和包哥一起学习蓝牙技术 带你成长带你飞

从IBM的智慧地球到思科的万物互联，物与物之间的互通之路日趋清晰。在物联网的发展过程中，无线技术已是不可缺少的沟通媒介。而蓝牙技术的应用，也成为了物联网的发展与产业化的催化剂。

作为一项发展近20年的无线技术，蓝牙的产业化优势逐步凸显。据预测，到2018年，蓝牙设备的总出货量将累积达到320亿件。 蓝牙产品的规模化增长，为其物联网应用打开了通道。正如业界所言，未来物联网发展，蓝牙将占据重要席位。”

1、什么是蓝牙技术？

UMTS“蓝牙”（ Bluetooth）技术是由世界著名的5家大公司——爱立信（Ericsson）、诺基亚（Nokia、东芝（TOShiba）、国际商用机器公司（IBM）和英特尔（Intel），于1998年5月联合宣布的一种无线通信新技术。


它的主要目的就是要在全世界范围内建立一个短距离的无线通信标准。它使用 2.4-2.5 GHz的 ISM频段来传送话音和数据。运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆，它提供了低成本，低功耗的无线接口，使所有的固定和移动设备诸如：计算机系统、家庭影院系统、无绳电话系统、通信设备等,通过微微网（PAN, Personal Area Network）连接起来相互通信，实现资源共享。

2、最新版蓝牙4.0技术解析

蓝牙4.0是2012年最新蓝牙版本，是3.0的升级版本；较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等；通常用在蓝牙耳机、蓝牙音箱等设备上。

速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式（sniff subrating）来达到超低工作循环。

跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4GHz ISM频段无线技术的串扰。

主控制：更加智能，可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。

延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。

范围：提高调制指数，最大范围可超过100米（根据不同应用领域， 距离不同）。

健壮性：所有数据包都使用24-bitCRC校验，确保最大程度抵御干扰。

安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。

拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

3、蓝牙的工作原理

蓝牙通信的主从关系

蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备， 可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。

蓝牙的呼叫过程

蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的 PIN码，也有设备不需要输入PIN码。配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后，主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙链路。

蓝牙一对一的串口数据传输应用

蓝牙数据传输应用中，一对一串口数据通讯是最常见的应用之一，蓝牙设备在出厂前即提前设好两个蓝牙设备之间的配对信息，主端预存有从端设备的PIN码、地址等，两端设备加电即自动建链，透明串口传输，无需外围电路干预。一对一应用中从端设备可以设为两种类型，一是静默状态，即只能与指定的主端通信，不被别的蓝牙设备查找;二是开发状态，既可被指定主端查找，也可以被别的蓝牙设备查找建链。

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