藍牙技術是一種什麼技術

藍牙是一種短距離無線通訊技術，可在設備間實現方便快速、靈活安全、低成本、低功耗的數據通訊和語音通訊。利用藍牙技術，能夠有效地簡化行動通訊終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

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藍牙技術是一種短距離無線通訊技術。

藍牙是一種支援設備短距離通訊（一般10m內）的無線電技術，可在包含行動電話、PDA、無線耳機、筆記型電腦、相關週邊等眾多設備之間進行無線資訊交換。利用藍牙技術，能夠有效地簡化行動通訊終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

藍牙作為一種小範圍無線連接技術，能在設備間實現方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數據通信和語音通信，因此它是實現無線個域網通信的主流技術之一。與其他網路連結可以帶來更廣泛的應用。是一種尖端的開放式無線通信，能夠讓各種數位設備無線溝通，是無線網路傳輸技術的一種，原本用來取代紅外線通訊。

藍牙技術是一種無線資料與語音通訊的開放性全球規範，它以低成本的近距離無線連接為基礎，為固定與行動裝置通訊環境建立一個特別連接。其實質內容是為固定設備或行動裝置之間的通訊環境建立通用的無線電空中介面（Radio Air Interface），將通訊技術與電腦技術進一步結合起來，使各種3C設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離範圍內實現相互通訊或操作。簡單的說，藍牙技術是一種利用低功率無線電在各種3C設備間彼此傳輸資料的技術。藍牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業、科學、醫學）頻段，使用IEEE802.15協定。作為一種新興的短距離無線通訊技術，正有力地推動著低速率無線個人區域網路的發展。

名稱由來

藍牙這個名稱來自第十世紀的一位丹麥國王哈拉爾藍牙王，哈拉爾藍牙王Blatand 在英文裡的意思可以解釋為Bluetooth( 藍牙)因為國王喜歡吃藍莓，牙齦每天都是藍色的所以叫藍牙。

 在產業協會籌備階段，需要一個極具表現力的名字來命名這項高新技術。產業組織人員，在經過一夜關於歐洲歷史和未來無線技術發展的討論後，有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。 Blatand國王將挪威，瑞典和丹麥統一起來；他的口齒伶俐,善於交際,就如同這項即將面世的技術，技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作，保持著各個系統領域之間的良好交流，例如計算機，手機和汽車行業之間的工作。

發展歷史

# 1994年愛立信公司研發；

 1997年愛立信聯絡其他設備生產商；

 1998年二月，由諾基亞、蘋果、三星組成的一個特殊興趣小組SIG(Special Interest Group)；

 1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，共同開發；

 1999年下半年，微軟、摩托羅拉、三星、朗訊等主流設備商廣泛推廣藍牙技術應用；

 2006年10月13日，Bluetooth SIG（藍牙科技聯盟）發展到200多家聯盟成員公司以及約6,000家應用程式成員企業。

藍牙技術及藍牙產品的特點主要有：

1 藍牙技術的適用設備多，無需電纜，透過無線使電腦和電信連網進行通訊。

2 藍牙技術的工作頻段全球通用，適用於全球範圍內用戶無界限的使用，解決了蜂窩式行動電話的國界障礙。藍牙技術產品使用方便，利用藍牙設備可以搜尋另一個藍牙技術產品，迅速建立起兩個設備之間的聯繫，在控制軟體的作用下，可以自動傳輸資料。

3 藍牙技術的安全性和抗干擾能力強，由於藍牙技術具有跳頻的功能，有效避免了ISM頻帶遇到干擾源。藍牙技術的兼容性較好，藍牙技術已能發展成為獨立於作業系統的技術，實現了各種作業系統中良好的相容性能。

4 傳輸距離較短：現階段，藍牙技術的主要工作範圍在10公尺左右，經過增加射頻功率後的藍牙技術可以在100公尺的範圍進行工作，只有這樣才能保證藍牙在傳播時的工作品質與效率，提升藍牙的傳播速度。另外，在藍牙技術連接過程中還可以有效的降低該技術與其他電子產品之間的干擾，從而確保藍牙技術可以正常運作。藍牙技術不僅有較高的傳播品質與效率，同時也具有較高的傳播安全特性。

5 透過跳頻擴頻技術傳播：藍牙技術在實際應用期間，可以原有的頻點進行分割、轉化，如果採用一些跳頻速度較快的藍牙技術，那麼整個藍牙系統中的主機都會透過自動跳頻的形式進行轉換，從而將其以隨機的進行跳頻。由於藍牙技術的本身俱有較高的安全性與抗干擾能力，在實際應用期間可以藍牙運作的品質。

版本資訊 

藍牙共有六個版本V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0  版本資訊下載連線：

1、V1.1版本

傳輸率約在748~810kb/s，因是早期設計，容易受到同頻率之產品所干擾下影響通訊質量。

2、V1.2版本

同樣只有748~810kb/s 的傳輸率，但在加上了(改善Software)抗干擾跳頻功能。

3、V2.0 EDR版本

是1.2 的改良提升版，傳輸率約在1.8M/s~2.1M/s，開始支援雙工模式－即一面作語音通訊，同時亦可傳輸檔案/高質素圖片，2.0 版本當然也支援Stereo 運作。

應用最廣泛的是Bluetooth2.0 EDR標準，2004年已經推出，支援Bluetooth 2.0 EDR標準的產品也於2006年大量出現。雖然Bluetooth 2.0 EDR標準在技術上作了大量的改進，但從1.X標準延續下來的配置流程複雜和設備功耗較大的問題依然存在。

4、V2.1版本

更佳的省電效果：藍牙2.1版加入了SniffSubrating的功能，透過設定在2個裝置之間互相確認訊息號的發送間隔來達到節省耗電量的目的。

5、V3.0 HS版本

2009年4月21日，藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)正式頒布了新一代標準規範"Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed"(藍牙核心規範3.0版)，藍牙3.0的核心是"GenericAlternate MAC/PHY"(AMP)，這是一種全新的交替射頻技術，允許藍牙協定棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。最初被期望用於新規範的技術包括802.11以及UMB，但在新規範中取消了UMB的應用。

6、V4.0 版本

藍牙4.0包含三個子規範，分別是傳統藍牙技術、高速藍牙和新的藍牙低功耗技術。藍牙 4.0的改良之處主要體現在三個方面，電池續航力、節能和設備種類。擁有低成本，跨廠商互通性，3毫秒低延遲、100公尺以上超長距離、AES-128加密等諸多特色此外，藍牙4.0的有效傳輸距離也有所提升。 3.0版本的藍牙的有效傳輸距離為10公尺(約 32英尺)，而藍牙4.0的有效傳輸距離最高可達100公尺(約328英尺)。

藍牙的技術特點

簡單地說，藍牙是一種短程寬頻無線電技術，是實現語音和數據無線傳輸的全球開放性標準。它使用跳頻擴譜（FHSS）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）等先進技術，在小範圍內建立多種通訊與資訊系統之間的資訊傳輸。

1、Bluetooth的主要技術特點：

（1）、工作頻段：2.4GHz的工科醫師（ISM）頻段，無須申請授權。大多數國家使用79個頻點，載頻為(2402 k)MHz（k=0，1, 2…78），載頻間隔1MHz。採用TDD時分雙工方式。

（2）、傳輸速率：1Mb/s（V2.0以上版本嗎）

（3）、除錯方式：BT=0.5的GFSK調製，調變指數為0.28-0.35 。

（4）、採用跳頻技術：跳頻速率為1600跳/秒，在建鏈時（包括尋呼和查詢）提高為3200跳/秒。藍牙透過快跳頻和短分組技術減少同頻幹擾，確保傳輸的可靠性。

（5）、語音調變方式：連續可變斜率增量調變（CVSD，ContinuousVariable Slope Delta Modulation），抗衰落性強，即使誤碼率達到4%，話音品質也可接受。

（6）、支援電路交換與分組交換業務：藍牙支援即時的同步定向連結（SCO連結）和非即時的非同步不定向連結（ACL連結），前者主要傳送語音等即時性強的訊息，後者以資料包為主。語音和數據可以單獨或同時傳輸。藍牙支援一個非同步資料通道，或三個同時發生的同步話音通道，或同時傳送非同步資料和同步話音的通道。每個話音通道支援64kbps的同步話音；非同步通道支援723.2/57.6kbps的非對稱雙工通訊或433.9kbps的對稱全雙工通訊。

（7）、支援點對點及點對多點通訊：藍牙設備以特定方式可組成兩種網路：微微網(Piconet)和分散式網路(Scatternet)，其中微微網的建立由兩台設備的連接開始，最多可由八台設備組成。在一個微微網中，只有一台為主設備（Master），其它均為從設備（Slave），不同的主從設備對可以採用不同的鏈接方式，在一次通信中，鏈接方式也可以任意改變。幾個相互獨立的微微網以特定方式連結在一起便構成了分散式網路。所有的藍牙設備都是對等的，所以在藍牙中沒有基地台的概念。

（8）、工作距離：藍牙裝置分為三個功率等級，分別是：100mW（20dBm）、2.5mW（4dBm）和1mW（0dBm），對應的有效工作範圍為：100公尺、10公尺和1公尺。

Bluetooth的系統構成

#1、無線射頻單元(Radio)：負責資料與語音的發送和接收，特點是短距離、低功耗。藍牙天線一般體積小、重量輕，屬於微帶天線。
2、基頻或連結控制單元(LinkController)：進行射頻訊號與數位或語音訊號的相互轉化，實現基頻協定及其它的底層連線規程。
3、鏈路管理單元(LinkManager)：負責管理藍牙設備之間的通信，實現鏈路的建立、驗證、鏈路配置等操作。
4、藍牙軟體協定實作：如上圖紫色部分，這個後面我們做詳細說明。

藍牙協定規格

#傳輸協定、中介協定、應用協定；

1、傳輸協定

負責藍牙裝置間，互相確認對方的位置，以及建立和管理藍牙裝置間的實體連結；

底層傳輸協定：

藍牙射頻（Radio）部分、基頻鏈路管理控制器（Baseband&Link Controller）、鏈路管理協定（Link ManagerProtocol LMP）。負責語言、資料無線傳輸的實體實作以及藍牙設備間的連網組網。

高階傳輸協定：

        邏輯連結控制與適配器（LogicalLink Control and Adaptation Protocol）L2CAP 、主機控制介面（HostControl Interface，HCI）。為高層應用屏蔽了跳頻序列選擇等底層傳輸操作，為高層程式提供有效、有利於實現資料分組格式。

2、中介協定

    為高層應用協定或程序，在藍牙邏輯鏈路上工作提供必要的支持，為應用提供不同標準介面。

     串口模擬協定：RFCOMM、服務發現協定：SDP、互通協定IrDA、網路存取協定：PPP、IP、TCP、UDP、電話控制協定：TCS、AT指令集。

3、應用程式協定

##      藍牙協定堆疊之上的應用軟體和所涉及的協議，例如：撥號上網、語言功能的應用程式。

藍牙的應用框架如下：

（1）、通用應用程式類別框架：查詢、建立連線服務等；

（2）、藍牙電話應用類別框架：電話控制、語言；
（3）、藍牙連網應用類別框架：網路應用相關；
（4）、物件互動服務類別框架：IrDA、OBEX；
（5）、藍牙音訊控制類別框架。

硬體介面

一般藍牙晶片透過UART、USB、SDIO、I2S、PcCard和主控晶片通訊。如下圖所示，透過UART和主控晶片通訊。

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