制。在鏈路層，藍牙使用4個參數，即藍牙設備地址BD_ADDR，認證私鑰，加密私鑰和隨機碼RAND來保證通信安全。它包括密鑰的管理、信息的加密和設備的認證三個方面。鏈路級安全機制的目的在於提供適當級別的安全保護。如果用戶有更高級別的保密要求，可采用更有效的傳輸層和應用層安全機制。