【课件】蓝牙数据传输技术知识~~PPT
物联网通信技术PPT课件
3.3.1 Bluetooth技术概述
➢ Bluetooth的特点
（5）TDMA结构
蓝牙的数据传输率为1Mbit/s，采用数据包的形 式按时隙传送，每时隙。
蓝牙系统支持实时的同步定向联接和非实时的异 步不定向联接，分别为SCO（Synchronous Connection Oriented Link）链路和ACL （Asynchronous Connectionless Link）链路。
3.3.1 Bluetooth技术概述
➢ Bluetooth的特点
（1）拓扑结构
蓝牙技术支持点对点或点对多点的话音、数据业务， 采用一种灵活的无基站的组网方式。
一个蓝牙设备可同时与多个蓝牙设备相连，在有效 通信范围内所有设备的地位都是平等的，具有相同 的权限。
首先提出通信要求的设备称为主设备（master）， 被动进行通信的设备称为从设备（slave）。
3.3.3 Bluetooth的应用及产品
➢ 蓝牙应用模型
串口应用模型SPP协议体系结构
应用程序
串口仿真实体
RFCOMM SDP
LMP
L2CAP
基带
设备A
应用程序
串口仿真实体
SDP RFCOMM
L2CAP
LMP
基带
设备B
3.3.3 Bluetooth的应用及产品
➢ 蓝牙应用模型
设备A建立链路和设置虚拟串口连接的实现步骤：
Bluetooth协议体系结构
➢ 协议体系结构
蓝牙核心协议由SIG制定的蓝牙指定协议组成，而 其他协议则根据应用的需要而定。下面主要介绍 蓝牙核心协议。
（1）基带协议
基带协议为两个或多个蓝牙单元之间建立物理射 频连接。
蓝牙传输技术原理详解
蓝牙传输技术原理详解蓝牙技术源于瑞典，最初开发它的目的是为了消除移动设备之间的线缆联接，同时也可以实现更加灵活的短距离数据传输。
蓝牙技术的应用范围非常广泛，包括无线鼠标、键盘、耳机、音箱、手表、智能家居等等，它可以让我们的生活更加便捷和舒适。
本文将从蓝牙技术的原理入手，为读者详细介绍蓝牙技术的一些重要原理和特点。
一、蓝牙技术的物理架构蓝牙技术的物理架构包括两个主要部分：无线设备与辅助设备。
其中无线设备通常是指智能手机、平板电脑、电脑等移动设备，这些设备通过蓝牙技术可以与其他支持蓝牙技术的设备进行数据通信和传输。
辅助设备通常是指蓝牙芯片、蓝牙适配器、蓝牙其他辅助设备等，这些设备可以实现无线通信，同时也通过蓝牙协议进行数据传输。
二、蓝牙技术的传输原理蓝牙技术的传输原理是基于无线电信号的短距离传输技术，它的传输距离通常在10米以内。
蓝牙技术的信号是通过频率跳变来实现的，当数据传输时，蓝牙设备会将数据包装成一定格式的蓝牙帧，然后通过无线电进行传输。
在传输过程中，发射机会自动在79个不同的频道上跳变发送，每个频道的传输时间不超过625纳秒，频率跳转是为了防止潜在的干扰和推动可用带宽的最大化。
三、蓝牙技术的连接与传输速率蓝牙技术的连接方式分为两种：同步连接和异步连接。
同步连接是指两个设备成为主节点和从节点，与Wi-Fi不同，同步连接仅用于短暂的数据传输。
异步连接是指数据在两个设备之间进行双向传输。
蓝牙的传输速率因不同版本而异，早期的蓝牙版本的最高传输速率为1Mbps，而后来的高速蓝牙技术（例如Bluetooth 4.0、4.1、4.2和5.0）能够实现传输速率高达24Mbps以上，为用户提供更高速的数据传输。
四、蓝牙技术的协议蓝牙技术运作的基础是一套完整的协议栈，它包括控制与协议适配器、链路管理、逻辑链路控制和调度、参考信号、质量检查和安全协议等。
蓝牙技术的协议可分为两类：传输层协议和应用层协议。
传输层协议提供数据传输和控制功能，最重要的传输层协议是L2CAP（逻辑链路控制与适应性协议），它提供连接的寻呼、建立、维护和释放。
蓝牙数据传输原理
蓝牙数据传输原理
蓝牙数据传输原理基于无线技术，是通过无线电波进行数据传输的一种通信方式。
下面是蓝牙数据传输的原理：
1. 蓝牙通信的基础是无线电波，它工作在
2.4 GHz频段。
2. 蓝牙设备使用频分多址（FDMA）技术，将频谱分成79个频段，并以跳频方式进行数据传输。
3. 蓝牙设备之间通过建立蓝牙配对连接进行通信。
配对连接是通过一种双向认证和加密的过程来确保通信的安全性。
4. 蓝牙设备采用主-从模式进行通信。
主设备负责发起连接，从设备被动地接受连接请求。
5. 数据传输过程中，蓝牙设备之间通过短距离的无线电波进行通信，通常传输距离在10米左右。
6. 蓝牙使用频段跳频技术，每个蓝牙设备在连接建立后，会根据一定的算法选择在79个频段中的一个进行传输，以降低干扰和提高数据传输的稳定性。
7. 蓝牙数据传输速率通常在1 Mbps左右，可以满足大多数日常使用需求。
总的来说，蓝牙数据传输基于无线电波技术，通过配对连接、
跳频技术等方式来实现设备之间的数据传输，并保证通信的安全性和稳定性。
低功耗蓝牙简介PPT课件
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开始前的一些说明
• 这个介绍只是针对那些非专业人员, 对嵌入 式开发不了解但是对软件开发有一定基础 的人员. 对于产品的开发有一定概念即可.
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什么是蓝牙
• 蓝牙只是个通讯技术的名字, 来源于瑞典国 王Harald Blatand的故事.
• 与其并列的近距离通讯技术还有WiFi, ZigBee, ANT+, NFC等.
为客户端。
•GAP层直接提供应用程 序和配置文件以及发现设
备和连接相关服务的接口。
•L2CAP 层，将下面的数 据打包提供给更高的层。
•HCI层提供了主机和控制 端的接口。
LL层控制射频的设备的 状态,5种状态
PHY层是适应1Mb11ps跳 频无线操作
谢 谢!
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2、service 服务，在ble从机中，通过有多个服务， 例如电量信息服务、系统信息服务等
3、characteristic 特征值，ble主从机的通信均是通 过characteristic来实现
4、UUID 统一识别码，我们刚才提到的service和 characteristic，都需要一个唯一的uuid来标识
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它为ATT层提供子程序服务框
BLE协议栈 架。所有的用到的配置数据和
服务称为characteristics。所有 在两个设备的连接都是通过 GATT子程序。所以应用程序 是与GATT层直接交换信息。
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ATT层：向其连接设备展 示本设备的属性。在ATT 层，展示属性的设备叫做 服务端，被展示属性的称
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什么是BLE
• BLE指的是低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy )的缩写.
《蓝牙技术基础培训》课件
蓝牙技术以其低功耗、低成本、高可靠性等优势获得了市 场的广泛认可，但仍面临着与其他无线技术的竞争、安全 问题等挑战。
对未来蓝牙技术的展望
更快的传输速度和更大的传输容量
随着物联网和大数据的发展，未来蓝牙技术将需要具备更快的传输速度和更大的传输容量 ，以满足更多的应用需求。
更强的安全性
随着智能设备的普及，蓝牙技术的应用场景将进一步拓展，涉及到更 多的领域和场景。
05 实际应用案例分析
智能家居中的蓝牙应用
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智能照明
通过蓝牙连接，实现远程 控制和定时开关功能，提 高家居生活的便利性。
智能安防
利用蓝牙技术实现家庭监 控、门禁控制等功能，提 高家庭安全防范能力。
智能环境
通过蓝牙连接智能温湿度 计、空气净化器等设备， 实现室内环境的自动调节 。
蓝牙技术具有全球通用性、灵活性、可靠性和安全性等特点，广泛应用于各个领域 。
蓝牙技术的发展历程
1994年Ericsson公司发明了蓝牙技术 ，并开始应用于移动电话和耳机之间 的无线连接。
1999年Bluetooth SIG发布了蓝牙技 术的第一个版本，即Bluetooth 1.0。
1998年Ericsson、Nokia、IBM、 Toshiba等公司共同成立了Bluetooth SIG（特别兴趣小组），负责制定和 维护蓝牙技术标准。
手机中的蓝牙应用
数据传输
通过蓝牙实现手机与电脑 、平板等设备之间的文件 传输，方便快捷。
无线耳机
利用蓝牙连接无线耳机， 实现高品质的音乐享受和 通话体验。
智能手环/手表
通过蓝牙连接，实现健康 监测、消息提醒等功能。
车载蓝牙的应用
《hc06蓝牙模块》课件
应用领域拓展
智能家居领域
HC06蓝牙模块在智能家居领域的应用逐渐普及，支持智能门锁、智能照明、智 能家电等设备的无线连接和控制。
智能穿戴设备领域
随着智能穿戴设备的兴起，HC06蓝牙模块在智能手表、智能手环等设备中的应 用越来越广泛，提升穿戴设备的通讯性能和用户体验。
感谢您的观看
THANKS
电源管理
HC06蓝牙模块具有高效 的电源管理系统，能够实 现低功耗运行，延长设备 的使用寿命。
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HC06蓝牙模块技术规格
物理特性
尺寸
HC06蓝牙模块的尺寸为 2cm x 2cm x 1cm，非常 小巧，方便集成到各种设 备中。
重量
该模块的重量仅为5克，非 常轻便，可以减轻整个设 备的重量。
材质
物联网
HC06蓝牙模块可以作为物联网设 备之间的通信桥梁，实现设备之间 的数据传输和控制。
工业自动化
HC06蓝牙模块可用于工业自动化设 备中，实现设备的远程监控和调试 。
工作原理
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无线通信
HC06蓝牙模块采用无线 通信技术，通过蓝牙协议 与其他设备进行数据传输 和通信。
信号处理
HC06蓝牙模块能够对接 收到的信号进行高速的数 据处理，实现数据的解析 和传输。
编程语言与接口
编程语言
介绍用于HC06蓝牙模块编程的主要 编程语言，例如C、C等。
API与SDK
提供HC06蓝牙模块的软件开发工具包 （SDK）和应用程序编程接口（API） 的详细说明。
开发案例与教程
案例一
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介绍一个简单的HC06蓝牙模块应用案例，包括实现的功能、使
用的编程语言和接口等。
案例二
蓝牙通信技术详解知识讲解
蓝牙通信技术详解知识讲解蓝牙通信技术详解蓝牙通信技术祥解一、什么是蓝牙技术所谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。
说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。
“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案，因此，目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖，却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。
二、蓝牙的由来蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的纳维亚国王的名字命名。
它孕育着颇为神奇的前景：对手机而言，与耳机之间不再需要连线；在个人计算机，主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线；在更大范围内，电冰箱、微波炉和其它家用电器可以与计算机网络的连接，实现智能化操作。
发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。
由于这种技术具有十分可喜的应用前景，1998年5月，五家世界顶级通信/计算机公司：爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商，联合成立了蓝牙共同利益集团(BluetoothSIG), 目的是加速其开发、推广和应用。
此项无线通信技术公布后，便迅速得到了包括摩托罗拉、3Com、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致拥护，至今加盟蓝牙SIG的公司已达到2000多个，其中包括许多世界最著名的计算机、通信以及消费电子产品领域的企业，甚至还有汽车与照相机的制造商和生产厂家。
一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持，这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。
蓝牙技术知识点
蓝牙技术知识点一、知识概述《蓝牙技术》①基本定义: 蓝牙技术呢，简单来说就是一种短距离的无线通信技术，能让各种电子设备之间轻松地进行数据传输，就好比是给设备之间搭建了一座无形的短距离通信小桥梁。
②重要程度: 在现代电子设备领域那可相当重要。
咱现在好多设备都有蓝牙功能，像手机与蓝牙耳机、手机与蓝牙音箱的连接都靠它，它让设备连接摆脱了那些复杂的线缆，使用起来更方便，在物联网发展里也起了很大的推动作用。
③前置知识: 首先得对无线电波有个基本概念，知道设备之间是通过发送和接收某种信号来通信的。
再一点就是对数据传输要有个大概了解，比如什么是传输数据之类的。
④应用价值: 应用场景可太多了。
我自己就经常用蓝牙，拿手机连接我的蓝牙耳机在路上听歌，在办公室用手机蓝牙连蓝牙音箱，特别方便。
它还能用于汽车上，把手机和汽车多媒体系统连接起来方便接打电话或者播放音乐。
甚至有些医疗设备也靠蓝牙传输数据。
二、知识体系①知识图谱: 在通信技术这个大范畴里，蓝牙技术算是一种比较独特的短距离无线通信分支。
它与WiFi啊，NFC啊，这些技术共同组成了设备连接的网络。
②关联知识: 和无线通信原理关联紧密，像无线电频率分配这些知识都是有关联的。
并且和设备兼容性知识也有关，毕竟不同设备的蓝牙功能得匹配才能正常工作。
③重难点分析: 掌握难度不算特别大。
重点就是蓝牙的连接原理以及不同蓝牙版本之间的差异。
有时候可能会对蓝牙的安全机制有点迷惑，这就是关键点之一，毕竟要保证数据传输安全。
④考点分析: 在电子设备相关专业的考试里，可能会考查蓝牙的工作频段、传输距离、蓝牙的配对方式等。
一般会以选择题或者简答题的形式出现，比如让你列出蓝牙一个主要特点之类的。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析: 蓝牙技术的核心概念就是利用特定频段的无线电波进行短距离内设备间的数据交换。
比如说，当你的手机要连接蓝牙耳机的时候，手机先发出蓝牙信号在周围找，蓝牙耳机接收到这个信号后就和手机建立连接。
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面向连接与无连接
数据链路层中，无连接服务实现简单，在局域网 中得到广泛应用。
在表示会话层中，也同样存在面向连接和面向无 连接的两种服务。
本实验中所使用的会话层协议精简自蓝牙协议中 的OBEX (OBject Exchange)协议，蓝牙协议栈中 的OBEX协议不支持面向无连接的服务。
ACL包
可以传递用户的数据，共定义了七种类型， 其中六种有CRC码并可以重传
链路数目
主设备与从设备将物理通道内的时隙进行最充分的利用 后，能够同时建立许多ACL链路与SCO链路。主设备与 各个从设备间最多只有一条ACL链路，但是可以有多条 SCO链路。
主设备与从设备间最多可以支持3条SCO链路、或是主 设备与3个从设备各建立起一条SCO链路等。
从设备1
从设备2 从设备3
SCO ACL
ACL链路
ACL链路这种包交换的估输类型，是在作输数 据时才运用时隙，与现在因特网传输数据的方 式相同，适合传输突发性的数据信息。主设备 可同时与多个从设备建立ACL链路，属于点对 多点的非对称连接。
主设备负责分配主从网络中的每个从设备到主 设备间的传输速率。在主设备送出ACL链路包 之前，必须先询问各个从设备，选定某个从设 备后才能发送数据信息。ACL链路也支持主设 备到所有从设备的广播信息。
SCO包
SCO包不使用CRC校验，并且不需要重发，没 有有效载荷头，一般用在传送同步(语音)信号
HV1包使用1/3 FEC纠错，支持高质量语音 HV2包使用2/3 FEC纠错，支持中等质量的语音
传输 HV3包不使用FEC纠错，支持高速语音传输
ACL链路
无连接的异步传输(Asynchronous ConnectionLess,ACL)链路属于包交换的异步传输类型。
在数据传输实验中，物理地址是不经过转换的， 可看成是网卡地址或IP地址，SAP可以看成服务 的端口号。
注意：一个应用可同时使用多个SAP，一个SAP 在一个时间只能为一个应用服务。
面向连接与无连接
面向连接服务具有连接建立、数据传输、连接释 放三个阶段。在传送数据时是按序传送的。这一 点和电路交换相似，因此它在网络层又称为虚电 路服务。
在数据传输时需要两种地址：物理地址（标识主 机）和SAP地址（标识服务）。
物理地址由数据链路层媒体访问控制MAC子层负 责传输，SAP地址由数据链路层中的逻辑链路控 制LLC子层负责传输。
服务访问点
在TCP/IP协议栈上，TCP层以上看到的是经映射 的物理地址和逻辑地址，分别是IP和端口号。
ACL链路
ACL链路支持对称和非对称两种传输速率 在非对称速率时，虽然主从网络的最大带宽为
1Mb／s，但是包还需要负责发送控制信号，所 以ACL链路的数据传输率在非对称连接时，主 设备到从设备的传输速率为721Kb／s，从设备 到主设备的传输速率为57.6Kb／s。 对称连接时，主设备到从设备间的速率各为 432.6Kb／s。 当ACL链路传输数据信息时，为了保证包的正 确性，将每个包都加以保护。若接收一方收到 的包差错率非常高时，必须命令发送端将该包 更新发送。
第四章 蓝牙数据传输技术
蓝牙数据传输技术
1
数据传输基本概念
2
蓝牙数据传输方式
3
如何建立连接
数据传输基本概念
物理链路与逻辑链路
物理链路就是一条无源的点到点的物理线路段， 中间没有任何交换节点。
逻辑链路是另一个概念，在需要在一条线路上传 送数据的时候，除了必需的一条物理链路外，还 需要有一些必要的通信规程来控制这些数据的传 输。逻辑链路就像一条数字管道，可以在它上面 进行数据通信。
服务访问点Байду номын сангаас
当采用复用技术时，一条物理链路上可以有多条 逻辑链路。数据传输实验的数据链路层通过服务 访问点实现了信道的复用。
在实际的数据通信中，一个主机中有多个上层应 用需要和其它的主机上的应用进行通信，所以， 数据链路层需要向上提供多个服务访问点（SAP） 以向多个上层应用提供服务。
服务访问点
无连接服务就是数据包服务。无连接服务不需要 建立连接，不需要确认，实现简单，因而在局域 网中得到广泛应用。
面向连接与无连接
面向连接的服务开销较大，特别适合传送很长的 数据文件
无连接服务优点在于灵活方便，比较迅速。可用于 点对点通信、对所有用户发送信息的广播和只向部 分用户发送信息的多播。但无连接不能防止报文的 丢失、重复和无序。
蓝牙数据传输方式
数据传输方式
蓝牙技术具备同时发送语音与数据两种数 据类型
蓝牙技术支持电路交换与包交换两种数据 传输方式
在蓝牙技术标准中电路交换的传输称为 SCO链路，包交换的传输称ACL链路
SCO链路
面向连接的同步传输(Synchronous ConnectionOriented，SCO)链路属于电路交换的同步传输类 型，电路交换是当主设备与从设备间的连接一巳 建立后，不管有无数据发送，系统都会预留固定 间隔的时限给主设备与从设备，其他从设备就不 能利用此连接上的时隙来发送数据，如图所示
包交换是将高层的数据切割成一段段的包。当 物理通道上的时隙没有任何SCO链路时，ACL 链路可占旧任意时隙来信输数据。
一旦系统需要传输SCO链路时，ACL链路则自 动空出时隙提供SCO链路使用。ACL链路只在 SCO链路不使用的时隙上传输。
ACL链路
SCO ACL
主设备
SCO ACL ACL SCO
SCO链路
SCO链路比较适合语音的传输，每一个SCO链 路支持64Kb/s的语音通话，一旦SCO链路建立 ，主设备和从设备可直接发送SCO包，主设备 无需事先询问从设备，SCO链路属于点对点的 对称连接，即SCO链路建立在一个主设备与从 设备间。
当SCO链路在传输语音时，由于语音包不适合 因干扰而重新发送，保护语音包的方法是采用 严格语音编码，即使接收语音一方收到包错误 率非常高，解码后的语音品质仍可以接受。