Bluetooth Headset, HandsFree, A2DP, AVRCP, HSP, EDR и другие Bluetooth-профили мобильных устройств.

Bluetooth Headset, HandsFree, A2DP, AVRCP, HSP, EDR и другие Bluetooth-профили мобильных устройств. Конструкторы

Что такое профили bluetooth?

Любое устройство, оборудованное интерфейсом Bluetooth, поддерживает заданный его производителем набор профилей. Каждый профиль обеспечивает поддержку определенных функций (например, передачу файлов или потока медиаданных, обеспечение сетевого соединения и т.д.), которые могут быть задействованы при подключении двух или более устройств посредством Bluetooth. Таким образом, набор профилей определяет функциональные возможности устройства, доступные через Bluetooth-соединение.

Чтобы задействовать Bluetooth-соединение для выполнения определенной задачи, требуется наличие поддержки соответствующего профиля как у ведущего, так и у ведомого устройства. Так, передать по Bluetooth-соединению список контактов с одного мобильного телефона на другой можно лишь при условии, что оба аппарата поддерживают профиль OPP (Object Push Profile).

А, например, для использования мобильного телефона в качестве беспроводного сотового модема необходимо, чтобы этот аппарат и применяемый компьютер поддерживали профиль DUN (Dial-up Networking Profile). Если же Bluetooth-соединение между двумя устройствами установлено, но выполнить какое­либо действие (скажем, передать файл) не удается, то вероятной причиной возникновения этой проблемы может быть отсутствие поддержки соответствующего профиля у одного из устройств.

Иерархия профилей Bluetooth

Существует большое количество разно­образных профилей Bluetooth, которые описывают разные варианты и способы использования подключенных устройств.

Каждый профиль Bluetooth обязательно содержит следующую информацию:

  • зависимость от других профилей;
  • предлагаемый формат пользовательского интерфейса;
  • части стека протоколов Bluetooth, применяемые данным профилем.

Всё многообразие профилей можно разделить на две группы: базовые и прикладные. Далее приведена краткая информация о трех базовых профилях:

  • GAP (Generic Access Profile) — общий профиль доступа Bluetooth. Поддерживается всеми без исключения Bluetooth-устройствами и служит базисом для функционирования всех остальных профилей;
  • SPP (Serial Port Profile) — профиль эмуляции последовательного порта. Базируется на профиле GAP и описывает механизм обмена данными между двумя устройствами, аналогичный тому, который задействуется при подключении через последовательный проводной интерфейс (RS-232, USB и пр.);
  • GOEP (Generic Object Exchange Profile) — общий профиль обмена объектами, базирующийся на GAP и SPP. Описывает механизм обмена данными между двумя устройствами с использованием протокола передачи OBEX (OBject EXchange) и требования к передаваемым объектам.

В настоящее время существует большое количество прикладных профилей, обеспечивающих работу самых разных функций. Далее мы рассмотрим лишь те из них, которые получили наибольшее распространение в ПК, периферийных устройствах и современных гаджетах:

  • A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) — обеспечивает передачу двухканального (стереофонического) аудиопотока от источника сигнала (ПК, плеера, мобильного телефона) к беспроводной стереогарнитуре или иному воспроизводящему устройству. Для сжатия передаваемого потока может использоваться стандартный кодек SBC (Sub Band Codec) либо другой, определенный производителем устройства;
  • AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) — позволяет управлять стандартными функциями телевизоров, систем домашнего киноте-атра и т.д. Устройство с поддержкой профиля AVRCP способно выполнять функции беспроводного пульта ДУ. Может применяться в связке с профилями A2DP или VDPT;
  • BIP (Basic Imaging Profile) — обеспечивает возможность передачи, приема и просмотра изображений. Например, позволяет передавать цифровые фотографии с цифровой камеры в память мобильного телефона. Преду-смотрена возможность изменения размеров и форматов передаваемых изображений с учетом специфики подключенных устройств;
  • BPP (Basic Printing Profile) — базовый профиль печати, обеспечивающий передачу различных объектов (текстовых сообщений, визитных карточек, изображений и т.п.) для вывода на печатающем устройстве. Например, можно распечатать на принтере текстовое сообщение с мобильного телефона или фотографию с цифрового фотоаппарата. Важной особенностью профиля BPP является то, что на устройстве, с которого производится отправка объекта на печать, не требуется устанавливать специфический драйвер для применяемой модели принтера;
  • DUN (Dial-up Networking Profile) — этот базирующийся на SPP профиль обеспечивает подключение ПК или иного устройства к Интернету посредством мобильного телефона, выполняющего в данном случае функцию внешнего модема;
  • FAX (Fax Profile) — позволяет использовать внешнее устройство (мобильный телефон или МФУ с факсимильным модулем) для приема и отправки факсимильных сообщений с ПК;
  • FTP (File Transfer Profile) — базируется на GOEP и обеспечивает передачу файлов, а также доступ к файловой системе подключенного устройства. Стандартный набор команд позволяет осуществлять навигацию по иерархической структуре диска подключенного устройства, а также копировать и удалять файлы;
  • GAVDP (General Audio/Video Distribution Profile) — обеспечивает передачу звукового и видеопотока от источника сигнала к воспроизводящему устройству. Является базовым для профилей A2DP и VDP;
  • HCRP (Hard Copy Cable Replacement Profile) — задействуется в качестве альтернативы кабельному соединению между ПК (или иным устройством) и принтером. В отличие от профиля BPP, требуется установка специфического драйвера для используемой модели принтера;
  • HFP (Hands-Free Profile) — обеспечивает подключение автомобильных устройств hands-free к мобильному телефону для голосовой связи;
  • HID (Human Interface Device Profile) — описывает протоколы и способы подключения беспроводных устройств ввода (мышей, клавиатур, джойстиков, пультов ДУ и пр.) к ПК. Профиль HID поддерживается в ряде моделей мобильных телефонов и КПК, что позволяет применять их в качестве беспроводных пультов для управления графическим интерфейсом ОС или отдельными приложениями на ПК;
  • HSP (Headset Profile) — позволяет подключить беспроводную гарнитуру к мобильному телефону или иному устройству. Помимо передачи звукового потока обеспечивается работа таких функций, как набор номера, ответ на входящий звонок, завершение вызова и регулировка громкости;
  • OPP (Object Push Profile) — базовый профиль для пересылки объектов (изображений, визитных карточек и т.д.). Например, можно передать список контактов с одного мобильного телефона на другой или фотографию со смартфона на ПК. В отличие от FTP, профиль OPP не обеспечивает доступ к файловой системе подключенного устройства;
  • PAN (Personal Area Networking Profile) — позволяет объединить два или насколько устройств в локальную сеть. Таким способом можно подключить несколько ПК к одному, имеющему доступ в Интернет. Кроме того, данный профиль обеспечивает удаленный доступ к ПК, выполняющему функции ведущего устройства;
  • SYNC (Synchronization Profile) — используется в связке с базовым профилем GOEP и осуществляет синхронизацию персональных данных (ежедневника, списка контактов и пр.) между двумя устройствами (например, настольным ПК и мобильным телефоном);
  • VDP (Video Distribution Profile) — передает видеопоток с одного устройства на другое.

КомпьютерПресс 07’2022

Bluetooth (bluetooth) обучение протоколу ieee 802.15.1 – русские блоги

catalogue

1. Концепция Bluetooth
2. Сопряжение и подключение
3. Конфиденциальность
4. Классификация протокола Bluetooth.
5. Стек протоколов Bluetooth

1. Концепция Bluetooth

Bluetooth (Bluetooth) – это стандарт беспроводной технологии, позволяющий осуществлять обмен данными на короткие расстояния между фиксированными и мобильными устройствами, а также создавать персональные вычислительные сети (используя радиоволны UHF в диапазоне ISM 2,4–2,485 ГГц). Технология Bluetooth была первоначально создана телекоммуникационным гигантом Ericsson в 1994 году в качестве альтернативы линии передачи данных RS232 (последовательный порт ближнего действия). Bluetooth может подключать несколько устройств, преодолевая проблему синхронизации данных
Сегодня Bluetooth находится под управлением Bluetooth Special Interest Group (SIG). В альянс Bluetooth Technology Alliance входят более 25 000 компаний по всему миру, работающих в различных областях, таких как телекоммуникации, компьютеры, сети и бытовая электроника. IEEE перечисляет технологию Bluetooth как IEEE 802.15.1, но сегодня этот стандарт больше не поддерживается. Bluetooth Technology Alliance отвечает за надзор за разработкой спецификаций Bluetooth, управление проектами сертификации и защиту прав на товарные знаки. Для выхода на рынок под названием «Устройство Bluetooth» оборудование производителя должно соответствовать стандартам Bluetooth Technology Alliance. Технология Bluetooth имеет запатентованную сеть, которая может быть предоставлена ​​стандартным устройствам.

Полоса частот Bluetooth составляет 2400–2483,5 МГц (включая защитную полосу). Это ближний радиочастотный диапазон 2,4 ГГц для промышленного, научного и медицинского (ISM) диапазона, который не требует лицензии (но не регулируется) во всем мире.
Bluetooth использует технологию скачкообразной перестройки частоты для разделения передаваемых данных на пакеты данных, которые соответственно передаются по 79 назначенным каналам Bluetooth. Полоса пропускания каждого канала составляет 1 МГц. Bluetooth 4.0 использует интервал 2 МГц и может поддерживать 40 каналов. Первый канал начинается на частоте 2402 МГц, один канал на 1 МГц, и заканчивается на частоте 2480 МГц. С функцией адаптивного скачкообразного изменения частоты (AFH) он обычно скачивается 1600 раз в секунду.
Изначально модуляция с гауссовой частотной манипуляцией (сокращенно GFSK) была единственной доступной схемой модуляции. Однако Bluetooth 2.0 EDR позволяет использовать модуляцию π / 4-DQPSK и 8DPSK в совместимых устройствах. Оборудование, на котором запущен GFSK, может работать с базовой скоростью (базовая скорость, называемая BR), а мгновенная скорость может достигать 1 Мбит / с. Термин Enhanced Data Rate (EDR) используется для описания схем π / 4-DPSK и 8DPSK, которые могут достигать 2 и 3 Мбит / с соответственно. В радиотехнологии Bluetooth комбинация двух режимов (BR и EDR) в совокупности называется «радиочастотой BR / EDR».
Bluetooth – это протокол, основанный на пакетах данных с архитектурой «ведущий-ведомый». Главное устройство может связываться максимум с семью подчиненными устройствами в одном и том же сетевом домене. Все устройства используют часы главного устройства. Коммутация пакетов основана на базовых часах, определяемых главным устройством, которые работают с интервалами 312,5 мкс. Два тактовых цикла образуют слот 625 мкс, а два временных интервала образуют пару слотов по 1250 мкс. В простом случае пакета с одним слотом ведущее устройство отправляет информацию в слот с четным номером и принимает информацию в слоте с нечетным номером. Рабочее устройство как раз наоборот. Емкость пакета может составлять 1, 3 или 5 временных интервалов, но в любом случае ведущее устройство начнет передачу из слота с четным номером, а подчиненное устройство начнет передачу из слота с нечетным номером.

0x1: Диапазон мощности

Bluetooth – это стандартный протокол беспроводной связи, основанный на недорогом чипе приемопередатчика устройства, с коротким расстоянием передачи и низким энергопотреблением. Поскольку в оборудовании используется система радиосвязи (радиовещания), они не соединены фактически видимыми линиями, но должен быть возможен квазиоптический беспроводной тракт. Диапазон зависит от мощности и типа, но эффективный диапазон варьируется в зависимости от практического применения.

0x2: пропускная способность данных

Эффективный диапазон зависит от условий передачи, покрытия материала, изменений в производственных образцах, конфигурации антенны и состояния батареи. Большинство приложений Bluetooth предназначены для использования внутри помещений. Затухание сигнала, вызванное затуханием в стене и отражением сигнала, сделает диапазон намного меньше, чем диапазон, указанный для продуктов Bluetooth. Большинство приложений Bluetooth – это устройства с батарейным питанием класса 2. Независимо от того, относится ли устройство к классу 1 или 2, разница в дальности действия не очевидна, поскольку диапазон обычно зависит от устройств с низким энергопотреблением (эффект ствола). В некоторых случаях, когда устройство класса 2 подключено к приемопередатчику класса 1 с более высокой чувствительностью и мощностью передачи, чем типичное устройство класса 2, эффективный диапазон канала передачи данных может быть расширен. Однако в большинстве случаев чувствительность оборудования Типа 1 аналогична чувствительности оборудования Типа 2.
Подключены два устройства класса 1 с высокой чувствительностью и мощностью передачи, и диапазон может быть намного выше, чем общий уровень в 100 м, в зависимости от пропускной способности, необходимой для приложения. Некоторые устройства могут иметь радиус действия до 1 км или даже выше в открытой среде.
В спецификации ядра Bluetooth указан минимальный диапазон, но технический диапазон определяется приложением и не ограничен. Производитель может настроить диапазон в соответствии с фактическим вариантом использования.

Смотрите про коптеры:  RC лодка на Arduino из палок и ... | Пикабу

0x3: сценарий приложения

Чтобы использовать беспроводную технологию Bluetooth, устройство должно иметь возможность интерпретировать определенные профили Bluetooth.Профиль Bluetooth определяет возможные приложения и определяет общее поведение связи между устройствами Bluetooth. Эти файлы конфигурации содержат начальные настройки параметров связи и элементов управления. Файл конфигурации может сэкономить время на повторную отправку параметров до того, как двусторонняя ссылка вступит в силу. Обширные профили Bluetooth описывают множество различных приложений или вариантов использования устройств.

1. Беспроводное управление и связь между мобильным телефоном и гарнитурой громкой связи (портативная гарнитура Bluetooth).
2. Беспроводное управление и связь между мобильным телефоном и Bluetooth-совместимой автомобильной аудиосистемой (автомобильная Bluetooth-гарнитура).
3. Беспроводное управление и связь с такими устройствами, как планшеты и динамики, оснащенные IOS или Android.
4• Беспроводная Bluetooth-гарнитура и рация. Наушники иногда называют просто"Блютуз"5. Беспроводная потоковая передача звука на гарнитуру, без функции связи.
6. Беспроводная сеть между ПК, не требующая высокой пропускной способности в ограниченном пространстве.
7. Беспроводное соединение между компьютером и устройствами ввода и вывода, наиболее распространенными из которых являются мышь, клавиатура, принтер.
8. Передача файлов, подробной информации адресной книги, календаря, заметок и т. Д. Между устройствами, которые могут обмениваться объектами (такими как файлы синхронизации QQ и ПК).
9. Заменить предыдущий проводной RS- на испытательном оборудовании, приемниках GPS, медицинском оборудовании, сканерах штрих-кода и оборудовании для контроля дорожного движения.232 последовательная связь
10. Используется для управления с помощью инфракрасных лучей до
11.Приложения с низкой пропускной способностью, которые не требуют более высокой пропускной способности USB и требуют беспроводных подключений.
12. Отправьте небольшое рекламное объявление из рекламной версии с поддержкой Bluetooth на другие доступные для обнаружения устройства Bluetooth.
13. Беспроводной мост между двумя промышленными сетями Ethernet (например, PROFINET).
14. Игровые консоли седьмого и восьмого поколений, Nintendo Wii и Sony PlayStation. 3  Все контроллеры используют Bluetooth
15. Персональный компьютер или КПК с коммутируемым доступом в Интернет может использовать мобильный телефон с возможностью обмена данными в качестве беспроводного модема.
16. Данные датчиков состояния здоровья от медицинского оборудования к мобильным телефонам, телевизионным приставкам или специальному медицинскому оборудованию для дальней связи для передачи на короткие расстояния. 
17. Разрешить беспроводным телефонам звонить или отвечать на звонки вместо ближайших мобильных. 
18Система определения местоположения в реальном времени (RTLS) может использоваться для отслеживания и подтверждения местоположения объектов в реальном времени."узел", Вставлено или встроено в объект"метка", И получение и обработка беспроводных сигналов от этих тегов"Читатель"  Подтвердить местонахождение
19• Приложение для личной безопасности на смартфонах для предотвращения потери или кражи вещей. Логотип Bluetooth (например, бирка) на защищаемом объекте для поддержания постоянной связи с телефоном. Если связь прервана (например, вывеска покидает зону действия телефона), то сработает сигнал тревоги. Это также можно использовать в качестве сигнала тревоги для людей, упавших в воду. Продукты, использующие эту технологию, используются с 2009 года.
20Департамент дорожного движения в Калгари, Альберта, Канада, использует данные, собранные с устройств Bluetooth путешественников, чтобы помочь автомобилистам прогнозировать время в пути и загруженность дорог. 
21. Беспроводная передача звука (более надежный выбор, чем FM-передатчик).

0x4: изменение версии

1.1 версия

1Утвержден как IEEE в 2002 г. 802.15.1 Стандарт
2. 1Исправлено множество ошибок в спецификации .0B.
3. Добавлена ​​возможность незашифрованных каналов.
4. Индикатор уровня принимаемого сигнала (RSSI).

1.2 версия

1. Более быстрое соединение и обнаружение.
2. Адаптивный расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (AFH), который улучшает устойчивость к радиопомехам, избегая использования переполненных частот в последовательности скачкообразной перестройки частоты.
3По сравнению с версией 1.1 скорость передачи данных в реальном приложении составляет до 721 кбит / с.s
4. Extended Synchronous Link (eSCO) улучшает качество звука, позволяя повторно отправлять поврежденные пакеты, а также может выборочно увеличивать задержку звука, чтобы обеспечить лучшую параллельную передачу данных.
5. Работа интерфейса хост-контроллера (HCI) с 3-проводным UART
6Утвержден как IEEE в 2005 г. 802.15.1 Стандарт
7. Введены управление потоком и режим передачи для L2CAP.

2.0 версия EDR

1Эта версия ядра Bluetooth была выпущена в 2004 году. Основное отличие заключается во введении повышенной скорости передачи данных (EDR), которая обеспечивает более быструю передачу данных. Номинальная скорость EDR составляет 3 Мбит / с, хотя на практике скорость передачи данных составляет 2.1 Mbit/s
2. EDR использует GFSK, модуляцию с фазовой манипуляцией (PSK) и π /4-Комбинация двух переменных DQPSK и 8DPSK
3. EDR может обеспечить более низкое энергопотребление за счет сокращения рабочего цикла.
4Эта спецификация называется Bluetooth v2.    EDR, что означает, что EDR является необязательной функцией.
5. За исключением EDR,2.0  В спецификации также есть некоторые другие незначительные улучшения. Продукт не должен поддерживать более высокие скорости передачи данных для прохождения сертификации соответствия Bluetooth 2.0. 

Версия 2.1 EDR

1. Основные характеристики Bluetooth 2.1    EDR был запущен Bluetooth Technology Alliance 26 июля 2007 г.
2. 2.1 Самая большая особенность - это Secure Simple Pairing (SSP): она улучшает процесс сопряжения для устройств Bluetooth, а также улучшает практическое применение и надежность безопасности.
3. 2.1 также включает некоторые другие улучшения, в том числе"Расширенный ответ на запрос"(EIR), чтобы предоставить больше информации в процессе запроса, чтобы устройство могло лучше фильтровать перед подключением
4. Низкое энергопотребление: снижение энергопотребления в режиме низкого энергопотребления.

3.0 версия HS

1. Основные характеристики Bluetooth 3.    Версия HS была выпущена Bluetooth Technology Alliance 21 апреля 2009 года.
2Bluetooth 3.Скорость передачи   HS теоретически может достигать 24 Мбит /s, хотя это не через саму связь Bluetooth. Напротив, канал Bluetooth используется для согласования и установления, а высокоскоростная передача данных завершается каналом 802.11 в том же месте.
3Основная новая функция - AMP (альтернативный MAC / PHY), который также является новой функцией высокоскоростной передачи 802.11. Высокая скорость не является обязательной характеристикой данной спецификации, поэтому отмечена только" HS"Фирменные устройства действительно поддерживают Bluetooth через высокоскоростную передачу данных 802.11. Не отмечен" HS"Устройства Bluetooth 3.0 с суффиксом поддерживают только основные спецификации версии 3.0 или более ранние. 
4. Расширенный режим L2CAP
5• Расширенный режим повторной передачи (ERTM) использует надежный канал L2CAP, в то время как в потоковом режиме (SM) используется ненадежный сетевой канал без повторной передачи и управления потоком. Введено в основные спецификации 
6Альтернативный MAC / PHY: данные профиля Bluetooth могут передаваться через альтернативные MAC и PHY. Радиомодуль Bluetooth по-прежнему используется для обнаружения устройств, начального подключения и настройки профиля. Но когда есть большой спрос на передачу данных, высокоскоростной альтернативный MAC PHY 802.11(Обычно с Wi-Связанные с Fi) могут передавать данные. Это означает, что Bluetooth может использовать проверенную модель подключения с низким энергопотреблением, когда система находится в режиме ожидания, и более быстрое радио, когда необходимо передать большие объемы данных. Ссылка AMP требует расширенного режима L2CAP
7• Одноадресные данные без установления соединения: Одноадресные данные без установления соединения могут передавать служебные данные без установления чистого канала L2CAP. В основном используется для переподключения пользовательских операций и данных /Передача приложений, требующих малой задержки. Подходит только для передачи небольшого количества данных.
8• Расширенное управление мощностью (улучшенное управление мощностью): расширенное управление мощностью обновляет функцию управления мощностью, удаляет управление мощностью без обратной связи, а также разъясняет управление мощностью, представленное новым методом модуляции EDR. Улучшенное управление мощностью определяет желаемое поведение. Эта функция также добавляет управление мощностью с обратной связью, что означает, что фильтрация RSSI может быть запущена одновременно с получением ответа. Кроме того, он также запустил"Двигайтесь прямо к максимальной мощности"Запрос предназначен для решения проблемы потери связи гарнитуры, особенно когда пользователь кладет телефон в карман на противоположной стороне тела.

Версия 4.0

1Технологический альянс Bluetooth официально выпустил Базовую спецификацию Bluetooth 4 30 июня 2022 года.(Называется Bluetooth Smart). это включает в себя 
    1) Классический Bluetooth: классический Bluetooth включает старый протокол Bluetooth.
    2) Высокоскоростной Bluetooth: Высокоскоростной Bluetooth основан на Wi-Fi
    3) Протокол Bluetooth с низким энергопотреблением: Bluetooth с низким энергопотреблением, ранее также известный как Wibree, является подмножеством версии Bluetooth 4.0 и имеет новый стек протоколов, который позволяет быстро устанавливать простые соединения. Как Bluetooth 1.3Альтернатива стандартному протоколу Bluetooth в версии .0, в основном, для приложений, которые требуют очень низкого энергопотребления и питаются от кнопочных батарей. Существует два типа конструкций микросхем: двухрежимные, одномодовые и улучшенные ранние версии. Ранние названия Wibree и Bluetooth ULP (сверхнизкое энергопотребление) были отменены и заменены на BLE, который позже использовался некоторое время. 
2В случае одномодового режима могут быть реализованы только стеки протоколов с низким энергопотреблением. STMicroelectronics, Sunco Electronics, CSR, Nordic Semiconductor и Texas Instruments выпустили одномодовые решения Bluetooth с низким энергопотреблением. Стоимость одномодовых микросхем снижается, что позволяет оборудованию быть высоко интегрированным и совместимым. Одной из его особенностей является облегченный канальный уровень, который может обеспечивать работу в режиме ожидания с низким энергопотреблением, простое обнаружение устройств и надежную передачу данных от одного местоположения к другому, а также имеет очень недорогое усовершенствованное энергосберегающее и безопасное зашифрованное соединение.
3В случае двойного режима функция Bluetooth Smart интегрирована в существующий классический контроллер Bluetooth. По состоянию на март 2022 года Qualcomm Atheros, CSR, Broadcom и Texas Instruments объявили о выпуске чипов, соответствующих этому стандарту. Применимая архитектура разделяет все существующие радиочастоты и функции классического Bluetooth, а повышение цены по сравнению с классическим Bluetooth практически незначительно.
4. 4Общие улучшения версии .0 включают улучшения, необходимые для улучшения режима Bluetooth с низким энергопотреблением, а также службы общего профиля атрибутов (GATT) и зашифрованного диспетчера безопасности (SM) AES.

Версия 4.1

1Технологический альянс Bluetooth официально объявил о принятии версии 4.1 базовой спецификации Bluetooth в декабре 2022 года. Эта спецификация представляет собой обновление программного обеспечения до версии Bluetooth 4.2, а не обновление оборудования.
2Это обновление включает основные спецификации Bluetooth и добавляет новые функции для повышения удобства использования потребителями. Эти функции включают
    1) Улучшена поддержка сосуществования LTE и скорости пакетного обмена данными.
    2) И помочь разработчикам в достижении инноваций, позволяя устройствам поддерживать несколько ролей одновременно. 
3. Сигнал сосуществования мобильных беспроводных услуг.
4. Тренировка подталкивания и общего сканирования интерфейса.
5.Направленное вещание с низким коэффициентом заполнения.
6. Выделенный канал с установлением соединения L2CAP для управления потоком на основе кредита
7. Двойной режим и топология
8Топология канального уровня с низким энергопотреблением
9. 802.11n PAL
10. Обновление аудиоархитектуры для широкополосного голоса.
11. Faster Data Advertising Interva (Интервал быстрой рекламы данных)
12. Ограниченное время обнаружения.

4.2 версия

1Bluetooth 4.2 был выпущен 2 декабря 2022 года. Он представил некоторые ключевые функции для Интернета вещей и представляет собой обновление оборудования. Но некоторое старое оборудование Bluetooth также может получить некоторые функции Bluetooth 4.2, такие как обновление защиты конфиденциальности с помощью прошивки.
2. Увеличение длины пакета с низким энергопотреблением.
3. Безопасное соединение с низким энергопотреблением.
4. Полномочия по обеспечению конфиденциальности на канальном уровне.
5. Стратегия сканирования и фильтрации для расширения канального уровня.
6. Устройства Bluetooth Smart могут реализовать IP-соединение через профиль поддержки интернет-протокола (IPSP).
7IPSP добавляет в Bluetooth Smart возможность подключения IPv6, которая идеально подходит для подключенных домов и приложений Интернета вещей.
8. Bluetooth 4.2 увеличивает пакетную емкость Bluetooth Smart, ускоряя передачу данных.
9Лучшие в отрасли настройки конфиденциальности делают Bluetooth Smart умнее, не только снижая энергопотребление, но и усложняя отслеживание устройством через соединение Bluetooth для злоумышленников. 

Relevant Link:

Смотрите про коптеры:  Радиоуправляемая багги HSP XSTR 4WD 1:10 2.4G - 94107-10738 купить оптом или в розницу в Москве.

2. Сопряжение и подключение

1Многие службы, которые может предоставлять Bluetooth, могут отображать личные данные или управляться подключенными устройствами. По соображениям безопасности необходимо идентифицировать определенные устройства, чтобы вы могли контролировать, какие устройства могут подключаться к устройствам Bluetooth.
2В то же время для устройства Bluetooth также необходимо разрешить устройству Bluetooth устанавливать соединение без вмешательства пользователя (например, при вводе диапазона подключения).
3Чтобы разрешить это противоречие, Bluetooth использует процесс, называемый связыванием. Связь создается в процессе сопряжения. Процесс сопряжения генерирует связь через или запускается конкретным запросом от пользователя (например, пользователь явно требует"Добавить устройство Bluetooth") или автоматически запускается при подключении к службе, для которой требуется идентификатор устройства по соображениям безопасности. Эти две ситуации называются специальным соединением и общим соединением.
4Сопряжение обычно предполагает определенный уровень взаимодействия с пользователем, и идентификатор устройства подтвержден. После успешного завершения сопряжения между двумя устройствами будет сформирована связь, и нет необходимости повторять процесс сопряжения для подтверждения идентификатора устройства при повторном подключении в будущем. Пользователи также могут удалить связь подключения по мере необходимости.

0x1: Воплощать в жизнь

1. В процессе сопряжения два устройства могут создать"Ссылочное слово"Общий ключ для установления отношений. Если два устройства имеют одно и то же слово связи, они могут выполнять синтаксический анализ или связывание.
2. Устройство, которое хочет связываться только с подключенным устройством, может использовать пароль для проверки личности устройства другой стороны, чтобы убедиться, что это ранее сопряженное устройство.
3. Как только слово связи сгенерировано, аутентифицированное асинхронное соединение без подключения (Асинхронное соединение-Меньше, сокращенно ACL), чтобы предотвратить кражу данных, которыми обмениваются. Пользователь может удалить слово связи на любом устройстве, чтобы удалить связь между двумя устройствами, что означает, что устройство может иметь слово связи, которое больше не связано с ним.
4Службы Bluetooth обычно требуют шифрования или аутентификации, поэтому для удаленного подключения устройств необходимо выполнить сопряжение. Некоторые службы, такие как режим отправки объекта, не требуют явной аутентификации или шифрования, поэтому связывание не повлияет на взаимодействие с пользователем, связанное с вариантом использования службы. 

0x2: механизм сопряжения

После введения Secure Simple Pairing в Bluetooth 2.1 механизм сопряжения был значительно изменен.

1. Старый матч

Это единственный способ выполнить сопряжение Bluetooth версии 2.0 или более ранней. Каждое устройство должно ввести PIN-код; только когда оба устройства вводят один и тот же PIN-код, соединение может быть успешным. В качестве ПИН-кода можно использовать любую 16-битную строку UTF-8. Однако не все устройства могут вводить все возможные PIN-коды.

1Ограниченные устройства ввода: очевидным примером является гарнитура громкой связи Bluetooth, у которой почти нет интерфейса ввода. Эти устройства обычно имеют фиксированный PIN-код, например"0000"или же"1234", Жестко запрограммирован устройством
2• Устройства цифрового ввода: например, мобильные телефоны являются классическими устройствами этого типа. Пользователь может ввести значение до 16 цифр.
3• Устройства буквенно-цифрового ввода: например, персональные компьютеры и смартфоны. Пользователь может ввести полный код UTF-8  Символы используются в качестве ПИН-кода. Если вы соединяетесь с устройством с ограниченными возможностями ввода, вы должны учитывать ограничения ввода другого устройства.Нет реального механизма для устройства с достаточными возможностями ввода, чтобы определить, как ограничить ввод, который может использовать пользователь. 

2. Простое безопасное соединение (SSP)

Это требуется для версии Bluetooth 2.1, хотя версия Bluetooth 2.1 может использовать только старый метод сопряжения для взаимодействия с более ранней версией устройства. Простое безопасное соединение использует криптографию с открытым ключом (криптография с открытым ключом), некоторые типы также могут защищать от атак типа “человек посередине” (человек посередине, называемый MITM). SSP имеет следующие характеристики

1Просто работает: в буквальном смысле этот метод может быть запущен напрямую, без взаимодействия с пользователем. Однако устройство может предложить пользователю подтвердить процесс сопряжения. Типичное применение этого метода наблюдается в наушниках с ограниченными функциями ввода и вывода, и он более безопасен, чем механизм с фиксированным PIN-кодом. Этот метод не обеспечивает защиту MITM.
2. Числовое сравнение (числовое сравнение): если оба устройства имеют дисплеи, и хотя бы одно из них может принимать двоичные"ли"Пользовательский ввод, они могут использовать числовое сравнение. Этот метод может отображать 6-значный цифровой код на обоих устройствах, и пользователю необходимо сравнить и подтвердить соответствие чисел. Если сравнение прошло успешно, пользователь должен подтвердить соединение на устройстве, которое может принимать ввод. Этот метод может обеспечить защиту «человек посередине» (MITM), но требует от пользователя подтверждения на обоих устройствах и правильного завершения сравнения.
3. Ввод ключа доступа: этот метод можно использовать для устройства с экраном дисплея и устройства с вводом с цифровой клавиатуры (например, клавиатуры компьютера) или двух устройств с вводом с цифровой клавиатуры.
    1) В первом случае на дисплее отображается 6-значный код, и пользователь может ввести код на клавиатуре другого устройства.
    2) Во втором случае два устройства должны ввести на клавиатуре один и тот же шестизначный код одновременно. Оба метода могут обеспечить защиту «человек посередине» (MITM).
//Ядро защиты MITM - ручное взаимодействие4Метод передачи без Bluetooth (OOB): этот метод использует внешние методы связи, такие как Near Field Communication (NFC), для обмена некоторой информацией, используемой в процессе сопряжения. Сопряжение осуществляется через радиомодуль Bluetooth, но для предоставления информации также требуются механизмы передачи, отличные от Bluetooth. Этот метод обеспечивает только уровень защиты MITM, реализованный в механизме OOB.

0x3: модуль Bluetooth master-slave

1Хост - это сторона, которая может искать других и активно устанавливать соединение
2Подчиненное устройство не может активно установить соединение и может только ждать, пока другие подключатся к нему.
3. Интеграция ведущий-ведомый - это возможность переключаться между ведущим и ведомым режимами, в качестве ведущего или ведомого.

Relevant Link:

3. Конфиденциальность

Bluetooth обеспечивает конфиденциальность, целостность и получение ключей на основе специального алгоритма, основанного на блочном шифре SAFER . Генерация ключа Bluetooth обычно основана на PIN-коде Bluetooth, который необходимо вводить на обоих устройствах. Если устройство одной стороны (например, гарнитура или подобное устройство с ограниченным пользовательским интерфейсом) имеет фиксированный PIN-код, этот процесс также может быть изменен. Во время процесса сопряжения первоначальный ключ или мастер-ключ генерируется алгоритмом E22. Потоковый шифр E0 также используется для шифрования пакетов данных и обеспечения конфиденциальности.Он основан на общедоступном шифровании, то есть на ранее сгенерированном соединительном слове или главном ключе. Эти ключи могут использоваться для последующего шифрования данных, передаваемых по радиоинтерфейсу.Ключи зависят от PIN-кода, введенного в устройства обеих сторон или одной стороны.

0x1: риск

Технология Bluetooth имеет свои преимущества, но уязвима для сетевых атак, основанных на протоколах связи.

1. Атака отказа в обслуживании
2.Подслушивание
3. Атака "человек посередине"
4. Модификация сообщения
5. Злоупотребление ресурсами

0x2: Bluejacking

Bluejacking означает, что пользователи отправляют изображения или информацию пользователям, которые не знают о другой стороне, через беспроводную технологию Bluetooth. Обычные приложения включают короткие сообщения, такие как «Вас поймали». Bluejacking не подразумевает удаление или изменение каких-либо данных на устройстве. Bluejacking может включать получение беспроводного контроля над мобильными устройствами и совершение платных звонков, принадлежащих инициаторам Bluejack.

Relevant Link: 

4. Классификация протокола Bluetooth.

0x1: HFP(Hands-free Profile)

HFP (профиль громкой связи) позволяет устройствам Bluetooth управлять вызовами, такими как ответ, отключение, отклонение и голосовой набор. Отклонение и голосовой набор номера зависят от того, поддерживают ли гарнитура Bluetooth и телефон

0x2: HSP

HSP описывает, как гарнитуры Bluetooth обмениваются данными с компьютерами или другими устройствами Bluetooth (например, мобильными телефонами). После подключения и настройки гарнитуру можно использовать в качестве интерфейса аудиовхода и вывода удаленного устройства. Это наиболее часто используемая конфигурация, которая в настоящее время популярна для поддержки гарнитур Bluetooth и мобильных телефонов. Он основан на подмножестве команд CVSD или PCM и AT из GSM 07.07 со звуком, закодированным со скоростью 64 килобит / с, и включает минимальное управление звонком, ответ на входящие вызовы, отключение и регулировку громкости.
Типичный сценарий использования – использование беспроводной гарнитуры для подключения к мобильному телефону. Несколько типов устройств, которые могут использовать HSP: гарнитуры, мобильные телефоны, КПК, персональные компьютеры, ноутбуки.

0x3: A2DP

Полное название A2DP – Advanced Audio Distribution Profile (Протокол модели передачи звука Bluetooth). A2DP может использовать чип в гарнитуре для стека данных для достижения звука высокой четкости. Гарнитура с A2DP – это стереогарнитура Bluetooth. Звук может достигать 44,1 кГц, а средний наушник может достигать только 8 кГц. Если мобильный телефон поддерживает Bluetooth, пока загружен протокол A2DP, можно использовать гарнитуру A2DP. Также упоминаются общие технические параметры Bluetooth V1.0 V1.1 V1.2 V2.0 – они относятся к технической версии Bluetooth, относятся к скорости передачи через Bluetooth, поддерживают ли они A2DP, зависит от конкретного продукта Bluetooth. производитель использует эту технологию

0x4: AVRCP

1. AVRCP (профиль дистанционного управления аудио / видео), который является аудио /Технические характеристики дистанционного управления видео
2AVRCP предназначен для обеспечения стандартного интерфейса для управления телевизором, оборудованием Hi-Fi и т. Д. Этот файл конфигурации используется, чтобы позволить одному устройству дистанционного управления (или другому устройству) управлять всеми A /V. оборудование. Его можно использовать с A2DP или VDP.
3AVRCP определяет, как управлять характеристиками потокового мультимедиа. Включают
    1) тайм-аут
    2) остановка 
    3) Начать воспроизведение
    4) контроль громкости 
    5) Другие типы операций дистанционного управления
4. AVRCP определяет две роли
    1) Контроллер: Контроллер обычно представляет собой устройство дистанционного управления.Контроллер преобразует обнаруженные пользовательские операции в сигналы управления аудио / видео, а затем передает их на удаленное устройство Bluetooth. за"Walkman"Тип медиаплеера, устройством управления может быть гарнитура, позволяющая пропускать аудиодорожки.
    2) Целевое устройство: Целевое устройство - это устройство, характеристики которого можно изменять. В AVRCP целевым устройством является фактический проигрыватель. Доступные функции обычного инфракрасного пульта дистанционного управления могут быть реализованы в этом протоколе.
5Протокол AVRCP определяет диапазон применения набора команд цифрового интерфейса AV / C, что упрощает реализацию и упрощает работу. Этот протокол использует режим устройства AV / C и формат команд для управляющих сообщений, которые могут передаваться через протокол передачи управления аудио / видео (AVCTP).

0x5: OPP

Смотрите про коптеры:  Настройка Bluetooth на Android: обычная и через инженерное меню

Часть программы связи Bluetooth должна использовать OPP Profile: Object Push Profile для передачи данных между устройствами.Поскольку профиль OPP подразделяется на OPPC (клиент) и OPPS (сервер), разница между этими двумя профилями заключается в том, что только клиент сторона может быть использована.Процесс инициирования передачи данных, но в случае подключения дополнительного устройства к мобильному телефону, и мобильный телефон, и сторона устройства должны инициировать запрос передачи данных, поэтому два профиля OPPC и OPPS должны быть реализованным в устройстве

0x6: PBAP

Профиль доступа к телефонной книге

Relevant Link:

5. Стек протоколов Bluetooth.

Спецификация протокола Bluetooth соответствует эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI / RM), которая определяет различные уровни стека протоколов Bluetooth от низкого до высокого.
Целью спецификации Bluetooth, определенной SIG, является обеспечение взаимодействия между различными приложениями, которые соответствуют спецификации. Совместимые удаленные устройства должны использовать один и тот же стек протоколов, а разным приложениям нужны разные стеки протоколов. Однако все приложения должны использовать уровень канала передачи данных и физический уровень в спецификации Bluetooth.

0x1: архитектура стека протоколов

Полный стек протоколов Bluetooth показан на рисунке ниже. Не все приложения должны использовать все протоколы, но можно использовать только один или несколько столбцов.

Bluetooth Headset, HandsFree, A2DP, AVRCP, HSP, EDR и другие Bluetooth-профили мобильных устройств.

Основной протокол Bluetooth состоит из четырех частей: основной полосы частот, управления каналом связи, протокола управления и адаптации логического канала и протокола поиска услуг.

1. Основное соглашение
    1) BaseBand (протокол основной полосы частот): протокол основной полосы частот обеспечивает радиочастотное соединение между каждым устройством Bluetooth для формирования беспроводной сети.
    2) LMP (протокол управления связью): протокол управления связью (LMP) отвечает за установление и настройку соединений между устройствами Bluetooth. LMP выполняет проверку личности и шифрование посредством инициирования, обмена и проверки соединения, а также ведет переговоры для определения размера пакетов данных основной полосы частот; кроме того, он также контролирует режим энергосбережения и рабочий цикл беспроводных устройств, а также состояние подключения единиц оборудования. в беспроводной сети 
    3L2CAP (протокол управления логическим каналом и адаптации): протокол управления и адаптации логического канала (L2CAP) является протоколом верхнего уровня основной полосы частот.Можно считать, что L2CAP и LMP работают параллельно. Разница между L2CAP и LMP заключается в том, что, когда бизнес-данные не проходят через LMP, L2CAP предоставляет услуги для верхнего уровня.
    4) SDP (Use Service Search Protocol): используйте протокол Service Search Protocol (SDP) для запроса информации об устройстве и типе услуги, а также установите соответствующее соединение между устройствами Bluetooth. 
2. Кабельный альтернативный протокол: PFCOMM
3. Протокол управления телефонной передачей
    1) TCS-Binary
    2) Набор команд AT
4. Дополнительное соглашение
    1) PPP
    2) UDP/TCP/IP
    3) OBEX
    4) WAP
    5) vCard
    6) vCal
    7) IrMC
    8) WAE

В дополнение к вышеупомянутым уровням протокола в спецификации также определяется интерфейс хост-контроллера (HCI), который обеспечивает командные интерфейсы для контроллера основной полосы частот, диспетчера соединений, состояния оборудования и регистров управления. HCI расположен на нижнем уровне L2CAP, но HCI также может быть расположен на верхнем уровне L2CAP.
Основной протокол Bluetooth состоит из специального протокола Bluetooth, разработанного SIG. Большинству устройств Bluetooth требуется базовый протокол (плюс беспроводная часть), тогда как другие протоколы определяются в соответствии с потребностями приложения. Короче говоря, протокол замены кабеля, протокол управления телефоном и принятый протокол составляют прикладной протокол, основанный на базовом протоколе.

1. Введение в основной протокол Bluetooth

1. Протокол основной полосы частот
 Уровень основной полосы частот и уровень управления каналом обеспечивают физическое соединение с помощью радиочастоты между каждым устройством Bluetooth в пикосети. Радиочастотная система Bluetooth - это система со скачкообразной перестройкой частоты, любой пакет которой отправляется в назначенный временной интервал и назначенную частоту. Он использует процессы запросов и пейджинга для синхронизации частоты отправки и тактовых импульсов между различными устройствами и предоставляет два физических метода подключения для пакетов данных основной полосы частот, а именно:
    1) Ориентированное на соединение (SCO): SCO подходит для голоса и комбинации голоса и данных. Все голосовые пакеты и пакеты данных сопровождаются различными уровнями упреждающего исправления ошибок (FEC) или циклического контроля избыточности (CRC) и могут быть шифрованием. . Кроме того, специальный канал выделяется для разных типов данных (включая информацию управления подключением и информацию управления).
    2) Без установления соединения (ACL): ACL применяется к пакетам данных.
 Многоканальная передача данных может быть реализована на одной и той же радиочастоте, и для передачи голоса между устройствами Bluetooth могут использоваться различные пользовательские режимы.Пакеты с установлением соединения должны передаваться только через основную полосу частот, не достигая L2CAP. Голосовой режим в системе Bluetooth относительно прост, и голос может быть передан, просто открыв соединение тонального сигнала вызова.
 
2. Протокол управления подключением (LMP)
 Этот протокол отвечает за установление соединений между устройствами Bluetooth. Он выполняет аутентификацию и шифрование личности посредством инициирования, обмена и проверки соединения, а также определяет размер пакета данных основной полосы частот посредством согласования. Он также контролирует режим питания и рабочий цикл беспроводных устройств, а также состояние подключения устройства в пикосети.

3. Протокол управления логическим каналом и адаптации (L2CAP)
 Этот протокол является протоколом верхнего уровня основной полосы частот, который можно рассматривать как работающий параллельно с LMP.Разница между ними заключается в том, что, когда бизнес-данные не проходят через LMP, L2CAP предоставляет услуги для верхнего уровня. L2CAP предоставляет услуги передачи данных с установлением соединения и без установления соединения на верхний уровень, используя технологию мультиплексирования, технологию сегментации и рекомбинации, а также технологию группового извлечения. L2CAP позволяет протоколам высокого уровня отправлять и получать пакеты данных длиной 64 КБ. Хотя протокол основной полосы частот предоставляет два типа подключения, SCO и ACL, L2CAP поддерживает только ACL. 

4. Протокол обнаружения служб (SDP)
Служба обнаружения играет решающую роль в структуре технологии Bluetooth и является основой всех пользовательских режимов. Используйте SDP для запроса информации об устройстве и типе услуги, чтобы установить соответствующее соединение между устройствами Bluetooth. 

2. Кабельный альтернативный протокол (RFCOMM)

RFCOMM – это протокол эмуляции последовательной линии, основанный на спецификации ETSI-07.10. Он эмулирует сигналы управления и данных RS-232 по протоколу основной полосы частот Bluetooth и предоставляет услуги для протокола верхнего уровня (например, OBEX), который использует механизм передачи по последовательной линии.

3. Протокол управления телефоном

1. Двоичный протокол управления телефоном (TCS-Двоичный или TCSBIN): этот протокол является бит-ориентированным протоколом.Он определяет сигнализацию управления для установления голосовых вызовов и вызовов данных между устройствами Bluetooth, а также определяет процесс управления мобильностью для обработки групп устройств Bluetooth TCS. В соответствии с рекомендацией ITU TQ.931, TCSBinary обозначен как спецификация протокола управления двоичным телефоном Bluetooth. 
2• Протокол управления телефонным набором AT-команд: SIG определяет набор AT-команд для управления мобильными телефонами и модемами в многопользовательском режиме Набор AT-команд основан на рекомендациях ITU TV.250 и GSM07.07, Его также можно использовать для факсимильной связи.

4. Дополнительное соглашение

1. Протокол точка-точка (PPP): в технологии Bluetooth PPP расположен на верхнем уровне RFCOMM для завершения соединения точка-точка.
2. TCP/UDP/IP: Этот протокол разработан Инженерной группой Интернета и широко используется в Интернет-коммуникациях. В устройствах Bluetooth эти протоколы используются для связи с устройствами, подключенными к Интернету.
3Протокол обмена объектами (OBEX): IrOBEX (сокращенно OBEX) - это протокол сеансового уровня, разработанный организацией Infrared Data Association (IrDA), который использует простой и спонтанный способ обмена объектами. OBEX - это протокол, аналогичный HTTP. Он предполагает, что транспортный уровень надежен и использует client /Серверный режим, не зависящий от механизма передачи и прикладного программного интерфейса передачи (API)
4Формат обмена электронными визитными карточками (vCard), электронный календарь и формат обмена расписанием (vCal) - все это открытые спецификации. Они не определяют механизм передачи, а только определяют формат передачи данных. SIG использует vCard /Спецификация vCal предназначена для дальнейшего содействия обмену личной информацией.
5. Wireless Application Protocol (WAP): этот протокол сформулирован Форумом Wireless Application Protocol Forum, который объединяет различные технологии глобальных беспроводных сетей, и его цель заключается в передаче интернет-контента и телефонных услуг на цифровые сотовые телефоны и другие беспроводные терминалы. 

0x2: пользовательский режим и стек протоколов (протокол прикладного уровня)

1. Режим передачи файлов

Режим передачи файлов обеспечивает функцию обмена данными между двумя терминалами, которые могут передавать файлы с суффиксами .xls, .ppt, .wav, .jpg и .doc, а также полные папки, каталоги или потоки мультимедийных данных и т. Д., Обеспечивая удаленный доступ. Функция просмотра папок

Relevant Link:

Copyright (c) 2022 LittleHann All rights reserved

Windows 8 и 8.1

В этих версиях виндовс тоже есть приложение «Параметры». Для того, чтобы запустить Bluetooth на ноутбуке:

  1. Наведите мышку в правый нижний угол экрана. Кликните на «Параметры».правый нижний угол экрана
  2. В открывшемся окне перейдите во вкладку «Сеть».вкладка Сеть
  3. Откройте режим «В самолете» и убедитесь, что ползунок «Вкл.» находится в активном положении.вкладка в Самолете активна
  4. Вернитесь с помощью кнопки «Назад» на самый первый экран приложения «Параметры» и откройте вкладку «Компьютер и устройства».Компьютер и устройства
  5. Откройте вкладку «Bluetooth». Система автоматически начнет искать активные блютуз-устройства для установки соединения.установка соединения блютуз
Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector