蓝牙协议栈详解模板.doc

1.概述: 蓝牙协议规范遵照开放系统互连参考模型(OSI/RM),从低到高地定义了蓝牙协议堆栈各个层次。SIG所定义蓝牙技术规范目是使符合该规范多种应用之间能够实现互操作。互操作远端设备需要使用相同协议栈, 不一样应用需要不一样协议栈。不过, 全部应用都要使用蓝牙技术规范中数据链路层和物理层。2.完整蓝牙协议栈完整蓝牙协议栈如图1所表示, 不是任何应用都必需使用全部协议, 而是能够只使用其中一列或多列。图1显示了全部协议之间相互关系, 但这种关系在一些应用中是有改变。 蓝牙协议体系中协议 蓝牙协议体系中协议按SIG关注程度分为四层: 关键协议: BaseBand、 LMP、 L2CAP、 SDP; 电缆替换协议: RFCOMM; 电话传送控制协议: TCS-Binary、 AT命令集; 选择协议: PPP、 UDP/TCP/IP、 OBEX、 WAP、 vCard、 vCal、 IrMC、 WAE。 除上述协议层外, 规范还定义了主机控制器接口（HCI）, 它为基带控制器、 连接管理器、 硬件状态和控制寄存器提供命令接口。在图1中, HCI位于L2CAP下层, 但HCI也可位于L2CAP上层。 蓝牙关键协议由SIG制订蓝牙专用协议组成。绝大部分蓝牙设备都需要关键协议（加上无线部分）, 而其她协议则依据应用需要而定。总而言之, 电缆替换协议、 电话控制协议和被采取协议在关键协议基础上组成了面向应用协议。3蓝牙关键协议介绍1）基带协议 基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频组成物理连接。蓝牙射频系统是一个跳频系统, 其任一分组在指定时隙、 指定频率上发送。它使用查询和分页进程同时不一样设备间发送频率和时钟, 为基带数据分组提供了两种物理连接方法, 即面向连接（SCO）和无连接（ACL）, 而且, 在同一射频上可实现多路数据传送。ACL适适用于数据分组, SCO适适用于话音以及话音与数据组合, 全部话音和数据分组都附有不一样等级前向纠错（FEC）或循环冗余校验（CRC）, 而且可进行加密。另外, 对于不一样数据类型（包含连接管理信息和控制信息）都分配一个特殊通道 可使用多种用户模式在蓝牙设备间传送话音, 面向连接话音分组只需经过基带传输, 而不抵达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单, 只需开通话音连接就可传送话音。 2）连接管理协议（LMP） 该协议负责各蓝牙设备间连接建立。它经过连接提议、 交换、 核实, 进行身份认证和加密, 经过协商确定基带数据分组大小。它还控制无线设备电源模式和工作周期, 以及微微网内设备单元连接状态。 3）逻辑链路控制和适配协议（L2CAP） 该协议是基带上层协议, 能够认为它与LMP并行工作, 它们区分在于, 当业务数据不经过LMP时, L2CAP为上层提供服务。L2CAP向上层提供面向连接和无连接数据服务, 它采取了多路技术、 分割和重组技术、 群提取技术。L2CAP许可高层协议以64k字节长度收发数据分组。即使基带协议提供了SCO和ACL两种连接类型, 但L2CAP只支持ACL。 4）服务发觉协议（SDP） 发觉服务在蓝牙技术框架中起着至关紧要作用, 它是全部用户模式基础。使用SDP能够查询到设备信息和服务类型, 从而在蓝牙设备间建立对应连接。4.电缆替换协议(RFCOMM) RFCOMM是基于ETSI-07.10规范串行线仿真协议。它在蓝牙基带协议上仿真RS-232控制和数据信号, 为使用串行线传送机制上层协议（如OBEX）提供服务。 5电话控制协议 二元电话控制协议（TCS-Binary或TCSBIN） 该协议是面向比特协议, 它定义了蓝牙设备间建立语音和数据呼叫控制信令, 定义了处理蓝牙TCS设备群移动管理进程。基于ITU TQ.931提议TCSBinary被指定为蓝牙二元电话控制协议规范。 AT命令集电话控制协议 SIG定义了控制多用户模式下移动电话和调制解调器AT命令集, 该AT命令集基于ITU TV.250提议和GSM07.07, 它还能够用于传真业务。 6选择协议 点对点协议（PPP） 在蓝牙技术中, PPP位于RFCOMM上层, 完成点对点连接。 TCP/UDP/IP 该协议是由互联网工程任务组制订, 广泛应用于互联网通信协议。在蓝牙设备中, 使用这些协议是为了与互联网相连接设备进行通信。 对象交换协议（OBEX） IrOBEX(简写为OBEX)是由红外数据协会（IrDA）制订会话层协议, 它采取简单和自发方法交换目标。OBEX是一个类似于HTTP协议, 它假设传输层是可靠, 采取用户机/服务器模式, 独立于传输机制和传输应用程序接口（API）。 电子名片交换格式（vCard）、 电子日历及日程交换格式（vCal）都是开放性规范, 它们都没有定义传输机制, 而只是定义了数据传输格式。SIG采取vCard/vCal规范, 是为了深入促进个人信息交换。 无线应用协议（WAP） 该协议是由无线应用协议论坛制订, 它融合了多种广域无线网络技术, 其目是将互联网内容和电话传送业务传送到数字蜂窝电话和其她无线终端上。7.用户模式及协议栈 1)文件传输模式 文件传输模式提供两终端间数据通信功效, 可传输后缀为.xls、 .ppt、 .wav、 .jpg和.doc文件（但并不限于这多个）, 以及完整文件夹、 目录或多媒体数据流等, 提供远端文件夹浏览功效。文件传输协议栈如图2所表示。 2) 因特网网桥模式 这种用户模式可经过手机或无线调制解调器向PC提供拨号入网和收发传真功效, 而无须与PC有物理上连接。拨号上网需要两列协议栈（不包含SDP）, 如图3所表示。AT命令集用来控制移动电话或调制解调器以及传送其她业务数据协议栈。传真采取类似协议栈, 但不使用PPP及基于PPP其她网络协议, 而由应用软件利用RFCOMM直接发送。 3) 局域网访问模式 该用户模式下, 多功效数据终端(DTs)经局域网访问点(LAP)无线接入局域网, 然后, DTs操作与经过拨号方法接入局域网设备操作一样, 其协议栈如图4所表示。 4) 同时模式 同时用户模式提供设备到设备个人资料管理(PIM)同时更新功效, 其经典应用如电话簿、 日历、 通知和统计等。它要求PC、 蜂窝电话和个人数字助理(PDA)在传输和处理名片、 日历及任务通知时, 使用通用协议和格式。其协议栈如图5所表示, 其中同时应用模块代表红外移动通信（IrMC）用户机或服务器。 5)一机三用电话模式 手持电话机有三种使用方法: 第一, 接入公用电话网, 作为一般电话使用; 第二, 作为不计费内部电话使用; 第三, 作为蜂窝移动电话使用。无线电话和内部电话使用相同协议栈; 语音数据流直接与基带协议接口, 不经过L2CAP层, 如图6所表示。 6) 头戴式设备模式 使用该模式, 用户打电话时可自由移动。经过无线连接, 头戴式设备通常作为蜂窝电话、 无线电话或PC音频输入输出设备。头戴式设备协议栈如图7所表示, 语音数据流不经过L2CAP层而直接接入基带协议层。头戴式设备必需能收发并处理AT命令。