0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

蓝牙到底在传输什么?蓝牙的工作原理

爱上半导体 来源:爱上半导体 2024-07-14 11:48 次阅读

蓝牙的传输频率是2.4 GHZ ,也就是一秒钟之内蓝牙信号可以改变24亿次。

我曾经天真的以为,信号每改变一次可以传输一位的信息,这样来看一秒之内可以传输24亿位信息。

02cd3eee-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

1个字节等于8个比特位,则蓝牙的传输速度最快可到300MB/S。

02ef8e86-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

然而实际情况是,蓝牙的最高传输速度只有3MB/S。那实际的传输速率和我们设想的差距为什么这么大呢?还有就是蓝牙到底在传输什么?

不管是什么通讯,它传输的都是二进制的0和1,但是每一种通讯的帧格式各不相同。

比如说串口通讯,它的一帧信息只传递10位信息!‍

030b2970-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

一帧标准的CAN通讯有108位信息;

03278c6e-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

蓝牙通讯有两种,分为经典蓝牙和低功耗蓝牙。

一帧经典蓝牙的数据包最多有357个字节,低功耗蓝牙最多有261个字节。

可以看一下他们的协议构成,经典蓝牙的开头是9个字节的访问地址,访问地址可以来区分

每一个蓝牙设备,然后是7个字节的标头,标头的作用是确保数据的可靠性和稳定性。

再后面是数据位,长度在0-339个字节之间,如果是简单的控制指令,它的数据位的长度很

短,可能只有一两个字节,但如果传递的是音频信号,则它的数据位可达上百个字节。

最后的两个字节是CRC校验,用于检测这一帧数据正确与否。

03416922-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

再来看低功耗蓝牙,在它的最开始有1个字节的预补码,用于时钟同步和信道估计。

接下来是4个字节的访问地址,用于区分不同的蓝牙设备。

然后是2-253个字节的数据位,最后是三个字节的CRC校验位。

036d8020-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

这就是一帧完整的蓝牙信息。

经典蓝牙和低功耗蓝牙的区别如下;

低功耗蓝牙 经典蓝牙
信道 40个信道 2MHZ间隔 79个信道 1MHZ间隔
传输距离 10米左右 最大可100米
传输速度 通常不大于2M/S 最大3M/S
功耗 功耗极低
电池供电可使用数年时间
不注重功耗
着重于传输容量
应用 物联网
智能家居
可穿戴设备
蓝牙耳机
数据传输
鼠标键盘

如果是有线传输,我们发送什么逻辑,电线中对应的也就是什么电平。

但蓝牙是无线传输,那高低电平在空中是如何传输的呢?

是不是我们发送一个高电平,在空气中就有一个高电平;发送一个低电平,空气中就会产生

一个低电平呢?

肯定不是这样的。

真正的无线传输肯定不会这么简单。

蓝牙的传输需要专门的蓝牙模块,它的作用是把CPU发出来的低频数字信号,转化为

高频的载波信号。

03813ed0-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

很多个高频载波信号才能表示一个0或者1,所以说即使是蓝牙的频率是2.4Ghz,但蓝牙的

数据传输速率最快也才3MB/S。

03966346-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

如此看来,蓝牙至少得需要2种频率才能传递数据。2.4GHz只是一个大概频率。

蓝牙利用的是高斯频移键控技术,低功耗蓝牙的GFSK的偏移量一般为±185KHz,首先确定一个中心频率,比如中心频率为2.402GHZ,逻辑1是在中心频率的基础上加185KHZ,逻辑0是在这个基础上减去185KHZ。

03a1b0a2-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

一般同一个空间内有很多个蓝牙设备,他们采用的都是这个频率,那它们传递蓝牙数据岂不

就乱了吗?

不会的!

蓝牙技术采用了多信道通讯,比如低功耗蓝牙有40个信道。

信道范围从2.402Ghz到2.480Ghz,每个信道的间隔是2MHZ,这样就划分了40个不同的信

道。比如在2.402GHz信道内通讯,则它实际传输的就是我们刚才通过GFSK计算的频率。

03c08e96-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

如果是经典蓝牙,它的信道数量是79个,其范围也是从2.402GHZ-2.480Ghz,但是每一个

信道的带宽只有1MHZ。

03dbb414-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

当蓝牙进行通讯时,会频繁的在不同的信道之间进行通讯,一秒之内可达上百次跳频。这样

就能避免其它蓝牙设备的干扰,使蓝牙通讯更加稳定。

最后再来解释一下,蓝牙的数据传输速率最高为3MB/S,说的是数据在CPU和蓝牙模块之间的传输速率;

而蓝牙的频率位2.4GHZ,说的是蓝牙信号在空气中的载波频率为2.4GHZ。

04017e60-4054-11ef-b8af-92fbcf53809c.png

这就是我对蓝牙技术的一些简单理解,希望对你理解有帮助!

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 蓝牙
    +关注

    关注

    114

    文章

    5819

    浏览量

    170256
  • 串口通讯
    +关注

    关注

    1

    文章

    258

    浏览量

    24923
  • can通讯
    +关注

    关注

    1

    文章

    29

    浏览量

    10700

原文标题:蓝牙其实很慢!只有几兆!虽然频率2.4G!蓝牙的工作原理!

文章出处:【微信号:gh_6c2eae7a436d,微信公众号:爱上半导体】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    求教:labview无法连接除本机外的蓝牙设备

    本人小白,在学习labview 蓝牙数据传输功能。我做了一个简单的搜索蓝牙设备的功能,发现只能搜索到本地电脑的蓝牙设备,但是我的苹果手机等没办法找到。我看了论坛类似的文章,看
    发表于 06-10 11:33

    #硬声创作季 典型无线传输技术应用:32.3蓝牙产品蓝牙模块选型要点

    蓝牙无线传输蓝牙模块
    Mr_haohao
    发布于 :2022年10月25日 02:57:20

    蓝牙协议体系结构及工作原理

    Protocol)  蓝牙射频协议处于蓝牙协议栈的最底层,主要包括频段与信道安排、发射机特性和接收机特性等,用于规范物理层无线传输技术,实现空中数据的收发。蓝牙
    发表于 11-08 11:02

    蓝牙耳机的工作原理解析

    蓝牙耳机的工作原理蓝牙耳机听个响?
    发表于 12-30 06:28

    蓝牙定位技术的工作原理是什么?有哪些定位优势?

    蓝牙定位技术的工作原理是什么?蓝牙定位技术的定位方式有哪几种?蓝牙定位技术有哪些定位优势?
    发表于 06-28 08:14

    蓝牙技术的工作原理

    “连接便利” 蓝牙是一种高速、低功耗的微波无线链路技术,旨在将手机、笔记本电脑、PDA和其他便携式设备连接在一起,用户很少或无需工作。与红外线不同,蓝牙不需要对连接的设备进行视线定位。该技术使用现有
    发表于 05-04 17:31

    蓝牙耳机的传输功率/传输范围

    蓝牙耳机的传输功率/传输范围              当蓝牙耳机正常
    发表于 12-31 11:58 5102次阅读

    两种常用的蓝牙网关的工作原理介绍

    从深圳微能信息(95power)的蓝牙网关产品分类来看,蓝牙网关的工作原理要分两种网关来说明。 第一类:集成蓝牙和WiFi两种无线通信方式的蓝牙
    的头像 发表于 04-30 16:51 1.2w次阅读
    两种常用的<b class='flag-5'>蓝牙</b>网关的<b class='flag-5'>工作原理</b>介绍

    蓝牙智能体温贴工作原理

    蓝牙智能体温贴的工作原理一般是利用物联网蓝牙通信技术,将传感器采集到的人体体温数据进行模数转换,再通过蓝牙技术将数据传输给智能手机或云端服务
    的头像 发表于 07-08 15:04 3649次阅读

    蓝牙技术的工作原理及优点

    所谓蓝牙技术就是一种全球无线通讯标准,一定距离内连接设备。目前,蓝牙技术也已应用到各个领域中,并已成为接入物联网(IOT)的主要技术。那关于蓝牙技术的
    的头像 发表于 03-24 10:56 3974次阅读
    <b class='flag-5'>蓝牙</b>技术的<b class='flag-5'>工作原理</b>及优点

    蓝牙网关的组成和工作原理

    一、蓝牙网关的构成部分蓝牙网关是一种将低功耗蓝牙终端,连接到互联网的设备,其工作原理是通过将蓝牙设备的数据
    的头像 发表于 11-26 19:12 1423次阅读
    <b class='flag-5'>蓝牙</b>网关的组成和<b class='flag-5'>工作原理</b>

    蓝牙网关的组成部分和工作原理介绍

    蓝牙网关是一种将低功耗蓝牙终端,连接到互联网的设备,其工作原理是通过将蓝牙设备的数据传输到网络中转站,再通过互联网将数据传送到后台服务器。
    的头像 发表于 11-27 10:11 891次阅读
    <b class='flag-5'>蓝牙</b>网关的组成部分和<b class='flag-5'>工作原理</b>介绍

    经典蓝牙的LMP的工作原理解析

    的LMP进行解析,带大家一起了解LMP的工作原理。 1 什么是LMP? LMP是 controller中的一层,用于控制和协商两个设备之间蓝牙连接的所有操作,这包括了逻辑传输和逻辑链路的建立和控制,以及物理链路的控制,比如
    的头像 发表于 06-12 09:01 2049次阅读
    经典<b class='flag-5'>蓝牙</b>的LMP的<b class='flag-5'>工作原理</b>解析

    蓝牙模块的工作原理与电路设计

    蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,广泛应用于各种智能设备中,如手机、耳机、智能手表等。蓝牙模块作为实现蓝牙通信的核心部件,其工作原理和电路设计对于
    的头像 发表于 06-14 16:04 1605次阅读