Bluetoothモジュールの動作方法は?

Jul 31, 2025

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Bluetoothモジュールは、IoT、Smart Home、およびIndustrial Automationセクターの不可欠なコンポーネントになっています。これらのモジュールを調達するグローバルバイヤーにとって、技術的な運用、コンプライアンス要件、アプリケーションシナリオを理解することは、適切な製品を選択し、プロジェクトの成功を確保するために重要です。

Working principle of Bluetooth audio module

 

の作業プロセスBluetoothモジュール主に次の側面が含まれます。

 

ハードウェアレイヤーで作業します

 

  • RFモジュール:

2.4GHz ISMバンドで動作し、GFSK/π/4 DQPSK/8DPSK変調モードをサポートします。送信エンドはデジタル信号を無線波に変換し、受信エンドは無線波をデジタル信号に戻し、信号の無線伝送を実現します。

 

  • ベースバンドコントローラー:

タイムディビジョンデュプレックス(TDD)モードを採用して、データを交互に送信および受信します。また、干渉を回避し、通信の安定性と干渉能力を向上させるために、79のチャネル間をランダムに切り替える適応頻度ホッピング関数もあります。

 

  • アンテナシステム:

一般的なタイプには、PCBオンボードアンテナやセラミックアンテナなどが含まれます。アンテナ効率は、Bluetoothモジュールの透過距離に大きな影響を与えます。一般に、50%を超えるアンテナ効率は、約10メートルの透過距離を達成できます。

 

Bluetooth Low Energy Mesh Module

 

プロトコルスタック作業


コントローラーサブシステム

 

  • 物理層(PHY):

モールスコード送信機と同様に、電磁波信号の生成と分析を担当します。デジタル信号を伝送用の電磁波信号に変換し、受信した電磁波信号をデジタル信号に戻します。

 

  • リンクレイヤー(LL):

デバイスの発見、接続管理、データパケットのカプセル化などの機能は、高速パッケージ、処理、送信データのソートセンターのように責任を負います。

 

  • ホストコントロールインターフェイス(HCI):

ハードウェアとソフトウェアの間の通信ブリッジとして、それはコンピューターのUSBインターフェイスに似ており、Bluetoothモジュールとホストデバイス間の通信を可能にします。


ホストサブシステム

 

  • l2capレイヤー:

主にデータシャーディングと再編成を実行し、最大サポートは65,535バイトです。また、プロトコルの多重化をサポートし、輸送のために大きな家具を分解して目的地で再組み立てするために、複数のサービスチャネルを同時にサポートできます。

 

  • att/gatt:

属性プロトコルは、心拍数などの特定のデータのストレージや読み取りワイトルールなどのデータストレージ構造を定義し、特定のUUIDを介して異なるデータとサービスを識別します。

 

BLE Smart Module

 

作業モードとプロセス


マスターデバイスワーキングモード:

他のデバイスを検索し、接続を積極的に確立することができ、1つ以上のスレーブデバイスと接続および通信できます。マスターデバイスは、周囲のデバイスから送信されたブロードキャスト情報をブロードキャストモードで定期的にスキャンし、ペアリングと接続のために接続するスレーブデバイスを選択します。ペアリングが完了した後、マスターとスレーブの両方がデータを送信して受信できます。


スレーブデバイス作業モード:

接続されていないスレーブデバイスは、最初に放送状態に入り、ホストが検索するのを待っています。ホストがスレーブデバイスをスキャンして接続を確立すると、ホストデバイスでデータを送信および受信できます。スレーブデバイスは、接続を積極的に確立することができず、ホストが接続するのを待つことのみです。


マスタースレーブ統合作業モード:

Bluetoothモジュールは、マスターデバイスとスレーブデバイスの両方として同時に機能し、2つの役割を切り替えることができます。スレーブモードで作業するときは、他のマスターデバイスが接続するのを待ちます。必要に応じてメインモードに切り替えて、他のデバイスへの接続を開始します。


放送局の作業モード:

Bluetoothモジュールは、特定の長さのブロードキャストデータパケットを周囲の領域に定期的かつ継続的に送信し、このデータはスキャナーで検索できます。モジュールは、低電力モードで継続的にブロードキャストでき、非常に低い消費電力、少量のデータボリューム、一元配置伝送を必要とするシナリオに適用されます。


オブザーバーワーキングモード:

このモードでは、モジュールは切断された状態にあり、データを1対1のデータ受信できます。デバイスは、空気中のブロードキャストデータのみを聞いて読み取ることができ、接続を開始できず、スレーブマシンのみを継続的にスキャンすることができます。データ収集濃縮器やその他の機会でよく使用されます。

 

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