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藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu)
發(fā)布時(shí)間 : 2014-09-25 瀏覽次數(shù) : 8587

   藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括協(xié)議(Protocol)和應(yīng)用模型規(guī)范(Profile)兩個(gè)部分,。協(xié)議定義了各功能元素(如串口仿真協(xié)議,、邏輯鏈路控制盒適配協(xié)議等)的工作方式,而應(yīng)用模型規(guī)范闡述了為實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的應(yīng)用模型,,各層協(xié)議之間的運(yùn)轉(zhuǎn)協(xié)同機(jī)制,。顯然,Protocol是一種橫向體系結(jié)構(gòu),,而Profile是一種縱向體系結(jié)構(gòu),。較典型的Profile有撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型規(guī)范、局域網(wǎng)訪問(wèn)規(guī)范,、文件傳輸規(guī)范、對(duì)象交換規(guī)范,、耳機(jī)規(guī)范(Headser)等,,它們分別對(duì)應(yīng)一種應(yīng)用模型。


藍(lán)牙體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議
   藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu)可分為底層硬件模塊,、中間協(xié)議層(軟件模塊)和高層應(yīng)用三大部分,。圖中的射頻層(Radio)、鏈路管理層(LM)和基帶層(BB)屬于藍(lán)牙的硬件模塊,。

   Radio層通過(guò)2.4GHz無(wú)需授權(quán)的ISM頻段的微波,,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過(guò)濾和傳輸,它主要定義了藍(lán)牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所應(yīng)滿足的要求,。
   BB層負(fù)責(zé)跳頻和藍(lán)牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸,。它確保微微網(wǎng)內(nèi)藍(lán)牙設(shè)備單元之間由射頻構(gòu)成的物理連接。
   LM層負(fù)責(zé)連接的建立和拆除以及鏈路的安全和控制,,還通過(guò)協(xié)商確定基帶數(shù)據(jù)分組大�,。凰刂茻o(wú)線設(shè)備的電源模式和工作周期,,以及微微網(wǎng)內(nèi)設(shè)備單元的連接狀態(tài),。它為上層軟件模塊提供了不同的訪問(wèn)入口,但是兩個(gè)模塊接口之間的消息和數(shù)據(jù)傳遞必須通過(guò)藍(lán)牙主機(jī)控制器接口(HCI)的解釋才能進(jìn)行,。
   HCI是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口,,它提供了一個(gè)調(diào)用下層BB、LM,、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令接口,。藍(lán)牙設(shè)備設(shè)有多個(gè)物理總線接口,可用以連接藍(lán)牙硬件,。這些總線可能采用不同的結(jié)構(gòu)及參數(shù),,而藍(lán)牙主控制器在初期階段會(huì)支持通過(guò)串行總線(USB)、個(gè)人電腦插卡、RS-232及通用異步收發(fā)器(UART)等的物理總線結(jié)構(gòu),。HCI協(xié)議以上的協(xié)議軟件實(shí)體運(yùn)行在主機(jī)上,,而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來(lái)完成,二者之間通過(guò)傳輸層進(jìn)行交互,。
   中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制與適配協(xié)議(L2CAP),、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)、串口仿真協(xié)議(RFCOMM)和電話控制協(xié)議(TCS)
   L2CAP完成數(shù)據(jù)拆裝,、服務(wù)質(zhì)量控制和協(xié)議復(fù)用等功能,,L2CAP向RFCOMM和SDP等層提供面向連接的和無(wú)連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是其他上層協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),。它允許上層應(yīng)用協(xié)議發(fā)送和接收長(zhǎng)至64K字節(jié)的分組,。它的功能包括:協(xié)議復(fù)用、數(shù)據(jù)的分段和重組,、組提取技術(shù),,以及服務(wù)質(zhì)量信息的傳送�,;鶐�(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以越過(guò)LMP而直接通過(guò)L2CAP向高層協(xié)議傳送數(shù)據(jù),,從某種意義上說(shuō),L2CAP和LMP都相當(dāng)于OSI第二層即鏈路層的協(xié)議,,因此也是藍(lán)牙協(xié)議棧的核心部分,。
   SDP為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性,服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議在藍(lán)牙技術(shù)中的作用很大,,它是所有應(yīng)用模型的基礎(chǔ),。SDP上層可以有FTP、LAN接入,、無(wú)繩電話,、同步模式等應(yīng)用模型。通過(guò)確定不同的信息類(lèi)型和業(yè)務(wù)類(lèi)型,,SDP可以在設(shè)備單元之間建立不同的SDP層連接,。
   RFCOMM是基于ETSI TS07.10規(guī)范的串行仿真協(xié)議,在L2CAP上仿真9針RS232串口的功能,。通過(guò)RFCOMM,,藍(lán)牙可以在無(wú)線環(huán)境喜愛(ài)實(shí)現(xiàn)對(duì)高層協(xié)議,如PPP,、TCP/IP,、WAP等協(xié)議的支持。另外,,RFCOMM可以支持AT命令集,,從而可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電話和傳真機(jī)及調(diào)制解調(diào)器之間的無(wú)線連接,。
   TCS是面向比特的協(xié)議,它定義了藍(lán)牙設(shè)模型的備之間建立話音和數(shù)據(jù)的呼叫的控制信令,,定義了處理藍(lán)牙TCS設(shè)備群的移動(dòng)管理進(jìn)程,。
   在藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部是高層應(yīng)用,它對(duì)應(yīng)于各種應(yīng)用模型的profile,,是profile的一部分,。針對(duì)不同的profile,選用的協(xié)議�,?梢圆煌�,,絕大部分藍(lán)牙設(shè)備都需要核心協(xié)議(中間層和底層硬件部分),而其它協(xié)議則根據(jù)應(yīng)用的需要而定,�,?蛇x擇的協(xié)議包括PPP、UDP/TCP/IP,、OBEX,、vCard/vCael、lrMC,、WAP等。


藍(lán)牙應(yīng)用模型規(guī)范
   藍(lán)牙SIG針對(duì)不同的應(yīng)用模型,,定義了許多標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用模型規(guī)范(Profile)
1,、一般訪問(wèn)模型(Generic Access Profile—GAP)
   此部分定義了用于與發(fā)現(xiàn)新的藍(lán)牙設(shè)備(Idle模式過(guò)程)和與連接藍(lán)牙設(shè)備的鏈路管理方面(連接模式過(guò)程)有關(guān)的通用的過(guò)程。同時(shí)還定義了在不同安全級(jí)別的過(guò)程,。另外,,還包括了再用于用戶界面級(jí)參數(shù)的通用格式。
2,、業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用模型(Service DiscoveryProfile—SDP)
   此部分定義了一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備如何發(fā)現(xiàn)其它藍(lán)牙設(shè)備所注冊(cè)的服務(wù)并且得到任何與這些服務(wù)相關(guān)的信息特性和過(guò)程,。
3、串口對(duì)應(yīng)模型(Serial Port Profile—SPP
   此部分定義了在兩個(gè)對(duì)等藍(lán)牙設(shè)備之間使用RFCOMM如何建立模擬串行電纜連接的要求,。這些要求以提供給應(yīng)用的服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。
4,、無(wú)繩電話應(yīng)用模型(Cordless TelephonyProfile)
   此部分定義了“三合一電話”應(yīng)用中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程,。手持電話有以下三種使用方式:接入公用電話網(wǎng),作為普通電話使用,;作為不計(jì)費(fèi)的內(nèi)部電話使用,;作為蜂窩移動(dòng)電話使用。無(wú)線電話和內(nèi)部電話使用相同的協(xié)議棧,,語(yǔ)音數(shù)據(jù)直接與基帶協(xié)議連接,,不經(jīng)過(guò)L2CAP層,。
5、對(duì)講應(yīng)用模型(Intercom Profile)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“三合一電話”應(yīng)用中Intercom功能的要求,。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義在“三合一電話”應(yīng)用中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。
6,、頭戴設(shè)備應(yīng)用模型(Headset Profile)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“耳機(jī)”應(yīng)用的要求,。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,并通過(guò)定義在“耳機(jī)”應(yīng)用中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出,。使用該模式,,用戶打電話時(shí)可以自由移動(dòng)。頭戴式設(shè)備必須能收發(fā)并處理AT命令,。
7,、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型(Dial-up NetworkingProfile)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)用的要求。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義在“撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)用中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出,。
8、傳真應(yīng)用模型(Fax Profile)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“傳真”應(yīng)用的要求,。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義在“傳真”應(yīng)用中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。
9,、局域網(wǎng)接入應(yīng)用模型(LAN Access Profile—LAP)
   此部分是一個(gè)用于藍(lán)牙設(shè)備訪問(wèn)局域網(wǎng)的應(yīng)用模型規(guī)范,。首先,它定義了如何使設(shè)備能夠使用PPP方式訪問(wèn)一個(gè)LAN的各種服務(wù),。然后,,它展示如何使用同樣的PPP機(jī)制來(lái)構(gòu)建一個(gè)由兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。
10,、通過(guò)對(duì)象交換應(yīng)用模型(Generic ObjectExchange Profile—GOEP)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“對(duì)象交換使用模式”的要求,。這些要求通過(guò)定義在“對(duì)象交換使用模式”中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。
11,、對(duì)象發(fā)送應(yīng)用模型(Object Push Profile—OPP)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“對(duì)象‘發(fā)送’使用模式”中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出,。
12、文件傳輸應(yīng)用模型(File TransferProfile—FTP)
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“文件傳輸應(yīng)用模型”的要求,。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義在應(yīng)用模型中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。改模型提供兩個(gè)終端之間的數(shù)據(jù)通信功能,,可傳輸各種類(lèi)型的文件,,以及完整的文件目錄或多媒體數(shù)據(jù)流等并提供遠(yuǎn)程文件夾瀏覽功能。
13,、同步應(yīng)用模型(Synchronization Profile
   此部分定義了藍(lán)牙設(shè)備用于支持“同步應(yīng)用模型”的要求,。這些要求以終極用戶服務(wù)的形式,,并通過(guò)定義在應(yīng)用模型中不同單元之間的互操作性的特性和過(guò)程來(lái)提出。同步應(yīng)用模型提供設(shè)備到設(shè)備的個(gè)人資料管理的同步更新功能,,其典型應(yīng)用如電話薄,、日歷、通知和記錄等,,它要求微機(jī),、蜂窩電話和PDA在傳輸和處理名片、日歷及任務(wù)通知時(shí),,使用通用的協(xié)議和格式,。
   從原則上來(lái)說(shuō),為了各個(gè)廠商之間的產(chǎn)品能夠互聯(lián),,所有的藍(lán)牙設(shè)備都必須基于特定的Profile,。而在各個(gè)Profile之間,也存在著緊密的相互依賴關(guān)系,。例如,,局域網(wǎng)接入應(yīng)用模型和撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型都基于GAP和SPP,它們之間是繼承的關(guān)系,,所有的應(yīng)用模型都必須遵循GAP中的規(guī)定,。

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