蓝牙怎么样操作（蓝牙如何运作）

尽管蓝牙技术已成为耳机的代名词，但它已用于各种无线设备。

随着世界之间的联系日益紧密，我们采用了许多技术来帮助我们与朋友和家人保持联系。蓝牙技术是最受欢迎的技术之一，它可以在我们每天使用的许多设备中找到。该无线技术连接鼠标和键盘到我们的计算机。它在早上通勤时将手机连接到汽车上，以赶上最新的播客，并将智能手表和活动跟踪器连接到智能手机。

当任何两个设备需要相互通信时，它们必须在多个要点上达成共识，然后才能开始对话。第一个共识是物理上的：他们会通过有线还是无线信号进行通话？如果使用电线，则需要几根，一根，两根，八根或25根？一旦确定了物理属性，就会出现其他问题：

• 一次将发送多少数据？例如，串行端口一次发送1位数据，而并行端口一次发送数位。
• 他们将如何互相交谈？电子讨论中的所有各方都需要知道这些位的含义，以及他们接收的消息是否与发送的消息相同。这意味着开发一套称为协议的命令和响应。

无需任何物理连接，蓝牙特殊兴趣小组（SIG）可以创建无线技术标准，供硬件制造商在创建新设备时使用。随着技术的发展，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。尽管相似，但存在细微的差异，使它们可用于不同的应用程序。我们将在下面了解两种蓝牙技术。

内容

1. 蓝牙连接
2. 蓝牙技术如何运作
3. 蓝牙范围
4. 蓝牙安全

无线通信现在是一种普遍现象。我们中的许多人在我们的办公室和家中都有WiFi互联网连接。但是蓝牙设备直接相互通信，而不是通过诸如无线路由器之类的中间设备发送流量。这使生活变得非常便利，并且使电量消耗极低，从而延长了电池寿命。

蓝牙设备使用低功率无线电波在2.400 GHz和2.483.5 GHz之间的频带上进行通信[来源：蓝牙特殊利益集团（SIG）。这是为使用工业，科学和医疗设备（ISM）的国际协议而保留的少数频段之一。

您可能已经使用的许多设备都利用了相同的无线电频段，包括婴儿监视器，车库门开启器和最新一代的无绳电话。确保蓝牙设备和其他无线通信技术不会相互干扰至关重要。

截至2020年，蓝牙技术有两种类型：低功耗蓝牙（LE）和经典蓝牙（通常更称为蓝牙基本速率/增强数据速率或BR / EDR）[来源：蓝牙SIG ]。两者都使用相同的频段运行，但到目前为止，Bluetooth LE是更流行的选择。它所需的能量要少得多，并且除了允许通过两个设备之间的点对点连接进行通信之外，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稍高的数据速率（3 Mbs相比1Mbs或2 Mbs），但是只能用于点对点连接的两个设备之间的直接通信。蓝牙技术的两种类型都有其独特的优势，制造商采用了最适合其产品需求的版本。

蓝牙BR / EDR设备必须始终配对，并且此过程导致两个设备中的每个相互信任，并且能够使用加密以安全的方式交换数据。

当蓝牙BR / EDR设备相互之间处于范围内时，将进行一次电子对话，以确定它们是否彼此信任并共享数据。用户通常不需要按下按钮或发出命令-电子对话会自动发生。对话一旦发生，设备（无论它们是计算机系统的一部分还是立体声系统的一部分）便形成网络。

蓝牙LE的工作原理有所不同。设备也可以配对以在它们之间形成信任关系，但并非所有类型的产品都需要此关系。希望被发现的Bluetooth LE设备在称为广告的过程中广播特殊消息（称为数据包）。广告包包含有关广告设备的有用信息。另一合适的设备将通过扫描（收听）广告包并从合适的设备中选择广告包来找到广告设备。通常，只有在用户通过按下智能手机应用程序中的按钮来触发扫描时，才进行扫描。通常，然后向用户显示已发现的适当设备的详细信息，然后选择要连接的设备。

连接到同一中央设备（例如，智能手机）的蓝牙外围设备（例如，活动跟踪器和智能手表）形成个人区域网络（PAN）或微微网可能会填满整个建筑物，或者距离可能不超过口袋里的智能手机与手腕上的手表之间的距离。一旦建立了微微网，其成员就会一致地跳跃无线电频率，以便它们彼此保持联系，并避免干扰可能在同一房间内运行的其他蓝牙微微网或使用其他无线技术（例如WiFi）的设备。蓝牙技术甚至可以了解哪些无线电信道运行良好，哪些无线电信道正在受到干扰，因此它可以动态避免出现不良信道，而仅使用不受干扰的信道。这个过程称为自适应跳频，即使在运行大量无线设备的环境中，蓝牙设备也可以正常工作。

蓝牙技术为智能手机和智能扬声器提供动力

尽管许多人主要将蓝牙视为一种短程技术，但它也可以用于连接相距一公里（3,280英尺）以上的设备。[来源：Bluetooth SIG ]。实际上，许多类型的产品（例如无线耳机）都要求设备的通讯距离非常短。但是，由于蓝牙技术非常灵活并且可以根据应用程序的需要进行配置，因此制造商可以调整设备上的蓝牙设置，以达到所需的范围，同时最大程度地延长电池寿命并获得最佳信号质量。

有几个因素会影响蓝牙设备的范围：

• 无线电频谱：蓝牙技术的频带使其成为无线通信的不错选择。
• 物理层（PHY）：这定义了如何使用无线电发送和接收数据的一些关键方面，例如数据速率，如何执行错误检测和纠正，干扰保护以及其他影响不同范围信号清晰度的技术。
• 接收器灵敏度：接收器仍然可以接收和正确解码数据的最小信号强度的度量。
• 发射功率：您可能期望，发射信号强度越高，可以达到的范围就越长。但是增加传输功率也会更快耗尽电池。
• 天线增益：从本质上讲，这是将来自发射机的电信号转换为无线电波，然后又在接收端返回。
• 路径损耗：多种因素可能会削弱信号，包括距离，湿度和信号通过的介质（例如木材，混凝土或金属）。

蓝牙技术的最新更新之一是引入一种称为前向纠错（FEC）的技术，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，并在不使用更多发射功率的情况下将设备的有效范围提高了四倍或更多倍。这意味着当设备距离发射器的距离远得多时，该设备可以成功接收数据，而发射器的信号将更弱。

蓝牙技术包括许多安全措施，这些措施甚至可以满足最严格的安全要求，例如联邦信息处理标准（FIPS）中包含的那些要求。

设置新设备时，用户通常会经历一个称为配对的过程。配对为每个设备配备了特殊的安全密钥，并使它们彼此信任。需要配对的设备将不会连接到尚未配对的其他设备。

这些安全密钥允许蓝牙技术以多种方式保护数据和用户。例如，设备之间交换的数据可以被加密，以便其他设备无法读取。它还可以每隔几分钟就伪装和更改一个地址，该地址充当设备的身份并且包含在无线数据交换中。这样可以保护用户免受使用其个人电子设备传输的数据进行跟踪的风险。

如果您拥有支持蓝牙的设备，那么您将自己体验到这一点。例如，如果您购买无线鼠标，则在第一次打开它时，会将其与计划使用它的设备配对。您可以打开鼠标，然后在附近的蓝牙配件列表中看到设备的名称后，在计算机上的蓝牙设置中将其配对。根据设计，计算机可以一次处理许多蓝牙连接。您可能要使用无线鼠标，键盘和耳机。

但是，这些配件的制造商将一次只能连接一个。您希望键盘仅在计算机上键入，或者您的耳机专门听手机。有些允许用户将设备与多台计算机，平板电脑或电话配对，但可能一次只能连接一台。这完全取决于制造商认为适合其产品的产品。

某些设备在与其他设备配对时需要安全性代码。这是身份验证的示例并确保您与之建立信任关系的设备就是您认为的设备，而不是环境中其他位置的设备。例如，许多汽车可让您接听电话而无需将手从方向盘上移开。首次使用此功能时，您将必须使用汽车的娱乐显示器和智能手机将手机和汽车的音频系统配对。汽车会为您提供一个可输入的数字。您的手机会告知您要使用数字代码配对的设备。您在娱乐显示器上输入代码以确认这是授权的配对。之后，您可以使用免提电话系统，而无需再次配对。

用户还可以控制设备对其他蓝牙设备的可见性。例如，在计算机或智能手机上，您也可以简单地将设备的蓝牙模式切换为“不可发现”，或者简单地禁用蓝牙，直到再次需要它为止。