目录
1 概述
1.1 蓝牙的来源
1.2 蓝牙应用场景
2 蓝牙工作原理
2.1 信道
2.2 调制
2.3 数据包
2.4 组网方式
2.5 传输功率
2.6 灵敏度
2.7 指标参数
3 蓝牙标准
3.1 初代蓝牙
3.2 第一代蓝牙
3.3 第二代蓝牙
3.4 第三代蓝牙
3.5 第四代蓝牙
3.6 第五代蓝牙
3.7 第六代蓝牙
4 蓝牙协议
4.1 架构
4.2 蓝牙核心协议
4.2.1 蓝牙基带协议（Baseband Protocol）
4.2.2 蓝牙链路管理协议（LMP，Link Manager Protocol）
4.2.3 蓝牙逻辑链路控制与适配协议（L2CAP，Logical Link Control and Adaptation Protocol）
4.3 蓝牙应用协议
4.3.1 射频通信协议（RFCOMM，Radio Frequency Communication Protocol）
4.3.2 服务发现协议（SDP，Service Discovery Protocol）
4.3.3 蓝牙网络接入协议（PAN，Personal Area Network Protocol）
4.4 蓝牙音频协议
4.4.1 音频传通协议（A2DP，Advanced Audio Distribution Profile）
4.4.2 免提通话协议（HFP，Hands - Free Profile）
5 BLE的连接
6 BLE的安全机制
1 概述 1.1 蓝牙的来源
公元940-985年，哈洛德·布美塔特(Harald Blatand)，统一了整个丹麦，蓝牙是这个丹麦国王Viking的“绰号”，因为他爱吃蓝莓，牙齿被染蓝，因此而得这一绰号“Bluetooth”
来自英特尔的工程师JimKardach，在一次无线通讯行业会议上提议将“Bluetooth”作为无线通讯技术标准的名称，含有将四分五裂的局面统一起来的意思
蓝牙的标志是一个结合符文，它融合了卢恩字母（古北欧人使用的一类字母，现已灭绝）中的H（ᚼ）和B（ᛒ）符文，同时也是哈拉尔国王名字的首字母缩写
汽车领域
将BT功能应用到车载免提系统中，是最典型的汽车BT应用技术，利用手机作为网关，打开手机BT与车载免提系统，只要手机在距离车载免提系统的10米之内，都可以自动连接，控制车内的麦克风与音响系统，从而实现双向通话在汽车领域的应用
工业生产领域
BT 技术在数控机床中的应用，主要体现于无线监控方面，利用BT技术安装相应的监控设施，为数控机床用户生产提供方便，同时也维护了数控机床生产的安全，技术人员根据携带BT监控设备，随时监控与管理机床运行，发现数控机床生产问题及时治理
医药领域
以BT传输设备为依托，将医院诊断结果及时输送到存储器中，BT听诊器的应用以及BT传输本身耗电量较低，传输速度更加快速，所以利用电子装置及时传输诊断结果，提高医院诊断效率，确保诊断结果数据准确性
2 蓝牙工作原理 2.1 信道蓝牙技术采用多信道通讯，工作于ISM频段，通常是在2.402GHz至2.48GHz之间
低功耗蓝牙有40个信道，信道范围从2.402GHz到2.480GHz，每个信道的间隔是2MHz
经典蓝牙的信道数量是79个，其范围也是从2.402GHZ-2.480Ghz，但是每一个信道的带宽只有1MHz
蓝牙使用了一种自适应跳频技术，通信双方以每秒 1600 次的速度在可用的79个信道上跳转，避免被一些固定的噪声干扰
2.2 调制蓝牙利用的是高斯频移键控技术
在GFSK技术中，使用一个高斯滤波器对载波频率进行平滑处理，以减少误码率
低功耗蓝牙的GFSK的偏移量一般为±185KHz，首先确定一个中心频率，比如中心频率为2.402GHZ，逻辑1是在中心频率的基础上加185KHZ，逻辑0是在这个基础上减去185KHZ
经典蓝牙使用称为0.5BT高斯频移键控(GFSK)的数字频率调制技术实现彼此间的通信，把载波上移157kHz代表“1”，下移157kHz代表“0”，速率为100万符号(或比特)/秒，然后用“0.5”将数据滤波器的-3dB带宽设定在500kHz，限制射频占用的频谱
2.3 数据包经典蓝牙的数据包最多有357个字节
9个字节的访问地址，区分每一个蓝牙设备
7个字节的标头，确保数据的可靠性和稳定性
数据位，长度在0-339个字节之间，如果是简单的控制指令，数据位的长度很短，可能只有一两个字节，但如果传递的是音频信号，数据位可达上百个字节
最后两个字节是CRC校验，用于检测这一帧数据正确与否
低功耗蓝牙最多有261个字节
最开始有1个字节的预补码，用于时钟同步和信道估计
接下来是4个字节的访问地址，用于区分不同的蓝牙设备
然后是2-253个字节的数据位
最后是三个字节的CRC校验位
经典蓝牙发射包类型：
DH1、DH3、DH5、2DH1、2DH3、2DH5、3DH1、3DH3、3DH5
按调制方式分类：
DH1、DH3、DH5属于 BDR 的包类型，调制方式为 GFSK
2DH1、2DH3、2DH5属于 EDR 的包类型，调制方式为π/4-DQPSK
3DH1、3DH3、3DH5 属于 EDR 的包类型，调制方式为 8DPSK
BLE蓝牙发射包类型：一般是BLE_1M、 BLE_2M
经典蓝牙和低功耗蓝牙的区别如下：
低功耗蓝牙
经典蓝牙
信道
40个信道 2MHZ间隔
79个信道 1MHZ间隔
传输距离
10米左右
最大可100米
传输速度
通常不大于2M/S
最大3M/S
功耗
功耗极低
电池供电可使用数年时间
不注重功耗
着重于传输容量
应用
物联网
智能家居
可穿戴设备
蓝牙耳机
数据传输
鼠标键盘
2.4 组网方式基本型和数据型EDR(Enhanced Data Rate)：BR/EDR型是以点对点网络拓扑结构创建一对一设备通信
蓝牙的设备之间的组网方式是主从模式，也即有一个设备作为主设备Master，其他的设备作为从设备Sle
一个主设备最多可以连接7个不同的从设备
每个蓝牙设备都有一个唯一的 48 位地址，保证在同时存在多个蓝牙设备的情况下，相互之间不会产生干扰
低功耗型BLE（Bluetooh Low Energy）：BLE型则使用点对点（一对一）、广播（一对多）和mesh（多对多）等多种网络拓扑结构
从2016年的蓝牙5.0开始，蓝牙 Mesh 自组网技术，突破了传统蓝牙连接设备数量以及组网的限制，使得大量的智能装置可以进行多对多的数据传输，组成覆盖范围更广的网络，同时具备了自修复能力和更高的安全性
在智能楼宇的应用场景中， 建筑内的数百个或数千个设备采用蓝牙Mesh组网，可以安全地相互通信，也能搭配蓝牙Mesh网关，将数据透过宽带、5G信号或者Wi-Fi传输，进行远程的数据分析和控制
2.5 传输功率射频功率输出，我们可以分为三个等级：
Class 1：输出功率为1mW (0dBm)～100mW (20dBm)，支持100m传输距离，功率控制是强制
Class 2：输出功率为0.25mW (-6dBm)～2.5mW (4dBm)，功率控制可选，正常情况下1mW(0dBm)支持10m传输距离，只要发射功率能超过0dBm就是属于Class 2的范围，但是如果超过4dBm的话，那就是Class 1
Class 3：输出功率为≤ 1mW (0dBm)，支持1m传输距离，输出功率最低，Class 3类设备由于其覆盖距离非常有限，所以不常见
2.6 灵敏度在一般情况下，RX灵敏度为90-96dBm左右；主要和它的速率有很大的关系
其次就是蓝牙天线，蓝牙天线分为很多种类型，常用的类型有:
PCB天线：成本极低，调试简单，频段单一
陶瓷天线：可以分为块状陶瓷天线和片状陶瓷天线，特点是尺寸小，成本低、性能较好
FPC：成本低，性能好，调试复杂，比较常见的一种天线
LDS：算是FPC的进化版，成本高，空间利用率高，效果好，一般不少400元价位TWS耳机才会使用了LDS天线
2.7 指标参数音频无线传输的规格
sbc是通用的最基本的解码方式，蓝牙耳机都支持，支持44khz/16bit的音频，最高码率328kbps，延时>220ms，所以音质一般
aac是苹果产品通用的解码方式，跟sbc差不多， 支持44khz/16bit的音频，最高码率512kbps，延时约120ms，音质略好于sbc
aptx 支持48khz/16bit的音频，最高码率352kbps，延时约70ms，音质好于sbc，但相比sbc提升并不大
aptx hd是aptx的加强高码率版， 支持48khz/24bit的音频，最高码率576kbps，延时>200ms
aptx_LL是aptx的低延时版， 支持48khz/16bit的音频，最高码率352kbps，延时