Bluetooth-Kommunikationsprotokolle: Umfassender Einsteigerleitfaden

Allgemein bietet die Bluetooth-Kommunikationstechnologie drahtlose Kommunikation zwischen mobilen Geräten über kurze Distanz und bildet ein PAN (Personal Area Network).

Die Funktechnologie, z. B. Bluetooth 4.0, Bluetooth 2.0 und Bluetooth Low Energy / Bluetooth Smart, ermöglicht Verbindungen zwischen Peripheriegeräten und zentralen Geräten. Oft erfolgt der Kommunikationsbereich aufgrund verschiedener Profile und Kernprotokolle. In diesem Artikel besprechen wir die verschiedenen Protokolle, Profile und wie sich Bluetooth von anderen Kommunikationsprotokollen unterscheidet.

Protokolle in der Bluetooth-Protokollarchitektur

Eine Bluetooth-Protokollarchitektur hat vier Schichten, abhängig vom Aspekt und Zweck von Bluetooth. Wir haben die grundlegenden Modi besprochen, die vom Master-Gerät aus operieren.

Physical Layer Protokoll

Es umfasst:

• Baseband; Es definiert in seinen Diensten des Funkprotokolls die Leistungssteuerung, Timing, Paket-Rahmenformat und Adressierungsalgorithmen.
• Radio; Das Protokoll ist ein Physical-Layer-Äquivalent zu festgelegten Spezifikationen und physikalischer Struktur für die Übertragung von Radiowellen. Weiter beschreibt es Modulationstechniken, Frequenzsprung-Spezifikationen, Frequenzbänder und Luftschnittstelle.

• Data Link Layer hat die folgenden Funktechnologie-Protokolle:
  • Link Manager Protocol (LMP); Es unterhält Verbindungen, die Kommunikation ermöglichen, und erstellt logische Links zwischen zwei verbundenen Geräten. Sie können den Link Manager auch nutzen, um Paketgrößen, Nachrichtenverschlüsselung und Geräteauthentifizierung auszuhandeln.
  • Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP); Der Link Controller stellt die Anpassung zwischen dem Baseband-Lagen-Rahmen und dem oberen Lagen-Rahmenformat her. Zudem unterstützt es einfaches Pairing von verbindungslosen und verbindungsorientierten Diensten wie bei einem Remote-Gerät.
• Middleware Layer umfasst:
  • RFComm (Radio Frontend Component); Bietet eine serielle Schnittstelle mit Wireless Application Protocol (WAP).
  • Adopted Protocols; Häufig übernommen aus Modellen wie OSI, Beispiele sind WAP, Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP), Internet Protocol (IP) und Point-to-Point Protocol (PPP).
  • Service Discovery Protocol (SDP); Nach Aufbau einer Verbindung hilft ein SDP, die Dienste am verbundenen Bluetooth-Gerät zu entdecken.
  • AT Commands; Es fungiert als Attention-Befehlssatz und sendet Anweisungen an ein Bluetooth-Modul.
• Application Layer

Sie enthält die Benutzerprofile, die es Ihnen ermöglichen, mit den Bluetooth-Anwendungen zu interagieren.

Bluetooth Profile

Neben dem grundlegenden Bluetooth-Standard-Protokollstapel gibt es zusätzliche Protokolle (Bluetooth Profile), die weiter definieren, wie Sie Bluetooth nutzen.

Die fünf Bluetooth-Profilarten umfassen:

Serial Port Profile (SPP)

Es ist ein Bluetooth-Profil, das als serielle Verbindung fungiert. Zudem sendet es Daten sequenziell in Bursts aus, weshalb Geräte, die SPP nutzen, kommunizieren, als gäbe es diskrete Empfangs- und Übertragungskanäle.

Beispiel: Die Verwendung eines Serial Port Profils, ermöglicht durch Bluetooth-Module, verbessert die Kommunikation zwischen zwei Arduino-Boards.

Bluetooth Kommunikationsprotokoll – Human Interface Device (HID)

Zweitens haben wir das HID-Profil, das auf Bluetooth-fähigen Benutzereingabegeräten wie Joysticks, Tastaturen, Medizinprodukten und Mäusen anwendbar ist.

Es ersetzt USB-Kabel, da es wie ein für Bluetooth-fähige Geräte erstelltes HID-Profil funktioniert.

Bluetooth Kommunikationsprotokoll – Hands-Free Profile (HFP) und Headset Profile (HSP)

Sie sind empfehlenswert für Bluetooth-fähige Kopfhörer oder Ohrhörer und Freisprecheinrichtungen, die in Fahrzeuge integriert sind.

Zudem verfügen sie über Funktionen, die Ihnen helfen, die Lautstärke anzupassen, Anrufe zu halten oder zu beenden, ohne Ihr Mobiltelefon zu berühren.

• Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)

A2DP erklärt, wie Sie Audio zwischen zwei Bluetooth-Geräten empfangen und übertragen können, wie Bluetooth-Lautsprecher, die mit MP3-Playern verbunden sind.

Zudem überträgt es hochwertiges Audio unidirektional, wodurch es sich von HFP und HSP unterscheidet.

• A/V Remote Control Profile (AVRCP)

Schließlich haben wir AVRCP, das die Fernsteuerung eines Bluetooth-Geräts durch einen einfachen Pairing-Prozess erlaubt. Sie können es zusammen mit einem A2DP implementieren, damit der Remote-Lautsprecher das Audio-sendende Gerät anweisen kann, zurückzuspulen, vorzuspulen etc.

Beispiel im Anwendungskontext: Eine Bluetooth-Fernbedienung, die AVRCP nutzt, um einen Bluetooth-Lautsprecher zu steuern.

Bluetooth Kommunikationsprotokoll – Vergleich von Bluetooth mit anderen drahtlosen Kommunikationsprotokollen

Unbestreitbar gibt es mehrere drahtlose Kommunikationsprotokolle neben Bluetooth. Zudem haben alle unterschiedliche Eigenschaften voneinander.

Die Tabelle unten gibt eine Zusammenfassung der Unterschiede.

Bluetooth Kommunikationsprotokoll – Vorteile von Bluetooth Protokollen

Sie finden Bluetooth-Protokolle in den folgenden Anwendungen:

• In Autos, eingeführt 2004 mit 430-Band-Freisprechsystemen wie Lexus und Toyota Prius.
• Kleine Werbeanzeigen an andere erkennbare Bluetooth-Geräte von einer Bluetooth-fähigen Werbetafel über einen einfachen Pairing-Prozess senden.
• Erinnerungen, Kalendertermine, Kontaktdaten, Dateien etc. zwischen Geräten mit OBEX übertragen.
• Geräte wie Drucker, Mobiltelefone, Tastaturen und Mäuse haben drahtlose Kommunikation mit PC-Ein- und Ausgabegeräten.

Fazit

Wir haben das Ende unseres Artikels zu Bluetooth-Kommunikationsprotokollen erreicht, die die Verbindung zwischen Geräten verbessern. Für Fragen oder Klärungen kontaktieren Sie uns gerne.