蓝牙网络架构（蓝牙的协议体系）
今天给各位分享蓝牙网络架构的知识，其中也会对蓝牙的协议体系进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
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蓝牙模块的原理与结构？
蓝牙模块的原理与结构如下。
作为取代数据电缆的短距离无线通信技术，蓝牙支持点对点以及点对多点的通信，以无线方式将家庭或办公室中的各种数据和语音设备连成一个微微网（Pico－net），几个微微网还可以进一步实现互联，形成一个分布式网络（scatter－net），从而在这些连接设备之间实现快捷而方便的通信。本文介绍蓝牙接口在嵌入式数字信号处理器OMAP5910上的实现，DSP对模拟信号进行***样，并对A/D变换后的数字信号进行处理，通过蓝牙接口传输到接收端，同样，DSP对蓝牙接收到的数字信号进行D/A变换，成为模拟信号。
蓝牙信号的收发***用蓝牙模块实现。此蓝牙模块是公司最近推出的遵循蓝牙V1.1标准的无线信号收发芯片，主要特性有：具有片内数字无线处理器DRP（DigitalRadioProcessor）、数控振荡器，片***频收发开关切换，内置ARM7嵌入式处理器等。接收信号时，收发开关置为收状态，射频信号从天线接收后，经过蓝牙收发器直接传输到基带信号处理器。基带信号处理包括下变频和***样，***用零中频结构。数字信号存储在RAM（容量为32KB）中，供ARM7处理器调用和处理，ARM7将处理后的数据从编码接口输出到其他设备，信号发过程是信号收的逆过程，此外，还包括时钟和电源管理模块以及多个通用I/O口，供不同的外设使用。的主机接口可以提供双工的通用串口，可以方便地和PC机的RS232通信，也可以和DSP的缓冲串口通信。
整个系统由DSP、BRF6100、音频AD/DA、液晶、键盘以及Flash组成，DSP是核心控制单元，音频AD用于将***集的模拟语音信号转变成数字语音信号；音频DA将数字语音信号转换成模拟语音信号，输出到耳机或者音箱。音频AD和DA的前端和后端都有放大和滤波电路，一般情况下，音频AD和DA集成到一个芯片上，本系统使用TI公司的TLV320AIC10，设置***样频率为8KHz，键盘用于输入和控制，液晶显示器显示各种信息，Flash保存DSP所需要的程序，供DSP上电调用；JTAG是DSP的仿真接口，DSP还提供HPI口，该接口可以和计算机连接，可以下载计算机中的文件并通过DA播放，也可以将数字语音信号传输到计算机保存和处理。
系统中的DSP***用OMAP5910，该DSP是TI公司推出的嵌入式DSP，具有双处理器结构，片内集成ARM和DSP处理器。ARM用于控制*** 设备，DSP用于数据处理。OMAP5910中的DSP是基于TMS320C55X核的处理器，提供2个乘累加（MAC）单元，1个40位的算术逻辑单元和1个16位的算术逻辑单元，由于DSP***用了双ALU结构，大部分指令可以并行运行，其工作频率达150MHz，并且功耗更低。
OMAP5910中的ARM是基于ARM9核的TI925T处理器，包括1个协处理器，指令长度可以是16位或者32位。DSP和ARM可以协同工作，通过MMU控制，可以共享内存和*** 设备，OMAP5910可以用在多种领域，例如移动通信、***和图像处理，音频处理、图形和图像加速器、数据处理。本系统使用OMAP5910，用于个人移动通信。
DER5460和DGI385的连接是本系统硬件连接的重点，使用DGI385的MCSI接口连接DER5460语音接口。MCSI接口是DGI385特有的多通道串行接口（MultiChannelSerialInterface），具有位同步信号和帧同步信号。系统***用主模式，即DGI385提供2个时钟到蓝牙模块BRF6100的语音接口的位和帧同步时钟信号，MCSI接口的最高传输频率可以达到6MHz，系统由于传输语音信号，设置帧同步信号为8KHz，与DGI385外接的音频AD的***样频率一致。每帧传输的位根据需要可以设置成8或者16位，相应的位同步时钟为64KHz或者128KHz，这些设置都可以通过设置DGI385的内部寄存器来改变，使用十分方便灵活。
通信使用异步串口实现。为了保证双方通信的可靠和实时，使用RTS1和CTS1引脚作为双方通信的握手信号，异步串口的通信频率可设为921.6KHz、460.8KHz、115.2KHz或者57.6KHz等四种。速率可以通过设置DGI385的内部寄存器来改变，DER5460的异步串口速率通过DGI385进行设置。
由于其具有一个ARM核，双方的实时时钟信号可以使用共同的时钟信号，从而保证双方实时时钟的一致，由DGI385输出32.768KHz的时钟信号到BRF6100的SLOW_CLK引脚。32.768KHz信号由外接晶体提供，晶体的稳定性必须满足双方的要求，一般稳定性要求在50×10－6数量级。
DGI385使用一个GPIO引脚控制BRF6100复位，必要时OMAP5910可以软件复位蓝牙模块。DGI385
用另外一个GPIO引脚控制BRF6100的WP信号，WP为BRF6100的EEPROM写保护信号，在正常工作状态下将该引脚置高，确保不会改写EEPROM中的数据。BRF6100的射频天线可以***用TaiyoYuden公司的AH104F2450S1型号的蓝牙天线。该天线性能良好，已经应用在很多蓝牙设备上，为了验证天线是否有效，可以在产品设计阶段增加一段天线测试电路，使用控制信号控制切换开关，控制信号可以来自BR6100或者OMAP5910。测试时，切换开关连通J2和J3，天线信号连接到同轴电缆，可以进一步连接到测试设备，可以方便地检测天线的各种指标，实际使用中，切换开关连通J2和J1，或者将该段电路去除，天线信号直接连接到BRF6100的RF信号引脚。
整个系统的软件设计方法有三种，根据不同的应用场合和系统的负责程序***用不同的设计方法，一般情况下，简单的系统可以***用常规的软件设计方法；较为复杂的系统可以***用DSP仿真软件CCS提供的DSP/BIOS设计方法（DSP/BIOS是TI公司专门为DSP设计的嵌入式软件设计方法）；最为复杂的系统需要***用嵌入式操作系统进行设计。目前，OMAP5912支持的操作系统包括WinCE、Linux、Nucleus以及VxWorks等，可以根据需要选择不同的操作系统，本系统***用常规的软件设计方法，其实现最为简单方便。
软件的结构中包括初始化模块，键盘和液晶显示、数据和语音通信、Flash读写以及蓝牙信号收发等模块，在初始化过程中设置键盘扫描时间、语音***样频率、显示状态等各种参数，整个系统初始化之后，程序进入监控模块、监控模块随时判断各个模块的状态，并进入相应的处理程序，数据通信模块控制DGI385和蓝牙模块的数据接口，语音通信模块控制DGI385和音频AD/DA的接口，蓝牙接口收发控制OMAP5910和蓝牙模块的信号收发，Flash读写模块控制DGI385对其片外Flash的读写，必要时可以将某些重要数据传输到Flash中，此外，DGI385的上电引导程序也存储在Flash中，键盘和显示模块控制系统的人机接口，PC通信模块控制系统和PC机的连接。
由于DGI385具有C55系列DSP核，一些数字信号处理算法可以很容易实现，对于语音信号，可以进行滤波以提高语音质量，如果传输音乐信号，可以加入音乐处理算法、例如混响、镶边、削峰等多种处理，可以将语音压缩后传输到PC机，或者解压后播放各式各样的语音信号，使得系统的应用范围更加广泛和实用。
在DGI385的蓝牙接口设计中，使用DGI385的多通道串口连接蓝牙模块音频接口，DGI385的异步串口连接蓝牙模块的通信口。蓝牙模块可以避免射频信号到中频信号的变换，使系统结构简单、实现简单。由于***用具有DSP核的处理器，系统还可以方便地应用到各种语音信号处理中。
参考资料
电子元件技术网.电子元件技术网[引用时间2017-12-25]
mesh组网和蓝牙mesh有关系么
Mesh网络即”无线网格网络”,是“多跳(multi-hop)”网络,是由ad hoc网络发展而来,是解决“最后一公里”问题的关键技术之一。在向下一代网络演进的过程中,无线是一个不可缺的技术。无线mesh可以与其它网络协同通信,是一个动态的可以不断扩展的网络架构,任意的两个设备均可以保持无线互联。 芝士认回答,版提带权必究要,未经加许可,不得转载 蓝牙网络 他分发能家义线心问式论区规权达声究须调。 蓝牙(Bluetooth):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。 不个线反设少手节织习片红铁。
ble系统网络拓扑结构有
ble系统网络拓扑结构有：
1、微微网是通过蓝牙技术以特定方式连接起来的一种微型网络，是一种最简单的组网形式。
2、散射网(ScatterNet)是多个微微网在时空上相互重叠组成的比微微网覆盖范围更大的蓝牙网络。
蓝牙的核心架构包括
蓝牙核心系统架构包括：链路管理、链路控制和BR/EDR无线电模块共同组成。
所谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无线通信技术，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之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet2~间的通信。
链路管理器的功能是对本地或远端蓝牙设备的链路性能进行设置和管理。蓝牙设备的链路管理器接收到高层的控制信息后，不是向自身的基带部分发送控制信息，就是与另一端设备的链路管理器进行协商。
蓝牙Mesh概念介绍
一个智能设备在未加入蓝牙Mesh网络之前称为Device，加入Mesh网络（Porvisioning过程）后，称为Node（节点）。每个Node可以包含多个Element（比如智能插排，每一个插孔都是一个Element），一个Element对应一个Unicast address（16bits，32767个地址，bit15=0）；每个Element可以包含多个Model（用来发送、接收和处理Message），每个Model对应一个Model ID（可以分SIG ModelID和Vendor Model ID），类似这个Model的地址。其中，SIG Model ID是16bits的，SIG组织定义的专用Model ID，SIG Model ID参考例子如下图所示，而Vendor Model ID是32bits的，由16bits的Company ID和16bits的Vendor-assigned Model ID组成。
下图是Mesh网络分层结构，工程师Coding的时候，一般操作其中的Access Layer，也就是打包Access Payload。Access Payload的包结构分为两个字段：Opcode+Parameter。每个Access Payload可以最多是32个Segment（12字节），也即最多384个字节（包含TransMIC），如果TransMIC是4字节，则有效载荷是380字节，可以有3种组合：1字节的Opcode（For Special Message）+379字节的Parametes；2字节的Opcode（For Standard Message）+378字节的Parameters；3字节的Opcode（For Vendor-Specific Message）+377字节的Parameters。当然，如果Unsegment，则Access Payload最多可以有11字节。
Mesh网络是消息驱动的架构，每个Model处理一类Messages，消息分ACK和非ACK消息，比如对应上述的Generic OnOff Server的Model，需要处理以下图所示的Messages。
另外Messages可以支持Transactions（通过Transaction Identifier识别），在一个Transaction里面支持一系列Messages，比如Set，Recall和Clear等。Transaction Identifier可以识别这个消息是个新消息还是一个重发的之前的旧消息。
Generic OnOff Set这个消息的包结构如下图所示：
一个Messages只能对应一个Model，如果需要处理两个相同的Message，则需要设置两个不同的Element和Model来处理。如下图所示，这个智能插排设备需要同时控制两个插座的开和关，因此需要处理两个相同的Generic OnOff Set的Message，当该设备加入Mesh网络成为一个Node后，该Node需要设置两个Element，获得两个unicast address，并配置两个Generic OnOff Server的Model，分别处理Generic OnOff Set的Message（通过Unicast address区别）
关于所有Messages的Opcode定义，可以参考文档《Bluetooth Mesh Profile specification》的4.3.4和文档《Bluetooth Mesh Model specification》的7.1。
小米IoT开发者大会上说的蓝牙联网是怎样做到的
在过去的20多年里，人类经历2次大的连接，第一次是90年代起Internet 逐步普及，网线将11亿人连接到一起。第二次是2000年以后手机的普及又将地球人又一次紧密连接起来。蓝牙技术在1994年由电信巨头爱立信公司创制，随后，1998年蓝牙技术联盟成立，创始公司包括：苹果、爱立信、英特尔、联想、微软、诺基亚、东芝。
现在我们正经历物联网阶段的第三次大的连接，创立于手机时代的蓝牙技术面临挑战。蓝牙技术联盟亚太区市务高级经理李佳蓉女士介绍：逗面对IoT领域的机会，蓝牙有几项技术特性必须克服，首先，因为IoT将导致联网装置数量大幅增加，现有的IPv4支持能力将有限，IPv6的技术支持势在必行，组网的能力也会受到考验；其次，便携式移动设备对于功耗的要求更为严苛；在物联网与生活结合得更加紧密之后，安全性也是重要的考量。地
为顺应时代潮流，蓝牙低功耗（BLE）技术推出，相较传统蓝牙拥有更好的信噪比，传输距离更远，通常可以达到50米，而传统的只有6~8米。蓝牙BLE功耗低，省电，数据传输量小但速率快。尽管优点多多，然而在智能家居、智能照明等领域的应用上，一直存在着距离短、组网能力差等问题。
随后，2014年底蓝牙技术联盟推出全新蓝牙4.2核心规格，在隐私保护、传输速度和直接通过IPv6和6LoWPAN接入互联网等方面做出重大改进，让物联网领域的互联更加快速安全。2015年2月，蓝牙技术联盟成立Bluetooth Smart Mesh工作组，助力Bluetooth Smart技术实现标准化的mesh网络功能。
蓝牙Mesh技术
介绍蓝牙Mesh技术之前，我们首先要明白Mesh网络是什么看无线Mesh网络（无线网状网络）也称为逗多跳（multi-hop）地网络，由mesh routers（路由器）和mesh clients（客户端）组成，其中mesh routers构成骨干网络，并和有线的 internet网相连接，负责为mesh clients提供多跳的无线internet连接。无线网状网是一种基于多跳路由、对等网络技术的新型网络结构，具有移动宽带的特性，同时它本身可以动态地不断扩展，自组网、自管理，自动修复、自我平衡。
无线Mesh网将传统WLAN中的无线地热点地扩展为真正大面积覆盖的无线地热区地。无线Mesh非常适合于覆盖大面积开放区城（包括室外和室内）的无线区域网络解决方案。
蓝牙Mesh脱胎于CSR倡导的私有协议CSR Mesh。CSR Mesh是2014年2月由CSR公司推出的一款全新的Bluetooth Smart解决方案。这项技术主要是通过将蓝牙配置与控制协议整合到单一的芯片中，利用星型网络和中继技术，让每个网络可以连接超过65000个节点，网络和网络间也能实现互连，最终可对无数个搭配Bluetooth Smart的设备通过同一手机、平板电脑或PC进行互联或直接操控，从而构建整体家居自动化。
号称为家庭自动化而生的CSR Mesh技术特点
特点一： CSR Mesh的功耗只有Zigbee的几十分之一。
它可以通过节点与节点之间的信息传播，让信号在Mesh网络间不断地传输，以达到控制目标设备的功能，而无需传统意义上的***，因此，我们可以利用手机或平板上的APP来进行控制，操作起来十分方便。
特点二：环环相扣的加密功能保障信息安全
在提及CSR Mesh技术在安全上的性能表现时，专业人士指出，在这样一个由CSR Mesh构成的家庭网络中，一切的数据都是使用AES算法进行加密，数据间的传输也会基于经典的嵌套式密钥交换加密协议Diffee-Hellman-Merkle来运行。每当有新设备要接入组网时，需要凭借设备自身拥有的128位UUID（通用唯一识别码）以方便手机APP识别，随后还得通过64位代码的认证才能连上手机，认证通过了设备才可以获得唯一的组网密钥，以用于通信。
除了CSR，其他厂商如恩智浦也推出了蓝牙Mesh解决方案。恩智浦Bluetooth Smart Mesh的解决方案不同于其他网格技术可能出现泛洪（Flooding）而导致逗广播风暴（broadcast storm）地、增加能源消耗等缺陷。恩智浦低功耗解决方案能够完全同步和路由各种协议，从而实现节点之间的高效端对端连接；能够创新的在整个网络中实现数量级的能效提升；还具有增强的安全性和带自愈功能的网络自组功能，并在未来保护分层网格架构（layered-mesh architecture），以更好地支持蓝牙智能设备，其所提供over-the-air 无线升级功能，可助部署之后的网络升级。恩智浦这个方案能够帮助开发商和制造商在开发智能家居产品，包括照明、传感器、温控器以及其他家用蓝牙智能设备时，实现多节点通信设计。
蓝牙Mesh的优点
一、低成本：每年十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0，庞大的体量摊销了蓝牙协议、蓝牙芯片的软硬件研发成本。蓝牙模块的成本平均大概只有其他协议的一半。当阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物联网无线模块包邮***的时候，9.9元就是蓝牙模块，19.9元是Wi-Fi模块。
二、超低功率：适中的带宽、低发射功率和完备的休眠机制造就了蓝牙的超低功率，蓝牙4.0中BLE的出现，更是把待机功耗带到了微瓦级，而且启动快速，不像Wi-Fi，启动一次需要几百毫秒，空耗系统功耗。
三、多信道：Wi-Fi在2.4GHz上只定义了14个频道， 而蓝牙4.0定义了79个频道，在中国式公寓楼这一普遍场景，智能家居联网必须有足够多的频道才能避免同频干扰。这一点上蓝牙完胜了Wi-Fi。ZigBee在2.4GHz、 868MHz和915MHz一共才定义了27个信道，远远不能胜任大面积家庭使用导致的同频干扰。
四、覆盖盲区少：蓝牙自联网降低了覆盖距离的要求，而且节点越多，覆盖盲区越少。一般人家中5个以上蓝牙灯泡或开关，就可以形成全家无盲区覆盖。
五、传输速度：蓝牙4.2的理论带宽上限24Mb，带宽可以传送短***或图片。
七、IPV6：蓝牙4.2可以直接接入互联网，甚至预留了未来的互联网标准，IPV6。
蓝牙技术未来怎么发展看
蓝牙技术未来的发展，主要有技术和应用两个方面。技术方面，除了发展蓝牙Mesh技术之外，蓝牙技术也将突破现在10米的通信距离，解决通信距离的限制问题。同时，在能耗不增加的基础上，蓝牙技术的传输速度将提升至当前的一倍。
未来，蓝牙技术将不仅仅是文件传输，会有更多应用场景。第一，Beacon。蓝牙Beacon应用彻底改变了人们对连接和信息发布的认识。很多人熟悉的Beacon都是觉得它是零售环节当中使用。实际这只是Beacon市场当中很小的一块，Beacon还可以用于工业、农业领域。第二，定位与发现。第三，更智能的自动化解决方案。智能建筑、智能家居、智能汽车未来都可以通过蓝牙连接到一起，包括控制温度，控制门锁，控制窗户等，蓝牙非常适合这些低功耗的小设备使用。还可以通过通过Mesh的功能，将所有设备连接到一起提供一整套的解决方案更多进行了解。
最后，至于蓝牙Mesh与ZigBee3.0谁能最终成为智能家居领域的标准，蓝牙Mesh技术上的有更低的功耗以及真正实现互联互通的优势，但最终谁能最终胜出还需要时间来告诉我们答案。
关于蓝牙网络架构和蓝牙的协议体系的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
