蓝牙技术特点及基础知识
蓝牙实验报告
嵌入式技术应用实践实习报告（蓝牙）通信工程龚惠祯121041A班121041109一、学习目的了解处理器的发展掌握WinCE嵌入式系统开发方法和开发流程。
掌握WinCE嵌入式C#编程方法。
掌握WinCE嵌入式网络通信技术。
掌握Bluetooth编码技术二、嵌入式系统（一）什么是嵌入式系统：●嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
●它是完成特定任务的计算机系统。
嵌入式系统一般由硬件设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件组成。
（二）嵌入式系统的特点传统PC机是面向个人的一个通用操作平台，而嵌入式计算机系统是面向专业设备的一个特定平台。
专用性：面向特定用户和特定行业的高效简洁性：对嵌入式系统设备的软件和硬件能够进行裁剪和定制。
高可靠和低能耗性：保证嵌入式系统设备运行安全可靠、实时操作和较低的耗电量。
自身特殊性:所需的软件需要在特定的开发环境中进行定制开发。
三、PC上模拟运行WinCE（一）实验目的✧ 熟悉Windows CE 6.0的开发环境✧ 掌握新建Windows CE 6.0平台的方法✧ 了解模拟器的工作原理及用途（二）实验设备1) 硬件：✧ PC机一台2) 软件：✧ Visual Studio 2005✧ Windows CE 6.0（三）实验原理模拟器(Emulator)是Windows CE开发一直以来被广大开发人员所使用的一个软件工具，它是在X86架构的开发机上模拟X86或者ARM的处理器。
开发人员可以利用这个工具来测试编译生产的映像或者应用程序，虽然模拟器和真实设备还有一定的区别，有时候会出现在模拟器上运行很好的程序，在真实设备上却不能运行或者运行出错的情况，但是可以肯定的是，模拟器可以为开发人员节约很多时间。
在安装了Windows CE 6.0之后会默认安装好Emulator的BSP包，可以直接使用而不用额外安装。
蓝牙基础知识培训
04
蓝牙设备与连接
蓝牙设备的种类
蓝牙耳机
用于无线通话和音频传输，支 持语音助手控制。
蓝牙音箱
提供高质量的音频播放，支持 多设备连接和无线播放。
蓝牙键盘
用于无线输入文本，提高工作 效率，支持多设备连接。
蓝牙鼠标
02
它是一种开放性的全球标准，被 广泛应用于手机、电脑、耳机、 音箱等各类电子设备中。
蓝牙技术的发展历程
1994年，爱立信公司推出了第一个蓝 牙产品，主要用于移动电话和电脑之
间的无线连接。
1998年，蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）成立，负责推广和维护蓝牙技
术标准。
2000年，蓝牙1.0标准发布，支持语 音和数据传输。
蓝牙基础知识培训
• 引言 • 蓝牙技术概述 • 蓝牙技术原理 • 蓝牙设备与连接 • 蓝牙技术的优势与局限性 • 总结与展望
01
引言
培训目的
01
02
03
04
掌握蓝牙技术的基本原 理和特点
熟悉蓝牙设备的连接和 使用方法
了解蓝牙技术在不同领 域的应用和优势
提高在实际工作中解决 蓝牙相关问题的能力
培训背景
蓝牙技术具有传输速度快、传输距离 远、功耗低等优点，同时也有一些限 制，如传输距离和传输速度受限于设 备的传输功率和信号质量。
对未来蓝牙技术发展的展望
未来蓝牙技术将不断升级和完善，提 高传输速度和稳定性，降低功耗和成 本，以满足更多领域的需求。
蓝牙技术将更加注重隐私保护和安全 性能，采用更高级别的加密技术和安 全协议，确保用户数据的安全和隐私。
蓝牙控制开关课程设计
蓝牙控制开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解蓝牙技术的基本原理，掌握蓝牙模块的使用方法；2. 学生能了解电路基础知识，掌握简单电路的设计与搭建；3. 学生能理解蓝牙控制开关的工作原理，并掌握相关编程技巧。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立设计并搭建蓝牙控制开关电路；2. 学生能运用编程软件，编写蓝牙控制开关的程序代码；3. 学生能在实践中解决问题，提高创新能力和动手操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对科学技术的兴趣和热爱，增强探索精神；2. 学生在团队合作中，学会沟通与协作，培养集体荣誉感和责任感；3. 学生在课程学习过程中，关注环保，养成良好的节能意识。
课程性质：本课程为信息技术与电子技术的融合课程，以实践操作为主，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的信息技术和电子技术基础，善于合作，乐于探究。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，突出学生的主体地位，鼓励学生积极参与，充分调动学生的积极性。
通过课程学习，使学生达到预定的学习目标，提高综合素养。
二、教学内容1. 蓝牙技术原理：介绍蓝牙技术的基本概念、发展历程、特点与应用场景，使学生了解蓝牙技术在日常生活和工业领域的应用。
教材章节：《信息技术》六年级上册，第三章第四节“无线通信技术”2. 电路基础知识：回顾电路的基本概念、元件及电路图的识别，重点讲解开关电路的原理与设计。
教材章节：《电子技术》六年级上册，第二章“简单电路的设计与搭建”3. 蓝牙模块的使用：讲解蓝牙模块的接线方法、参数设置及编程接口，使学生掌握蓝牙模块的使用方法。
教材章节：《信息技术》六年级上册，第三章第五节“蓝牙模块的使用”4. 蓝牙控制开关设计与编程：结合所学知识，指导学生设计并搭建蓝牙控制开关电路，编写程序代码，实现远程控制功能。
教材章节：《电子技术》六年级上册，第四章“传感器与执行器的应用”5. 实践操作与调试：安排学生进行分组实践，完成蓝牙控制开关的设计、搭建、编程及调试，培养学生的动手能力和团队协作精神。
物联网的基础知识
精心整理1. 物联网定义目前较为公认的物联网的定义是：通过射频识别（RFID ）装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现2. ① ② ③ ④ 33 ① 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
②可靠传递通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户。
③智能处理利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
44. 物联网认识方面的误区误区之一，把传感器网络或RFID网等同于物联网。
误区之二，把物联网当成互联网的无边无际的无限延伸，把物联网当成所有物的完41.①②通信增强、IP 承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。
③海量信息智能处理综合运用高性能计算、人工智能、数据库和模糊计算等技术，对收集的感知数据进行通用处理，重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。
④面向服务的体系架构（Service-oriented Architecture ，SOA）是一种松耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署。
SOA 可提高物联网架构的扩展性，提升应用开发效率，充分整合和复用信息资源物联网的应用：食品安全，平安城市，人体健康，智能家居，智慧农业。
应用案例；光纤传感温度检测系统。
息;④综合应用层一感知识别层感知层是物联网发展和应用的基础，RFID 技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术。
例如张贴安装在设备上的RFID 标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。
现在的高速公路不停车收费系统、超市仓储管理系统等都是基于这一类结构的物联网。
感知层由传感器节点接入网关组成，智能节点感知信息（温度、湿度、图像等），①互联网②可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。
无线通信基础知识
无线通信基础知识在当今数字化的时代，无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机的通话、短信到无线网络连接，从卫星导航到物联网的应用，无线通信技术的身影无处不在。
那么，什么是无线通信？它是如何工作的？又有哪些关键的技术和概念呢？接下来，让我们一起走进无线通信的世界，探索其基础知识。
无线通信，简单来说，就是在不使用物理连接（如电线或电缆）的情况下，实现信息的传输和交换。
它依靠电磁波在空间中的传播来传递信号。
这些电磁波可以在不同的频段上传输，例如我们熟知的无线电频段、微波频段等。
要理解无线通信，首先需要了解电磁波。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播形式。
它们以光速在空间中传播，并且具有不同的频率和波长。
频率越高，波长越短，所能携带的信息量也就越大。
在无线通信中，信号的发送和接收是通过天线来完成的。
天线可以将电信号转换为电磁波并发送出去，同时也能够接收电磁波并将其转换为电信号。
发送端将需要传输的信息（如声音、图像、数据等）进行编码和调制，使其能够加载到电磁波上。
调制的方式有很多种，常见的有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
接收端接收到电磁波后，通过解调和解码的过程，将加载在电磁波上的信息还原出来。
在这个过程中，会面临各种干扰和噪声，因此需要采用一系列的技术来提高信号的质量和可靠性。
例如，纠错编码可以检测和纠正传输过程中产生的错误；均衡技术可以补偿信号在传输过程中由于信道特性引起的失真。
无线通信系统的一个重要指标是带宽。
带宽决定了能够传输的数据量和速度。
较宽的带宽可以支持更高的数据传输速率，但同时也需要更复杂的技术和更多的频谱资源。
频谱资源是有限的，为了有效地利用频谱资源，出现了多种多址技术。
比如时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）等。
这些技术允许多个用户在同一频段上同时进行通信，通过不同的时间、频率或编码方式来区分用户。
无线通信的应用场景非常广泛。
蓝牙基础知识及蓝牙产品开发注意事项
1什么是蓝牙技术所谓蓝牙技术，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，并且能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，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。
通俗地讲，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。
2蓝牙技术的特点2.1蓝牙协议体系结构整个蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分。
链路管理层(L M P)、基带层(B B P)和蓝牙无线电信道构成蓝牙的底层模块。
B B P层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。
L M P层负责连接的建立和拆除以及链路的安全和控制，它们为上层软件模块提供了不同的访问人口，但是两个模块接口之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口的解释才能进行。
也就是说，中间协议层包括逻辑链路控制与适配协议(L2C A P)、服务发现协议(S D P)、串口仿真协议(R F C O M M)和电话控制协议规范(T C S)。
L2C A P完成数据拆装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能，是其他上层协议实现的基础，因此也是蓝牙协议栈的核心部分。
S D P为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。
在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层，它对应于各种应用模型的剖面，是剖面的一部分。
目前定义了13种剖面。
2.2蓝牙低层模块蓝牙的低层模块是蓝牙技术的核心，是任何蓝牙设备都必须包括的部分。
蓝牙工作在2.4G H Z的I S M频段。
采用了蓝牙结束的设备讲能够提供高达720k b i t/s的数据交换速率。
蓝牙支持电路交换和分组交换两种技术，分别定义了两种链路类型，即面向连接的同步链路(S C O)和面向无连接的异步链路(A C L)。
蓝牙基础知识详解
•flash和rom的区别：flash和rom版本的蓝牙芯片，最大的区别就是flash版本蓝牙芯片可以加入客户代码，而rom版本则不行。
rom版本芯片（例如CSR8635、8640、8645，CSRA64系列、还有创杰、中星微的大部分芯片）只能修改一些配置参数，例如按键操作、led灯的闪烁方式、语音提示等一些简单的配置，使用rom版本芯片做的产品差异化较少，但是开发简单，对于一些常规产品，不需要深度客制化的产品，选用rom版芯片可加快开发进度，加快产品上市时间。
而如果是做一些需要深度客户自定义的产品，例如需要增加一些传感器，或与外部MCU进行通信，或需要增加蓝牙协议（或服务），则需要使用flash版本（如CSR8670、8675、QCC300x系列、洛达、炬力等芯片），客户可在flash芯片已有的工程上添加自己的功能代码，可做差异化产品。
•经典蓝牙和低功耗蓝牙的区别：经典蓝牙就是我们经常说的BR/EDR，或2.0+EDR，3.0+HS 等，总的来说，在蓝牙4.0以前的蓝牙版本都属于经典蓝牙，当然，蓝牙协议是向下兼容的，蓝牙4.0、4.1、4.2及最新的蓝牙5都包含了经典蓝牙部分，从蓝牙4.0开始，可以理解为是在经典蓝牙协议的基础上增加了低功耗蓝牙协议（我们常说的BLE）。
经典蓝牙和低功耗蓝牙是针对不同的应用领域提出的，经典蓝牙主要应用于音频和大数据容量传输，音频方面有A2DP（音频分发协议）和HFP（免提协议）/HSP（耳机协议）用于传输音乐音频和通话音频，在数据传输方面有SPP(蓝牙串口协议)、OPP（对象交换协议，用于传输文件）、CBAP （电话本协议）等，在数传这块还有HID（人机接口协议），用于支持蓝牙鼠标、蓝牙键盘这些与主机进行交互的外围设备。
低功耗蓝牙也是用于数据传输，但是主要应用于数据容量小，实时性较高的应用，在实际运用中，通常会搭载各种传感器，例如检测心率、血压、血糖、体重等；用户也可以根据实际需要，自定义自己的 BLE服务。
蓝牙基础知识介绍
进一步提高了传输速度和稳定性，同时增 强了物联网设备的连接能力。
02
蓝牙技术原理
蓝牙技术的工作原理
蓝牙技术是一种短距离无线通信技术 ，它使用跳频扩频（FHSS）或时分复 用多路存取（TDM）技术将2.4GHz 的ISM频段划分为多个信道，通过将 数据分割成小块，并在每个信道上以 不同的跳频序列进行传输，以实现数 据的传输。
蓝牙技术在智能家居的应用前景
智能门锁
蓝牙技术可以用于智能门锁的 无线通信，实现手机远程开锁
等功能。
智能照明
蓝牙技术可以与智能灯泡配合， 实现手机远程控制灯泡的开关、 亮度等功能。
智能家电
蓝牙技术可以与智能家电配合，实 现手机远程控制家电的开关、温度 等功能。
06
总结和展望
蓝牙技术的优势和不足
01
蓝牙基础知识介绍
汇报人：XXX XXXX-XX-XX
目录
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙技术原理 • 蓝牙协议和规范 • 蓝牙技术的应用实例 • 蓝牙技术的未来发展 • 总结和展望
01
蓝牙技术概述
蓝牙技术的起源和发展
1994年
Ericsson公司提出了蓝牙技术，旨在 解决移动设备之间的通信问题。
02
蓝牙耳机和音箱的使用
无线音乐播放
使用蓝牙耳机和音箱，可以在没有线路束缚的情况下享受音乐，随时随地享 受音乐。
蓝牙车载免提
通过蓝牙将手机与车载音响连接，可以在驾驶时无需触摸手机即可接听电话 和播放音乐。
蓝牙在物联网中的应用
智能家居设备连接
使用蓝牙技术，可以将智能家居设备如智能灯泡、智能插座等连接在一起，实现远程控制和自动化控 制。
优势
02
低功耗：蓝牙技术的主要优势之一是低功耗，它允许设备以较
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RFChannel
Europe/USA/Japan 2400~2483.5MHz f=2402+kMHz,k=0,…,78
France 2446.5~2483.5MHz f=2454+kMHz,k=0,…,22
01
蓝牙基础知识
2、调制方式
GFSK（载波向上频移157kHz表示“1”，向下频移157kHz 表 示“0”，速率是1Mbit/s） BT=0.5（0.5是将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz， 可以限制射频占用的频谱） 调制指数=0.28-0.35 采用跳频技术1600H/s，T=625μs 采用时分复用多路访问技术(TDD) 语音信道采用连续可变斜率增量调制（CVSD）
f(2k)
f(2k+1)
f(2k+2) t
slave t
625 s
4、跳频
2.402
master slave
01
蓝牙基础知识
freq 2.480time来自01蓝牙基础知识
5、包的格式
72b
54b
接入码 包头
0-2745b 内容
01
蓝牙基础知识
接入码
34
BCH
01
蓝牙名字由来
爱立信将这项新的无线通信技术命名为 蓝牙（Bluetooth）。 Bluetooth 取自 10世纪丹麦国王HaraldBluetooth的名 字。爱立信意识到要使这项技术最终获 得成功，必须得到业界其他公司的支持 与应用。1998年5月，爱立信联合诺基亚 （Nokia）、英特尔（Intel）、IBM 、 东芝（Toshiba）这4家公司一起成立了 蓝牙特殊利益集团（Special Interest Group，SIG），负责蓝牙技术标准的制 定、产品测试，并协调各国蓝牙的具体 使用。
01
蓝牙基础知识
数据速率： ①1MBit/s gross ②分组交换或电路交换模式 ③异步数据和同步语音
功率： ① Class 1:+20dBm (with PA) ② Class 2:+4dBm（-6-+4dBm） ③ Class 3:0dBm
01
蓝牙基础知识
3、FH/TDD Channel
master
01
蓝牙技术特点
4 具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网 （Wireless Local Area Network，WLAN）和HomeRF等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝 牙采用了跳频（Frequency Hopping）方式来扩展频谱（Spread Spectrum），将2.402～2.48GHz频段 分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频 点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变1600次，每个频率持续625μｓ。 5蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该 更 小 6低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下，有四种工作模式——激活（Active）模式、 呼 吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active 模式是正常的工作状态，另外三种 模 式是为了节能所规定的低功耗模式。 7开放的接口标准：SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任 何单 位和个人都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过SIG的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场。 8成本低：随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下 降 。
蓝牙技术特点及基础知识
2020.09.01-V1.7
01
蓝牙简介
蓝牙，是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术，经过近几年的发展，我们对它已不再陌生，它也是目前数码产 品中不可或缺的模块。蓝牙技术的出现让我们在连接各种设备的时候不再被繁多的数据线所束缚，比如音响、电脑、鼠标、键 盘，甚至是汽车。这技术是在两个设备间进行无线短距离通信的最 简单、最便捷的方法，也能够简化设备与因特网Internet之 间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效。
01
蓝牙基础知识
1、2.4GHz ISM 频段
ISM频段：Industry Science and Medical Band （工业、科学、医学）。
01
蓝牙基础知识
01
蓝牙基础知识
信道数：79 个 （0-78） 范围：2.402GHz - 2.480GHz
信道间隔：1MHz
Geography RegulatoryRange
01
蓝牙技术特点
1全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz， 使 用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。 2同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以 及 异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码 调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD）方法。 当采用非对称信道传输数据时，速率最高为 721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类 型：异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）链路 3可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection）：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设 备（ Master）与从设备（Slave）。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接 成 一个微微网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。微微网是蓝牙最基本的一种网 络形式，最简单的微微网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。 通过时分复用技术，一 个蓝牙设备便可以同时与几个不同的微微网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与 不同的微微网，即某一时刻参与某一微微网，而下一时刻参与另一个微微网。