蓝牙如何工作

经过:Curt富兰克林&克里斯Pollette|

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虽然蓝牙技术已经成为耳机的代名词,但它乐动-软件被用于各种无线设备。盛开的制作/盖蒂图像

随着我们的世界越来越紧密地联系在一起,我们采用了许多技术来帮助我们与朋友和家人保持联系。乐动-软件其中最流行的是蓝牙技术,它可以在我们每天使用的许多设备中找到。乐动-软件的无线技术乐动-软件将鼠标和键盘连接到我们的电脑上。它将手机连接到我们的车上在早晨通勤期间赶上最新的播客,它将我们的SmartWatches和Activity Trackers连接到我们的智能手机。

当任何两个设备需要彼此通信时,它们必须在对话开始之前同意许多点。第一个协议是物理:他们会通过电线或无线信号谈话吗?如果它们使用电线,需要多少 - 一个,两个,八或25?一旦确定物理属性,出现了几个问题:

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  • 一次将发送多少数据?例如,串行端口发送数据1少量一次,并行端口立即发送多个位。
  • 他们将如何互相交谈?电子讨论中的所有各方都需要知道位的含义以及它们接收的消息是否是与发送的相同消息。这意味着开发一组名称称为a的命令和响应协议

由于不需要物理连接,蓝牙特殊利益集团(Bluetooth Special Interest Group, SIG)创建了无线技术标准,供硬件制造商在创建新设备时使用。乐动-软件随着技乐动-软件术的发展,无线通信技术也在发展。在撰写本文时,开发人员使用了两种蓝牙技术标准来保持连接。乐动-软件尽管它们很相似,但也有一些细微的差别,使它们对于不同的应用程序很有用。下面我们将了解两种蓝牙技术。乐动-软件

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蓝牙连接

无线通信现在是一种普遍现象。我们中的许多人在办公室和家里都有WiFi网络连接。但蓝牙设备之间直接通信,而不是通过无线路由器等中间设备发送数据。这使生活非常方便,并保持极低的电力使用,改善电池的生活。

蓝牙设备使用低功耗进行通信无线电波在2.400 GHz和2.483.5 GHz之间的频带[来源:蓝牙特殊兴趣组(SIG)]。这是通过国际工业,科学和医疗设备(ISM)的国际协议留出来的少数乐队之一。

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你可能已经在使用的许多设备都利用了相同的射频频带,包括婴儿监视器,车库门开启者和最新一代无绳电话。确保蓝牙设备和其他无线通信技术不会相互干扰是至关重要的。乐动-软件

截至2020年,蓝牙技术有两种类型:低能耗蓝牙(LE)和经典蓝牙(乐动-软件更正式的说法是蓝牙基本速率/增强数据速率,或BR/EDR)[来源:蓝牙sig]。两者使用相同的频带,但蓝牙LE是目前更流行的选择。它需要的能量少得多,除了允许在两个设备之间的点对点连接上进行通信外,还可以用于广播或网状网络。

经典的蓝牙技术可以提供比蓝牙LE稍高的数据速乐动-软件率(与1MBS或2 MBS相比,3 MBS),但只能使用点对点连接直接通信。两种类型的蓝牙技术中的每一个都具有特殊的优势,制造商采用最适合其产品需乐动-软件求的版本。

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蓝牙技术如何运作乐动-软件

蓝牙BR/EDR设备必须始终是成对的,这一过程导致两个设备彼此信任,并能够使用加密的安全方式交换数据。

当蓝牙BR / EDR设备在彼此范围内时,会发生电子对话以确定它们是否相互信任并具有共享的数据。乐动体育网站5.0用户通常不必按一个按钮或给出命令 - 电子对话会自动发生。一旦发生对话,设备 - 无论是计算机系统的一部分还是立体声 - 形成网络。

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蓝牙LE的工作方式不同。设备也可以成对在它们之间形成信任关系,但不是所有类型的产品都需要这样。一个希望被发现的蓝牙LE设备在一个称为广告的过程中广播特殊消息(称为数据包)。广告包包含关于广告设备的有用信息。另一个合适的设备将通过扫描(监听)广告包并选择来自合适设备的广告包来找到广告设备。通常,只有当用户在智能手机应用程序中按下一个按钮时,扫描才会发生。通常,用户会看到被发现的适当设备的详细信息,然后选择一个连接到。

与相同的中央设备(例如,智能手机)连接的蓝牙外围设备(乐动体育网站5.0例如,活动跟踪器和SmartWatch),形成个人区域网络(PAN)或微微网这种距离可能会占据整栋大楼,也可能不会超过你口袋里的智能手机和手腕上的手表之间的距离。一旦一个微型网络建立起来,它的成员就会一致地跳上无线电频率,这样他们就可以彼此保持联系,避免干扰其他可能在同一个房间运行的蓝牙微型网络或使用其他无线技术(如WiFi)的设备。乐动-软件蓝牙技术甚至可以了解乐动-软件哪些信道工作良好,哪些信道受到干扰,从而动态地避免坏信道,只使用不受干扰的信道。这个过程称为自适应跳频允许蓝牙设备确切地工作,即使在有非常大量的无线设备运行的环境中也是如此。

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蓝牙范围

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蓝牙技术为智能手机和乐动-软件智能音箱提供动力。Yagi Studio / Getty图片

虽然许多人认为蓝牙主要作为一个短程技术,但它也可以用来连接设备超过一公里(3,280英尺)[来源:乐动-软件蓝牙sig]。实际上,许多类型的产品如无线耳机,要求设备的通信范围非常短。但由于蓝牙技术非常灵活,可以配置为应用程序的乐动-软件需求,制造商可以在其设备上调整蓝牙设置,实现它们需要的范围,同时最大限度地提高电池寿命并实现最佳信号质量。

有几个因素会影响蓝牙设备的范围:

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  • 无线电频谱:蓝牙技术的频段使其成为乐动-软件无线通信的良好选择。
  • 物理层(体育):这定义了多个关键方面,无线电如何用于传输和接收数据速率,诸如数据速率的数据,如何进行错误检测和校正,以及影响信号清晰度在不同范围内的其他技术。乐动-软件乐动体育网站5.0
  • 接收机灵敏度:测量接收器仍然可以接收并正确解码数据的最小信号强度。
  • 传输功率:正如您所希望的那样,传输信号强度越高,可以实现的范围越长。但增加传输功率也将更快地消耗电池。
  • 天线收益从本质上讲,这就是将电信号从发射机转换成无线电波,然后再将其传回接收端。
  • 路径损失:几个因素可能削弱信号,包括距离,湿度和传递的介质(如木材,混凝土或金属)。乐动体育网站5.0

最新的蓝牙技术更新之一推出了一种呼叫的技术乐动-软件前向纠错(FEC),以提高接收器的灵敏度。FEC纠正了在接收端检测到的数据错误,并将设备的有效距离提高了4倍或更多,而无需使用更多的传输功率。这意味着当一个设备与发射机距离较远时,它可以成功接收数据,因为发射机的信号会更弱[来源:蓝牙sig]。

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蓝牙安全

蓝牙技术包括许多安全乐动-软件措施,即使是最严格的安全要求也可以满足,例如包含在内的安全要求联邦信息处理标准(FIPS)。

当设置一个新设备时,用户通常会经历一个称为配对。配对设备具有特殊安全密钥的每个设备,并导致它们相互信任。需要配对的设备将不会连接到另一个设备尚未与其配对的设备连接。

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这些安全键允许蓝牙技术以多种方式保护数据和用户。乐动-软件例如,可以加密设备之间交换的数据,以便其他设备无法读取。它还可以允许作为设备的身份并且包括在无线数据交换中的身份的地址,以便每隔几分钟伪装和改变。这保护用户免受使用个人电子设备传输的数据跟踪的风险。

如果你拥有支持蓝牙的设备,你自己也经历过这种情况。例如,如果你买了一个无绳鼠标,当你第一次打开它时,你将它与你计划使用它的设备配对。您可以打开鼠标,然后进入计算机上的蓝牙设置,一旦在附近的蓝牙配件列表中看到该设备的名称,就对该设备进行配对。通过设计,一台计算机可以同时处理多个蓝牙连接。你可能需要使用无绳鼠标、键盘和耳机。

然而,这些配件的制造商将一次将连接限制为一个。乐动体育网站5.0您希望只能在您的计算机上键入键盘,或者您的耳机专门聆听您的手机。有些人允许用户使用多台计算机,平板电脑或电话配对设备,但它们只能允许一次与一个连接。这一切都取决于制造商决定对其产品是明智的。

有些设备在与另一个设备配对时需要一个安全代码。这是一个身份验证它确保您设置的设备与您认为它是一个值得信赖的关系,而不是在环境中其他地方的另一个设备。例如,许多汽车让你打电话,而不会把手从方向盘上摆脱。您第一次使用此设施时,您必须使用汽车的娱乐显示和您的智能手机将您的手机和汽车的音频系统配对。这辆车为您提供了一个要输入的数字。您的手机允许您知道设备想要使用数字代码配对。您输入娱乐显示屏的代码以确认这是一个授权配对。之后,您可以使用免提电话系统而无需再次对。

用户还可以控制设备对其他蓝牙设备的可见性。例如,在电脑或智能手机上,你也可以简单地将设备的蓝牙模式切换到“不可发现”模式,或简单地禁用蓝牙,直到你再次需要它。

最初发布:2019年11月11日

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蓝牙常见问题

WiFi和蓝牙之间有什么区别?
WiFi和蓝牙都是连接设备的无线技术,但WiFi主要用于将设备连接到Int乐动-软件ernet,而蓝牙用于在短距离上通过电子设备传输数据。
什么是蓝牙驱动程序?
蓝牙驱动器允许蓝牙的笔记本电脑,台式计算机或平板电脑之间的无线通信以及像鼠标,键盘和耳机的其他支持蓝牙的设备。乐动体育网站5.0它通常可以一次处理与许多蓝牙设备配对。
什么设备使用蓝牙?
蓝牙被发明为有线键盘,耳机和扬声器的无线替代方案。乐动体育网站5.0现在,蓝牙被广泛使用,从将我们的手机连接到我们的汽车,我们的耳机到我们的手机,以及智能家庭安全小工具。乐动体育网站5.0
谁监管蓝牙技术?乐动-软件
蓝牙特殊兴趣组(SIG)为硬件制造商创建无线技术标准,以便在创建新设备时使用。乐动-软件
什么是最新的蓝牙版本?
Bluetooth 5.2是蓝牙无线通信标准的最新版本。此外,1月20日2020年,SIG宣布了一个名为LE(低能量)音频的音频的新蓝牙标准。
如何在个人电脑上添加蓝牙?
大多数电脑已经内置了蓝牙,所以在购买任何东西之前要仔细检查你的电脑是否真的没有蓝牙。如果你需要添加蓝牙,你需要一个免费的USB端口。购买一个USB蓝牙适配器或适配器,并将其插入端口,然后从适配器制造商的网站下载驱动程序(或它可能会提示你自己)。一旦你这样做了,你应该能够配对你的蓝牙设备,并开始使用它们。

更多信息

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更多的联系方式

来源

  • Afaneh,穆罕默德。《关于蓝牙范围你不知道的5件事》Bluetooth.com。(2020年8月26日)https://www.Bluetooth.com/bluetooth-resources/5-things-you-dont-know-about-bluetooth-range/
  • 蓝牙特殊兴趣组(SIG)(2019年10月21日)http://www.bluetooth.com
  • 蓝牙技术联盟。“蓝牙核心规范v5.1”。2019年1月21日。(2019年10月28日)。https://www.Bluetooth.org/docman/handlers/downloaddoc.ashx?doc_id=457080
  • 蓝牙技术联盟。“了解蓝牙:无线电版本。”(25,2020)https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/bluetooth-technol乐动-软件ogy/radio-versions/
  • 蓝牙技术联盟。“了解蓝牙范围。”(2019年10月27日)https://www.bluetooth.com/bluetooth-tec乐动-软件hnology/range/
  • 耶和华,拉尔夫。“智能锁定和蓝牙工作如何保持您的家庭安全。”2016年6月14日。(25,2020)https://www.bluetooth.com/blog/part-2-how-do-smart-locks-tan-bluetooth-work-to -keep-your-home-安全的/
  • Woolley,Martin,高级开发人员关系经理,EMEA,蓝牙专用兴趣集团,Inc。,个人访谈。(2020年8月31日)