蓝牙的分析 转

蓝芽最早由瑞典Ericsson提出，其名称是古代瑞典的一位国王，因为总吃某种诡异果品 (似乎是草莓的一个品种，不太了解植物学，错了的话不要拍我)，把牙齿弄得蓝乎乎的，被称作蓝牙(bluetooth)。古代瑞典可不像现在的一样，那时的瑞典统治整个北欧，可气派了，同样有野心的爱立信于是使用BT这个名字来命名这个被他们寄予厚望的短距离互联技术。 

Bluetooth用于连接个人周边的外围设备，比如无线耳机、打印机、扫描仪、手机、计算机等等，在这些设备之间交换文件和数据，替代低速串行线的工作，常用用途包括 

文件共享、传输 
语音传输 
远程打印 
RS-232串行口线替代 
因为Bluetooth的功能十分实用、一经提出，立刻有一种一呼百应的感觉，随着成本的下降，蓝芽的用途也越来越广(当然了，这个过程也不是一帆风顺的了)，大量的中低端手机也开始装备上了这项技术，以其更丰富、完善的协议栈，略高的传输速率，以及相对于红外线来说摆脱了必须毫无障碍的束缚，几乎完全取代了原来商务手机上普遍装备的红外接口。 

蓝芽来到中国，把“牙”替换成了更有东方美感的“芽”字。 

蓝芽实际上并不是一种简单的协议，相反，十分复杂 

从网络结构和组网方式讲，蓝芽在10米区域内形成一个网络，其中可以有1个主设备，7个从设备，一共8个激活的设备，当然睡觉的设备还可以有很多，不打呼噜就行了。对于更多的设备，可以使用ad hoc的方式互联，学网络的同学们看到这个来精神了吧，不过我可不打算讲了。 
从应用来看，BT支持语音通信和串行线模拟，并且通过Profile来支持各种周边智能设备的应用，比如耳机、打印机……并且定义了一套服务发现和调用机制，还是瞒有意思的。 

蓝芽最有意思的模过于第2层互联和应用层的Profile了，至于底层的跳频什么的倒是新意不大。另外就是，虽然蓝芽使用的频率和微波炉烹饪的频率毫无二致，但发射功率还是很小的，基本不足以把我们这么大块的肉弄熟。  

Linux下的蓝芽协议栈  
Linux下有若干个蓝芽协议栈，目前生存状况比较健康的是bluez和affix，后者大概是Nokia支持的吧，前者则是目前蓝芽的Linux官方版本，集成在Linux内核之中，也就是说，如果你有一个比较新的2.6内核，那么，你多半已经支持蓝芽了，而如果还不支持的话，重新编译一下也就好了。 

不要觉得Linux的协议栈比不上Windows里面的，事实是，这里风景独好，bluez协议栈支持的硬件设备远远多于windows系统支持的。如果你和我一样只用Linux，那么，买了蓝芽适配器之后，大概就可以把臃肿的驱动光盘丢进垃圾桶，然后心情愉快的使用蓝芽了，跟我来吧，  

内核的协议栈支持主要包含这么几个部分: 

HCI. 这个是最底层的了，称为 Host Control Interface. 之所以称为 HCI 是源于蓝芽的应用模型的。蓝芽是连接智能外设的无线接口，接口的一侧是设备，另一侧就是主机 (Host) 了，采用类似记法的还有 USB, IEEE1394，所以，从设计初衷来看，这几个东东都是针对差不多的市场的，当然，各有所长了。一个蓝芽适配器是否能被驱动起来，就看 HCI 的支持性了。最常见的蓝芽适配器就是笔者持有的这类 USB 接口的了，对于大部分标准的蓝芽设备，它的驱动模块是: hci-usb，对于我们的 2.6 内核，插入这个适配器，该模块就被自动加载了。 
在 HCI 之上是 L2CAP，Logical Link Control and Adaptation Protocal 这一层的功能承上启下，向上层提供异步数据传输的链路控制功能，所谓异步，就是不存在一个主时钟来同步所有传输的一种传输方式，通常用于数据的传输；与之相反，同步传输是完全与时钟同步的，通常用在诸如语音或是多媒体通话之中，在蓝芽中，语音同步传输也是被支持的，bluez 协议栈中的 SCO 就是支持同步模式的。 
L2CAP之上有两个协议被较广地使用着：RFCOMM和BNEP，前者用于取代传统的串行口，包括串行口上的各种应用，比如，传真和拨号上网、打印机、文件图片等数据传输；后者则可以提供一个以太网接口，更适于计算机组网。自然地，对于手机和计算机之间，RFCOMM 总是更常被用到。 
截止到这里就是内核提供的几乎所有蓝芽协议栈了，不过，仅有这些，蓝芽还不足以为我所用，只有有了用户态的协议栈和工具相配合，才有幸福的蓝芽生活 :) 

用户空间中的蓝芽协议栈与相关工具 
接着刚才的协议栈，这次势在用户空间实现的了: 

在最上层，蓝芽定义了很多的Profile，每个Profile对应着一种应用，比如打印、耳机(Headset)、文件传输、Fax/Modem拨号功能等。其中，文件交换对应着Obex协议，这是一个基于蓝芽、红外(IrDA)、串口等介质的文件(对象)交换协议，这几种介质被列到一起一点也不会让人感到意外，毕竟前两个都是用来在某种意义上取代串口的。当然，有些Profile，比如一些人机交互设备 (键盘鼠标之类的) 的profile 是在内核中实现的。 

实际上，我们还有一个重要的协议没有介绍，这就是SDP --- 服务发现协议，这个协议可以认为和RFCOMM处于统一层次，因为它并不承载于RFCOMM之上，不过，这个协议却十分特殊而重要，通过它，我们才能识别出某一蓝芽设备提供了哪些服务(Profile)，从而为我所用。 

嗯，协议栈已经有了，那我们怎么使用蓝芽呢? 回忆一下怎么把大象放到冰箱里吧: 

打开冰箱门 
把大象放进冰箱 
关上冰箱门 
就是这么简单，一个蓝芽服务也是这么容易: 

找到蓝芽设备，这是HCI层负责的，使用 bluez-utils 包提供的 hcitool 来找到蓝芽设备； 
找到服务，RFCOMM 是通过不同的频道 (channel) 来提供不同的Profile的，所以，我们需要找到我们要用的服务在设备上的哪个频道上，这是通过同一个软件包里的 sdptool 来完成的，没错，就是 SDP，服务发现协议。 
连接恰当的服务，使用 

蓝芽的特点就是如上所属的那些了，而用户态的工具所要完成的任务就是： 

发现服务 
使用服务