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摘要： 本文次要演绎总结蓝牙模块的不同工作模式，通过蓝牙模块不同的工作模式理解其表演不同角色时工作的一个基本原理，为更深刻的钻研蓝牙模块底层的工作机制和技术计划进行铺垫。
1、主设施工作模式
主设施是可能搜寻他人并被动建设连贯的一方，从扫描状态转化而来的。其能够和一个或多个从设施进行连贯通信，它会定期的扫描四周的播送状态设施发送的播送信息，能够对四周设施进行搜寻并抉择所须要连贯的从设施进行配对连贯，建设通信链路胜利后，主从单方就能够发送接收数据。例如智能手机，数据传输中做主机的蓝牙模块。
一个蓝牙设施以主模式发动连贯时，须要晓得从设施的 mac 地址，配对明码等信息，配对实现后，可间接连贯。同时主设施能够设置默认连贯从设施的 mac 地址，这样主设施模块上电会主动搜寻该 mac 地址的从设施并且进行连贯。并且反对白名单性能，用户只须要把须要连贯的设施的 mac 写入白名单中，模块搜寻到合乎白名单的设施时就进行连贯。主从透传协定雷同时，用户不须要关注串口数据与无线数据包之间的数据转换过程，只需通过简略的参数设置，即可实现主设施串口与从设施串口之间的数据透传。
为保障连贯的稳定性，预防断电、信号等异样问题导致模块之间断开连接，能够开启断线重连性能，当异样烦扰问题隐没，模块工作环境恢复正常，主设施会主动搜寻刚刚断连的从设施，尽可能减少数据的失落，进步零碎稳定性。
2、从设施工作模式
从设施模式是从广播者模式转化而来的，未被连贯的从设施首先进入播送状态，期待被主机搜寻，当主机扫描到从设施建设连贯后，就能够和主机设施进行数据的收发，其不能被动的建设连贯，只能等他人来连贯本人。和播送模式有区别的中央在于，从设施模式的蓝牙模块是能够被连贯的，定期的和主机进行连贯和数据传输，在数据传输过程中作从机。例如蓝牙手表手环，蓝牙鼠标等工作在从设施模式。
一对一利用中从设施能够设为两种类型，一是静默状态，即只能与指定的主设施通信，不被别的蓝牙设施查找；二是开发状态，既可被指定主设施查找，也能够被别的蓝牙设施查找后建设连贯。
从设施模式下，用户能够依据协定本人开发 APP。此模式下蕴含一个串口收发的 Service，用户能够通过 UUID 找到它，外面有两个通道，别离是读和写。用户能够操作这两个通道进行数据的传输。如果用户应用的主设施和从设施是同一个厂家生成的蓝牙模块，那么主设施和从设施相连接能够无需关注外面的协定，蓝牙设施在出厂前事后设置了两个蓝牙设施之间的配对信息，两端设施接通电源后主动构建链路，不须要外围电路的染指，两个设施的串口间接就能够进行数据的通明传输，为用户建设一个简略的无线传输通道。
通过上述对蓝牙模块主设施模式和从设施模式的别离论述，能够将根本的主从建设连贯的过程总结如下：蓝牙主设施发动连贯，首先是查找，找出四周处于可被查找的蓝牙设施。主设施找到从设施后，与从设施进行配对，此时须要输出从设施的 PIN 码，也有设施不须要输出 PIN 码。
配对实现后，从端蓝牙设施会记录主端设施的信赖信息，此时主设施即可向从设施发动连贯，已配对的设施在下次连贯时不再须要从新配对。已配对的设施，作为从端蓝牙设施也能够发动建设链路的申请，但作数据通信的蓝牙模块个别不启动调用。一旦建设了链接，主机和从机之间就能够进行双向的数据或语音通信。在通信状态下，主设施和从设施都能够发动断链，即断开蓝牙链路。
3、主从一体工作模式
主从一体工作模式是指蓝牙模块能够同时作为主设施和从设施。其能够在两个角色间切换，工作在从模式时，期待其它主设施来连贯，须要时，转换为主模式，向其它设施发动连贯调用。主从一体提供了扩大蓝牙模块的能力，在蓝牙 4.1 协定标准后，增加了“链路层拓扑”的性能，就能够容许蓝牙模块同时作为主设施和从设施，在任何角色组合中操作。例如蓝牙 HUB 终端。
当具备主从一体的蓝牙模块工作时，该蓝牙模块能够作为主设施收集其它外围从节点设施的信息，同时作为一个从设施将收集到信息上报给主控终端如手机。这样的益处就是外围的从节点设施信息能够不局限在本地保留，通过主从一体的蓝牙模块施展中继器的作用，收集后上传给云端或集中控制器保留或显示。
主从一体额定减少了蓝牙模块的性能，老本优化和易用性。如果蓝牙模块以前在封闭系统中作为主设施工作，那当初还能够同时作为从机连贯到智能手机，从而实现新的连贯维度。在主从一体工作模式下，一个蓝牙模块就能够表演两种角色，从而能够优化零碎架构。
4、广播者工作模式
蓝牙播送是蓝牙 4.0 以上设施必须反对的性能。它不波及到更下层的连贯层和协定层。因而，利用蓝牙播送的数据包来传递的信息，在蓝牙设施上具备更好的实时性和兼容性。在播送模式下，蓝牙模块定期继续的向四周发送肯定长度播送的数据包，该数据能够被扫描者搜寻到，模块能够在低功耗的模式下继续的进行播送，利用于极低功耗，小数据量，单向传输的利用场合。蓝牙播送通道的重要性能就是是用于发现设施，发动连贯和发放数据。
播送模式次要有两种应用场景：（1）繁多方向的、无连贯的数据通信，数据发送者在播送信道上播送数据，数据接收者扫描、接收数据；广播者”将用作服务器。其目标是定期将数据传输到设施，但不反对任何连贯。如信标、广告牌、室内定位、物料跟踪等。（2）面向连贯的建设，如蓝牙从设施播送音讯后由主设施搜寻到后进行连贯，广播者和从设施模式的惟一区别是不能被主机连贯，只能播送数据。
蓝牙的播送个别是向外播送本人的 mac 地址、名称以及反对的个性，播送次要是用于被其它的设施发现，而不是进行数据发送的。播送包长度是固定的字节，尽管能够有厂商自定义的数据，然而数据也是无限的。
播送数据包有两种：播送包（Advertising Data）和响应包（Scan Response），其中播送包是每个设施必须播送的，而响应包是可选的，每个包长度都是固定字节 N，数据包的长度 N 随着蓝牙协定的规范进步而扩容，例如蓝牙 5.0 的数据包从蓝牙 4.2 的 31 字节降级成为 255 字节，数据包中分为无效数据和有效数据两局部。每个播送包的长度必须是 N 个字节，如果不到 N 个字节，则剩下的全用 0 填充补全，这部分的数据是有效的。
5、观察者工作模式
观察者模式，该模式下模块为非连贯，绝对广播者模式的一对多发送播送，观察者能够一对多接收数据。在该模式中，设施能够仅监听和读取地面的播送数据。和主机惟一的区别是不能发动连贯，只能继续扫描从机。
观察者工作模式可利用于数据采集集中器的利用场合，如传感器集中器采集等性能；另一个典型的例子是蓝牙网关，蓝牙模块处于观察者模式，无播送，它能够扫描四周的广播设备，但不能要求与广播设备连贯。
6、iBeacon 工作模式
iBeacon 是苹果公司 2013 年 9 月推出的一项室内低耗能蓝牙技术。其工作形式是：iBeacon 是一个低功耗的蓝牙信标，应用的是 BLE 技术，工作在播送模式，利用的是 BLE 中名为“通告帧”（Advertising）的播送帧。通告帧是定期发送的帧，只有是反对 BLE 的设施就能够接管到。播送的发射功率能够调整，不停的播送蓝牙设施的 mac 地址、UUID 等固定字节的字符串等信息，接管到该字符串应用软件会依据该字符串采取一些措施。
iBeacon 是基于 2010 年公布的蓝牙 4.0 技术规范的根底上倒退而来的微定位技术。它是建设在低功耗蓝牙协定根底上的一种播送协定，同时它也是领有这个协定的一款低功耗蓝牙设施（从机），然而它不能和任何低功耗蓝牙主机进行连贯，通常是放在室内的某个固定地位，借此向四周进行连续性播送，所有播送数据在特定规定下进行排列。
与 WIFI 定位相比，iBeacon 定位具备低成本和高安全性，其利用场景多种多样。常见的利用是准确营销，比方博物馆、展厅的信息推送或者购物中心服务商向顾客发送折扣卷及进店积分等。如果把它放在室内固定的地位，能够作为一个定位器，手机关上蓝牙连贯之后通过 APP 就能够获取其地位，同时会推送一些设置好的信息到咱们手机上。
微信摇一摇也退出了 iBeacon 性能，例如住酒店，用户在酒店大堂摇一摇，就能够获取房间信息。很简略，你的手机退出装了一个反对 iBeacon 的 APP 或者你用微信摇一摇周边，刚好你又在这个 iBeacon 设施旁边，手机就会收到一段蓝牙信号，而后手机带着这个信号，去服务器问，这个信号是啥意思，服务器看到这个信号，又看到是你的手机带着这个信号过去的，那就给你发信息。
蓝牙 iBeacon 是一种十分新鲜的交互方式，它是一种低功耗协定，也是一种低功耗蓝牙设施。在智能畛域有十分宽泛的前景。
7、Mesh 组网工作模式
蓝牙 Mesh 组网技术在 2017 年失去 SIG 批准，这是一种独立的网络技术，兼容 4 及 5 系列蓝牙协定。它把蓝牙设施作为信号中继站，利用低功耗蓝牙播送的形式进行信息收发，蓝牙 Mesh 技术拓展了蓝牙的通信关系，突破了以往蓝牙设施只可能主从一对一、播送一对多通信的限度，使网络内的蓝牙设施能够实现“多对多”的设施通信，这将大大增加蓝牙的通信间隔和利用场景，填补了蓝牙在大规模组网，大面积笼罩应用领域的空白。
Mesh 网络也称为 ” 多跳网络 ”，或者“网状网络”。Mesh 网络的每一个节点都能够作为 AP 和路由器，通信时，当某个节点损坏或者梗塞时，能够主动绕过该节点，从新抉择门路达到目的地，能够让网络更高效牢靠。
工作在 Mesh 组网模式的 BLE 蓝牙模块能够简略的将多个模块退出到网络中来，一个退出到蓝牙 Mesh 网络中的设施称为节点利用星型网络和中继技术，每个网络能够连贯实践最大 65536 个节点，每个节点都能够发送、接管、转发音讯。音讯能够在 Mesh 网络中被转发从而达到更远的间隔。网络和网络还能够互连，最终可将有数蓝牙模块通过手机、平板电脑或 PC 进行互联或间接操控。并且不须要网关，即便某一个设施呈现故障也会跳过并抉择最近的设施进行传输。整个联网过程只须要设施上电并设置通信明码就能够主动组网，真正实现简略互联。
因为目前简直所有的智能手机都具备蓝牙性能，所以能够应用手机对蓝牙 Mesh 设施进行间接管制。蓝牙 Mesh 是一种能够像 ZigBee 一样实现大规模组网，同时又不用依赖网关，能够应用手机进行间接管制的计划。
总而言之，蓝牙 Mesh 组网有着广大的发展前景，这种技术可组节点成千盈百，无需网关能够间接与智能终端通信，满足物联网的连贯需要，这是任何其它短距离无线技术都不具备的条件，在智能家居、智能建筑等泛滥畛域具备利用劣势，蓝牙 Mesh 技术将成为物联网短距离规模组网的最优计划。
总结
能够看出，不同类型的蓝牙模块依据应用场景的不同，能够有不同的工作模式，并不仅仅是简略的点对点通信，随着蓝牙协定规范的降级，蓝牙技术也跟着一直进步，工作模式的不同使得蓝牙模块能够表演不同的角色，适配不同的技术利用，施展其所须要的性能，最初通过一张思维导图来对本文进行概述性总结。
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