Bluetooth-eining er sjálfstæð hagnýt eining sem samþættir Bluetooth-kubb, útvarpsbylgjurás, loftnet og nauðsynlegan hugbúnaðarsamskiptastafla. Það birtist venjulega í formi lítillar hringrásarborðs, sem veitir staðlað viðmót (eins og UART, USB, SPI, osfrv.), sem gerir aðaltækinu (eins og örstýringunni þinni eða tölvunni þinni) kleift að eiga samskipti við það með einföldum leiðbeiningum án þess að þurfa að hafa áhyggjur af flóknum undirliggjandi þráðlausum samskiptaupplýsingum.
Einföld líking:Bluetooth-einingin er eins og „þýðandi“. Aðaltækið þitt (svo sem ein-flís örtölva) getur aðeins talað „mandarín“ (stafræn merki), á meðan þráðlausi heimurinn talar „Bluetooth“ (útvarpsbylgjur). Þessi þýðandi ber ábyrgð á að þýða "Mandarin" yfir á "Bluetooth tungumál" og senda það út. Á sama tíma getur það einnig þýtt móttekið "Bluetooth tungumál" aftur í "Mandarin" fyrir aðaltækið til að hlusta á.
Kjarnaþrep aðgerða Bluetooth-einingarinnar
The operation of a Bluetooth module can be divided into four main stages: 1. Standby and broadcasting -> 2. Discovery and Pairing -> 3. Connection and Communication ->4. Gagnaskipti.
Fyrsti áfangi: Biðstaða og útsending
Kveikt-við frumstillingu: Eftir að kveikt er á Bluetooth-einingunni verður fastbúnaður (fastbúnaðar) og samskiptareglur stafla hennar hlaðinn og fer í greinanlegt ástand.
Hlutverksskilgreining: Bluetooth tæki hafa tvö grundvallarhlutverk í samskiptum:
Aðaltæki: Tækið sem leitar á virkan hátt að og tengist öðrum tækjum (td farsíma).
Frá tæki: Tæki sem bíður óvirkt eftir að vera tengt og sendir venjulega útsendingarmerki (til dæmis: Bluetooth heyrnartól, snjallarmbönd).
Margar einingar styðja meistara-þrælsamþætta stillingu.
Útsending: Ef einingin er stillt sem þræltæki mun hún reglulega senda litla gagnapakka á tilteknar útsendingarrásir (samtals 3), eins og hrópandi: "Ég er hér, ég er XXX, komdu og tengdu mig!" . Þessi útsendingarpakki inniheldur heimilisfang, nafn og aðrar upplýsingar um tækið.
Áfangi tvö: Uppgötvun og pörun
Skönnun: Aðaltækið (eins og farsíma) mun kveikja á Bluetooth-aðgerðinni og byrja að skanna á öllum útsendingarrásum og hlusta eftir þessum útsendingarmerkjum.
Uppgötvun: Þegar aðaltækið fær útsendingarpakkann frá þrælatækinu getur það séð nafn tækisins á listanum. Þetta ferli er kallað "uppgötvun".
Tenging: Þú velur tæki af farsímalistanum og smellir á „Tengjast“. Farsíminn mun senda beiðni um tengingu á heimilisfang tækisins.
Pörun: Til að tryggja örugg samskipti þarf að koma á trausti á milli tækja og það er það sem pörun snýst um.
Báðir aðilar munu skiptast á tímabundnum lykli.
Notendur gætu þurft að slá inn PIN-númer (eins og 0000 eða 1234) til staðfestingar til að tryggja að þú sért tengdur við rétt tæki.
Eftir vel heppnaða pörun munu báðir aðilar skiptast á og vista -gildan tengilykil til lengri tíma. Næst þegar þeir tengjast geta þeir sjálfkrafa og fljótt tengst aftur án þess að þurfa að slá inn PIN-númerið aftur.
Þriðji áfangi: Tenging og samskipti
Að koma á tengingu: Eftir vel heppnaða pörun er stöðugri Bluetooth-tengingu frá punkti-til-punkti formlega komið á.
Tíðni-hopptækni: Þetta er einn af kjarnaþáttum í starfsemi Bluetooth. Eftir að tengingunni hefur verið komið á munu aðal- og þrælatækin samstillt og á háhraða hoppa á tíðni á 79 (Classic Bluetooth) eða 40 (lág-afl Bluetooth) gagnarásum í gervi-handahófskenndri röð.
Markmið: Að efla mjög-truflunargetu. Vegna þess að Wi-Fi, örbylgjuofnar og önnur tæki starfa öll á 2,4GHz tíðnisviðinu, ef truflað er á ákveðinni rás, munu þau strax hoppa á næstu hreinu rás til að halda samskiptum áfram og þú finnur varla fyrir töf.
Fjórði áfangi: Gagnaskipti
Eftir að tengingunni er komið á hefjast raunveruleg gagnaskipti.
- Aðaltæki endi
Forritið þitt (til dæmis raðtengi villuleitaraðstoðarmaður) býr til gögn (eins og „Halló“).
Gögn eru send til Bluetooth-einingarinnar í gegnum tengi aðaltækisins (eins og UART).
- Gagnaumsöfnun
Eftir að hafa fengið upprunalegu gögnin sendir Bluetooth-einingin þau ekki beint.
Samskiptareglur stafla hans mun umlykja gögn lag fyrir lag, rétt eins og „umbúðir hraðsendingar“:
- Umsóknarlag: Skilgreindu snið og merkingu gagna.
- RFCOMM/ATT/GATT: Hermir eftir raðtengi eða skilgreinir þjónustu-/eiginleikagildi til að útvega rásir fyrir efri-lagsforrit.
- L2CAP: Ábyrgð á skiptingu gagna og endursamsetningu til að tryggja áreiðanlega sendingu stórra gagnapakka.
- Grunnbandslag: Stjórnar líkamlegum tengingum, dulkóðun og tíðni-hoppröðum.
Að lokum er pakkað gögnum breytt í útvarpsmerki.
- Þráðlaus sending
RF hringrásin inni í einingunni mótar stafræn merki í 2,4GHz útvarpsbylgjur.
Rafsegulbylgjur eru sendar í gegnum loftnet.
- Frá enda tækisins:
Bluetooth-eining loftnet gagnaðila fékk þetta veika útvarpsmerki.
RF hringrásin demodular það aftur í stafrænt merki.
Samskiptareglur staflan er þá eins og að „pakka upp böggum“, lag fyrir lag að pakka niður og fjarlægja hausinn og hala hvers lags, að lokum endurheimta upprunalegu „Halló“ gögnin.
Gögn eru send til aðalstýringarbúnaðar þrælbúnaðarins (eins og einni-flögu örtölvu) í gegnum viðmót (eins og UART), og staka-flís örtölvan getur stjórnað LED, mótornum eða birt hana á skjánum út frá þessum gögnum.
Lykil tækniaðstoð
- Bókunarstafla: Þetta er "heilinn" eða "stýrikerfi" Bluetooth-einingarinnar, sem útfærir allar flóknar reglur og ferla sem eru skilgreind í Bluetooth tækniforskriftinni. Án þess er eining bara fullt af vélbúnaði.
- Pörun og dulkóðun: Tryggja friðhelgi og öryggi samskipta, koma í veg fyrir að gögn séu hleruð eða átt við þau.
- Orkustýring: Sérstaklega Bluetooth Low Energy tækni, með afar lítilli biðstöðuorkunotkun, hraðri tengingu og „senda - svefns - sendingu“ vinnuham, gerir hnapparafhlöðu kleift að virka í nokkur ár.
Samantekt
Rekstur Bluetooth-einingarinnar er í meginatriðum þráðlaus gagnasending og móttökuferli sem fylgir ströngum samskiptareglum, er öruggt og ónæmt fyrir truflunum. Það felur flókna þráðlausa samskiptatækni í einfaldan „svartan kassa“. Hönnuðir geta náð þráðlausri gagnasendingu einfaldlega með leiðbeiningum um raðtengi, sem dregur verulega úr þróunarerfiðleikum og kostnaði.
Þú getur ímyndað þér það sem þráðlausa raðtengissnúru, þar sem annar endinn er tengdur við tæki A og hinn endinn við tæki B. Þeir geta átt frjáls samskipti eins og snúru tengingu án þess að þurfa líkamlega snúrur.
