蓝牙基础知识学习笔记
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发布时间：2024-08-19 04:22
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时间：2024-08-23 05:16
蓝牙通信世界：探索连接、低功耗与协议栈的奥秘
蓝牙技术自诞生以来，以其便捷的连接能力赢得了全球用户的青睐。蓝牙系统由Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) 监督并制定标准，其发展历程中，从BR/EDR到LE，特别是5.x版本，性能显著提升，涵盖了高速数据交换、设备连接以及低功耗的创新。
蓝牙协议包含多种技术，如4.0引入的低功耗蓝牙（原名Wibree），它旨在提供长时间的电池寿命，同时支持传统蓝牙的数据传输。蓝牙5.x技术飞跃，不仅扩展了传输距离，还支持室内定位和广告接收等新功能。模块结构方面，蓝牙模块可按工作模式分为BLE（低功耗）、经典和双模，硬件结构则涵盖主控、HCI和控制器，分别负责核心协议和控制层面。
自定义双芯片架构利用HCI或自定义协议进行通信，工作在2.4GHz频段，涉及经典蓝牙和BLE两种技术。蓝牙角色包括主机、从机和服务端、客户端，通过跳频技术增强安全性。蓝牙功率等级分为Class1-3，常见Class2，功率约为0dBm，发射模式有VCO、continue和burst。
数据传输方面，蓝牙采用不同频点和跳频策略，有BDR/GFSK、EDR/π/4-DQPSK等，而BLE则支持BLE_1M、BLE_2M等包类型。音频编解码技术如SBC、AAC、aptX、LDAC和HWA，提供了丰富的音质选择和传输效率。LC3作为蓝牙5.2的音频编解码器，强调在低比特率下的音质保持。
蓝牙设备的运行状态包括待机、广播、扫描、连接发起和连接，其中地址分类有公共、随机、静态等，确保设备间的精准识别。BR/EDR协议栈主要由Radio层（FHSS技术）和BaseBand层（协调基带资源）构成，各层如LMP、HCI、L2CAP、SDP等，共同构建了蓝牙通信的基石。
在蓝牙的智能世界中，服务、包含服务、特征、属性、值和描述符等概念构成数据管理和交互的核心。蓝牙连接流程包括广播、扫描、配对、绑定和连接，每一步都关乎数据的可靠传输。比如，BLE通过连接事件管理和省电策略，确保在低功耗下保持稳定通信。
深入理解蓝牙，就是掌握这些核心概念和技术，从而在实际应用中构建高效、低耗的无线连接。无论是智能设备的互联互通，还是音频传输的高品质体验，蓝牙技术都在不断演进，为我们的生活带来更多便利。
