蓝牙通信协议体系是一个多层次、模块化的结构，涵盖从物理层到应用层的多种协议。根据功能和应用场景的不同，主要可分为以下几类：
一、核心传输层协议
1.基带协议（Baseband Protocol）
功能：管理物理信道与链路，定义同步连接(SCO)和异步无连接(ACL)两种链路类型，处理数据包格式、跳频序列、差错控制(如前向纠错FEC)等。
特点：支持微微网(Piconet)拓扑，最多连接7个从设备，并通过时分复用(TDM)实现主从设备间的通信。
2.链路管理协议（LMP, Link Manager Protocol）
功能：负责设备间链路的建立、鉴权、加密及功率管理，协商数据包大小，控制设备角色(主/从切换)和连接状态(如低功耗模式)。
安全机制：支持三种安全模式：非安全模式、服务级强制安全(L2CAP层加密)和链路级强制安全(LMP层加密)，通过共享链路密钥实现双向认证。
3.逻辑链路控制与适配协议（L2CAP, Logical Link Control and Adaptation Protocol）
功能：提供数据分段重组、协议复用(支持多应用共享同一逻辑链路)、服务质量(QoS)管理，支持最大64KB的数据分组传输。
模式：包括基本模式、流控模式、重传模式等，优化不同场景下的数据传输可靠性。
4.服务发现协议（SDP, Service Discovery Protocol）
功能：允许设备发现并查询对端设备支持的服务，通过服务记录(Service Record)和属性(如UUID)描述服务类型及特征。
交互机制：基于请求/响应模型，客户端通过搜索模式(如服务类ID)获取服务列表及属性。
二、中间层协议
电缆替代协议（RFCOMM）
功能：仿真RS-232串口通信，为传统串行应用(如传真、拨号网络)提供无线兼容性。
电话控制协议（TCS, Telephony Control Protocol）
功能：支持语音呼叫控制(基于ITU-T Q.931标准)，管理设备组的移动性。
主机控制器接口（HCI, Host Controller Interface）
功能：作为软硬件交互的桥梁，通过统一指令集控制基带、射频和链路管理层，支持主机与蓝牙模块间的数据交换。
三、应用层协议
通用协议（Adopted Protocols）
示例：PPP(点对点协议)、TCP/IP、OBEX(对象交换协议)、WAP(无线应用协议)等，用于扩展蓝牙在互联网、文件传输等场景的兼容性。
配置文件（Profiles）
作用：定义特定应用场景的交互规范，例如：
A2DP(高级音频传输协议)：实现立体声音频流传输。
HFP(免提协议)：支持车载系统与手机的语音通信。
GATT(通用属性协议)：低功耗蓝牙(BLE)中用于数据传输的核心框架。
四、安全与扩展协议
安全协议
鉴权与加密：基于128位链路密钥和随机数生成器(RAND)，支持设备级和服务级安全策略。
安全模式演进：从传统模式(Mode 1-3)到4.2版本引入的LE Secure Connections，提升抗中间人攻击能力。
扩展协议
AVCTP/AVDTP：音视频控制与传输协议，支持多媒体设备的高质量流媒体传输。
BNEP(蓝牙网络封装协议)：实现IP网络层功能，支持局域网接入。
五、蓝牙协议栈分层结构
| 层级 | 协议/组件 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 物理层 | 射频（RF）、基带（BB） | 无线信号调制、跳频、数据包传输 |
| 数据链路层 | LMP、L2CAP | 链路管理、数据分段、多路复用 |
| 中间层 | RFCOMM、TCS、HCI | 协议适配、串口仿真、电话控制 |
| 应用层 | SDP、GAP、各类配置文件 | 服务发现、设备管理、特定场景交互规范 |
六、典型应用场景
数据传输：通过L2CAP和RFCOMM实现文件传输(如FTP协议)。
语音通信：基于SCO链路和TCS协议实现车载免提通话。
物联网：BLE的GATT协议支持传感器数据低功耗传输。
通过上述协议的分工协作，蓝牙技术能够在不同场景下实现高效、安全且兼容性强的短距离通信。
