（接淺析藍牙技術 （上））

        SIG 所頒布的藍牙規范（Specification of the Bluetooth System）就是藍牙無線通信協議標準，它規定了藍牙應用產品應遵循的標準和需要達到的要求。

        藍牙規范包括核心協議（Core）與應用框架（Profiles）兩個文件。協議規范部分定義了藍牙的各層通信協議，應用框架指出了如何采用這些協議實現具體的應用產品。藍牙協議規范遵循開放系統互連參考模型（Open System Interconnetion/Referenced Model, OSI/RM），從低到高地定義了藍牙協議堆棧的各個層次。

        按照藍牙協議的邏輯功能，協議堆棧由下至上分為3個部分：傳輸協議、中介協議和應用協議。其功能簡介如下。

3.1 傳輸協議

        負責藍牙設備間相互確認對方的位置，以及建立和管理藍牙設備間的物理和邏輯鏈路。這一部分又進一步分為低層傳輸協議和高層傳輸協議。低層傳輸協議側重于語音與數據無線傳輸的物理實現以及藍牙設備的物理和邏輯鏈路。低層傳輸協議包括藍牙的射頻（Radio）部分、基帶與鏈路管理協議（Baseband && Link Manager Protocol, LMP）。高層傳輸協議包括邏輯鏈路控制的物理實現以及藍牙設備間的連接于組網。高層傳輸協議包括邏輯鏈路控制與適配協議（Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP）和主機控制器接口（Host Controller Interface, HCI）。這部分為高層應用程序屏蔽了諸如跳頻序列選擇等低層傳輸操作，并為高層應用傳輸提供了更加有效和更有利于實現的數據分組格式。

3.2 中介協議

        為高層應用協議或程序在藍牙邏輯鏈路上工作提供了必要的支持，為應用曾提供了各種不同的標準接口。這部分協議包括以下幾部分。

1. 串口仿真協議（RFCOMM）

        基于歐洲電信標準化協會（European Telecommunication Standardization Institute, ETSI）的TS07.10標準制定。該協議用于模擬串行接口環境，使得基于串口的傳統應用僅作少量的修改或者不做任何修改可以直接在該層上運行。

2. 服務發現協議（Service Didcovery Protocol，SDP）

        為實現藍牙設備之間相互查詢及訪問對方提供的服務。

3. IrDA（Infrared Data Association）互操作協議

        藍牙規范采用了IrDA的對象交換協議（OBEX），使得傳統的基于紅外技術的對象（如電子名片（vCard）和電子日歷（vCal）等)交換應用同樣可以運行在藍牙無線接口之上。

        網絡訪問協議：該部分協議包括點對點協議（Point to Point Protocol, PPP）、網際協議（Internet Protocol, IP）、傳輸控制協議（Transfer Control Protocol, TCP）和用戶數據報協議（User Datagram Protocol, UDP）等，用于實現藍牙設備的撥號上網，或通過網絡接入點訪問Internet 和本地局域網。

4. 電話控制協議

        該協議包括TCS、AT指令集和音頻。電話控制協議性能（Telephone Control Protocol Specification，TCS）是基于國際電信聯盟電信標準化部門（International Telecommunication Union-Telecommunication，ITU-T）的Q.931標準制定的，用于支持電話功能；藍牙直接在基帶上處理音頻信號（主要指數字語音信號），采用SCO鏈路傳輸語音，可以實現頭戴式耳機和無繩電話等的應用。

3.3 應用協議

        是指那些位于藍牙協議堆棧之上的應用軟件和其中所涉及的協議，包括開發驅動各種諸如撥號上網和通信等功能的藍牙應用程序。藍牙規范提供了傳輸層及中介層定義和應用框架，在傳輸層及中介層之上，不同的藍牙設備必須采用統一符合藍牙規范的形式；而在應用層上，完全由開發人員自主實現。事實上，許多傳統的應用都可以幾乎不用修改就在藍牙協議堆棧之上運行，如基于串口和OBEX協議的應用。通常藍牙技術應用程序接口（Application Programming Interface，API）函數的開發由開發工具的設計人員來完成，這樣有利于藍牙技術與各類應用的緊密結合。

4 藍牙應用規范

        藍牙規范的應用模式有很多，四種應用模式是所有用戶模式和應用的基礎，也為以后可能出現的用戶模式和應用提供了基礎。

        （1）通用訪問應用（GAP）模式：定義了兩個藍牙單元如何互發現和建立連接，它是用來處理連接設備之間的相互發現和建立連接的。它保證兩個藍牙設備，不管是哪一家廠商的產品，都能夠發現設備支持何種應用，并能夠交換信息。

        （2）服務發現應用（SDAP）模式：定義了發現注冊在其他藍牙設備中的服務的過程，并且可以獲得與這些服務相關的信息。

        （3）串口應用（SPP）模式：定義了在兩個藍牙設備間基于RFCOMM建立虛擬的串口連接的過程和要求。

        （4）通用對象交換應用（GOEP）模式：定義了處理對象交換的協議和步驟，文件傳輸應用和同步應用都是基于這一應用的，筆記本電腦、PDA、移動電話是這一應用模式的典型應用。

5 藍牙無線網絡的安全問題

        藍牙網絡與任何一種通信網絡一樣，會面對各種問題如：假冒、竊聽、未授權訪問和拒絕服務等。因此，藍牙協議體系就需要設立安全管理機制以保證通信的可靠性。

        藍牙安全體系結構為藍牙設備提出了三種安全模式：

        安全模式1——藍牙設備沒有受到任何安全保護的模式。

        安全模式2——服務級安全模式，它是建立在L2CAP層以上的安全保護模式。

        安全模式3——鏈路級安全模式，即在LMP連接建立之前要進行鑒權或數據加密。

6 結束語

        毫無疑問，藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術，其席卷全球之勢不可阻擋，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。