Что такое Bluetooth?
Беспроводная технология Bluetooth® является воздушным интерфейсом, предназначенным, чтобы заменить кабели, соединяющие портативное и фиксированное электронное оборудование. У производителей bluetooth-устройства есть гибкость, чтобы включать дополнительные базовые функции спецификации, чтобы оптимизировать и дифференцировать предложения продукта.
Bluetooth приравнивается с реализацией, заданной группой Спецификации Ядра Bluetooth стандартов, выпущенных промышленным консорциумом Специальной группы (SIG) Bluetooth. Библиотека Communications Toolbox™ для функциональности Протокола Bluetooth позволяет ссылкам системы связи базовой скорости / улучшенной скорости передачи данных (BR/EDR) модели Bluetooth low energy (BLE) и Bluetooth, как задано в Базовом Системном пакете [Низкий энергетический Контроллер объем], Объем Спецификации 6. Это также позволяет вам исследовать изменения на реализациях для будущей эволюции стандарта. Bluetooth BR/EDR и устройства BLE действует в том же нелицензированном Промышленнике на 2,4 ГГц, Научном, и Медицинском (ISM) диапазон частот как Wi-Fi®.
В Bluetooth BR/EDR радио скачкообразно двигается псевдослучайным способом на 79 обозначенных каналах Bluetooth. Каждый канал BR/EDR Bluetooth имеет пропускную способность 1 МГц. Каждая частота расположена в (2402 + k) МГц, где k = 0,1... 78.
В BLE операционная радиочастота находится в области значений от 2,4000 ГГц до 2,4835 ГГц, включительно. Пропускная способность канала составляет 2 МГц, и операционная полоса разделена на 40 каналов, k = 0, …, 39. Центральная частота k th канал расположена в 2 402 + k × 2 МГц.
Сетевая архитектура
Сетевая топология, поддержанная в Bluetooth, включает "точка-точка", широковещательно передает, и возможность соединения mesh. Возможность соединения "точка-точка" доступна для устройств, которые управляют в Bluetooth BR/EDR или BLE. Широковещательная передача и топология связи mesh только поддерживаются для устройств BLE.
"Точка-точка" и топология связи точки-к-многоточечному
Устройства с помощью коммуникации "точка-точка" действуют в piconet. piconets "точка-точка" задают непосредственные линии связи устройства. Примерами магистральных линий являются ссылки между PC или мобильными телефонами и периферийными устройствами, такими как гарнитуры, принтеры и средства отслеживания фитнеса. Несколько piconets соединяются друг с другом в scatternet топологии. Точка-к-многоточечному piconets задает тот больше чем к одной линии связи устройства.
Это изображение показывает scatternet трех piconets. Каждый piconet показывает одно устройство в роли ведущего устройства (M) с другими устройствами в ведомом устройстве (S) или неактивных (I) ролях. Изображение также показывает, что одно устройство (M/S) присвоило основную роль в одном piconet и ведомое устройство в другом piconet.
scatternet является одноранговой сетью, состоящей из двух или больше piconets.
piconet задан как связь между двумя или больше bluetooth-устройствами. Сети Piconets ограничиваются максимумом восьми устройств с одним ведущим устройством, берущим основную роль в любой момент времени и семь ведомых устройств.
Отдельные bluetooth-устройства принимают роль ведущего устройства, ведомого устройства или неактивных равноправных устройств в данном piconet. Отдельное bluetooth-устройство может взять роль ведомого устройства в одном piconet при взятии роли ведущего устройства в другом piconet.
Ведущее устройство обеспечивает ссылку синхронизации.
Ведомые устройства являются другими устройствами, которые синхронизируются с часами и шаблоном скачкообразного движения частоты ведущего устройства.
Другие неактивные устройства могут быть расположены в piconet, но не активны.
Топология широковещательной связи
Широковещательные piconets устанавливают one-many линии связи для устройств BLE. Примерами широковещательных ссылок является розничная информация об интересном месте, внутренняя навигация и отслеживание актива.
Поймайте в сети топологию связи
Сцепитесь сети устанавливают опцию many-many линий связи для устройств BLE. Сцепитесь топология включает создание крупномасштабных сетей устройства. Mesh идеально подходит для управления, контроля и систем автоматизации, которые требуют надежной и безопасной связи между тысячами устройств.
SIG Bluetooth задает mesh сетевые требования, чтобы включить совместимый many-many (m:m) сетевое решение mesh для беспроводной технологии Низкой энергии (LE) Bluetooth. Сцепитесь сети идеально подходят для крупномасштабной автоматизации создания поддержки сетей устройства, сетей датчика, отслеживания актива и других решений, требующих надежной и безопасной связи между несколькими устройствами. SIG Bluetooth принял эти технические требования.
Сцепитесь Уточнение профиля – Задает основные требования, чтобы включить совместимое сетевое решение mesh для беспроводной технологии LE Bluetooth.
Поймайте в сети модели Model Specification - Introduces, используемые, чтобы задать основную функциональность узлов в сети mesh.
Сцепитесь Свойства устройства – Задает свойства устройства, требуемые для спецификации Модели Mesh.
Спецификация Модели Mesh Bluetooth задает категории моделей mesh BLE. Категории модели включают
Модели основы
Типовые модели
Датчики
Время и сцены
Подсветка
Все устройства должны реализовать модели основы для сервера настройки и медицинского сервера. Все другие модели в категориях модели являются дополнительными и реализованы на основе сервиса, который выполняет устройство BLE.
Как описано в Профиле Mesh спецификация Bluetooth сети mesh действуют в качестве управляемых основанных на лавинной рассылке сетей. Устройства используют каналы телевизионного вещания, чтобы передать сообщения к другим устройствам, и сообщения передаются вперед к другим устройствам, расширяющим область значений исходного сообщения.
Устройство, которое не является членом сети mesh, упоминается как ненастроенное устройство. Устройство, которое является членом сети mesh, известно как узел. Устройства добавляются к сети mesh Поставщиком. Узлы в сети сетевого ресурса mesh вводят, которые позволяют им получить и передать сообщения от других узлов в их сети или подсети. Сетевые ключи используются, чтобы защитить и аутентифицировать сообщения в слое сети. Ненастроенные устройства не могут получить сообщения, потому что у них нет сетевого ключа, чтобы восстановить сообщение.
Продукты Bluetooth
SIG Bluetooth задает продукт Bluetooth как любой продукт, содержащий реализацию беспроводной технологии Bluetooth. Продукты Bluetooth классифицируются как:
Конечный продукт Bluetooth
Продукт подсистемы хоста Bluetooth
Продукт подсистемы контроллера Bluetooth
Продукт подсистемы профиля Bluetooth
Продукт компонента Bluetooth
Средство разработки Bluetooth
Тестовое оборудование Bluetooth
Библиотека Communications Toolbox для Протокола Bluetooth обеспечивает функции, разрешающие вам к модели Bluetooth Host и Controller Subsystem Products полностью совместимые ссылки Bluetooth с настройкой ядра низкой энергии (LE).
Bluetooth низкая энергетическая настройка ядра
Спецификация Ядра Bluetooth, Объем 0, Часть B, Раздел 4.4 задает набор необходимых опций, которые должны быть реализованы, чтобы смоделировать полностью совместимые ссылки Bluetooth с настройкой ядра низкой энергии (LE).
Настройка ядра LE задает три основных слоя - Приложение, Хост и Контроллер. Библиотека Communications Toolbox для Протокола Bluetooth обеспечивает функции, чтобы смоделировать слои контроллера и хост. Требования, заданные в Спецификации Ядра Bluetooth для хоста и контроллера, включают
| Слой | Подуровень | Объем спецификации Bluetooth | Необходимые функции |
|---|---|---|---|
Хост | Управление логической ссылкой и протокол (L2CAP) адаптации | Объем 3, часть A | Если GAP Периферийная или Центральная роль поддерживается, Канал Сигнализации L2CAP LE (идентификация вызывающего абонента 0x0005) и все обязательные функции, сопоставленные с ним. |
Типовой профиль доступа (GAP) | Объем 3, часть C | Все обязательные функции по крайней мере одной из ролей GAP LE (Вещательная компания, Наблюдатель, Периферийное устройство, или Центральный) в разделах 9–12 и разделе 15. | |
Припишите профиль (ATT) | Объем 3, часть F | Если GAP Периферийная или Центральная роль поддерживается, все обязательные функции. | |
Типовой профиль атрибута (GATT) | Объем 3, часть G | GATT обязателен, когда ATT поддерживается. Когда поддержано, все обязательные функции. | |
Менеджер безопасности (SM) | Объем 3, часть H | Если GAP Периферийная или Центральная роль поддерживается, все обязательные функции. | |
Контроллер | Физический (PHY) | Объем 6, часть A | Все обязательные функции. |
Слой Link (LL) | Объем 6, часть B | Все обязательные функции. |
Для описания отображения между функциональностью стека протокола Bluetooth и образцом модели OSI, смотрите Стек Протокола Bluetooth.
Ссылки
[2] "Спецификация ядра Bluetooth". Специальная группа (SIG) Bluetooth.
[3] "Добавьтесь к спецификации ядра Bluetooth, CSS версия 7". Специальная группа (SIG) Bluetooth.
[4] "Приложение 6 спецификации ядра Bluetooth". Специальная группа (SIG) Bluetooth.
[5] "Профиль Mesh спецификация Bluetooth". Специальная группа (SIG) Bluetooth.
[6] "Модель Mesh спецификация Bluetooth". Специальная группа (SIG) Bluetooth.
[7] "Поймайте в сети свойства устройства спецификация Bluetooth". Специальная группа (SIG) Bluetooth.