我们在日常生活中可以见到许许多多的蓝牙设备，比如蓝牙耳机、蓝牙键盘、手机、电脑、汽车车机等等，本文就谈谈蓝牙通信中的主要概念、基本原理和流程，尝试建立起对蓝牙通信的基本认知。
蓝牙通信是什么？
蓝牙通信和4G、5G、wifi、NFC、电报、雷达等都属于无线电通信，都是利用某个频率范围内的电磁波进行通信，无线电通信原理可以看之前的文章——《无线电发射和接收原理》。
蓝牙协议是什么？
一种协议就是一种有着严格的语义语法的计算机交流语言，只有通信双都遵循同一个协议，双方才能准确、清晰的理解对方意图。
蓝牙协议规定了蓝牙通信的前置条件和通信双方交流用的语法语义：比如蓝牙通信使用什么频率的波段，蓝牙通信双方身份识别流程，通信中断了怎么办，通信恢复了如何处理，通信双方传输消息的格式是什么，蓝牙传输的信息如何编码和解码等等；
为什么叫蓝牙？
蓝牙是一种短距离无线通信协议，名字来源于蓝牙王，他统一了混乱的丹麦，蓝牙协议也是如此，它的出现统一了混乱的短距离无线通信协议，它是世界著名的5家大公司一爱立信(Ericsson)、诺基亚(Nokia)、东芝(Toshiba)、国际商用机器公司(IBM)和英特尔(Intel)，在1998年5月联合宣布的一种无线通信新技术，统一之后不同厂商只要遵循蓝牙协议生产蓝牙设备，就能够相互通信。
什么是蓝牙设备？
蓝牙设备是包含蓝牙发射模块或者蓝牙接收模块的设备，具体来说：
蓝牙发射模块可以把信息（比如说音频）包装成蓝牙协议要求的格式，最终加载到蓝牙协议规定波段的电磁波上发射出去。具体看之前文章《无线电发射和接收原理》
蓝牙接收模块可以接收符合蓝牙协议的电磁波，并从中解析出原始信息。
目前市面上很多产品是把蓝牙接收和发射模块做在一起，统称蓝牙模块。比如常见的蓝牙耳机、蓝牙音箱、手机、汽车车机，都安装了蓝牙模块，他们能把自己设备上的信息比如音频通过蓝牙模块发射出去，也可以接收到配对的设备发来的蓝牙信息，解析出来后进行下一步处理，比如接收到音频消息后用音乐播放器播放。
蓝牙通信的基本步骤
1. 发现设备
发现设备的关键在于一方在一直“发声“，一方”听到了”，举例如下：
蓝牙耳机处于未连接状态的时候，它的蓝牙发射模块会周期性（比如0.5s一次）的广播身份信息，身份信息主要包括设备名称、标号、功率等，具体来说大概是这样的“我是华为耳机、我的编码号是9527，我发射功率是100（如果接收功率是10， 可以根据这个计算大致距离）”
手机打开蓝牙后，它的蓝牙接收模块就会在蓝牙频谱范围内 ，以一个频率去接收广播的身份信息，并根据信号强度判断是否在通信范围内，如果在通信范围内，就记录下它的身份信息，这就完成了设备的发现，然后在蓝牙频谱范围内，以一定规律变更频率继续接收广播，这个过程叫蓝牙设备扫描。
2. 建立链接
我们周围空间充斥着各种无线电波，蓝牙设备不可能对所有的信息都进行回应，所以就有了建立链接这一个步骤，蓝牙设备只对建立了链接的设备进行数据回应。
建立链接本质是通信双方约定“信物”，以后双方看到约定信物才会响应对方消息，比如他们会告诉对方身份、使用的电磁波频率图谱（跳频），使用的协议版本、使用的链路密钥 、数据格式等等，这些都可以认为是通信“信物”一部分，接下来通信（数据传输）时候只有这些信物都对，才能进行正常响应。
3. 数据传输
数据传输考虑的就是如何安全可靠的发送和接收数据，它主要涉及：数据如何封装和解析、“信物”如何附加和辨别、数据传输一半链接断开怎么办，链接如何恢复，数据完整性怎么校验等等问题，这些都是蓝牙协议的重要内容。
4. 断开连接
断开链接的本质是维持该通信信道的资源（内存、发数据和取数据线程）主动或者被动释放，比如蓝牙耳机突然没有电，蓝牙耳机维持信道的资源就释放了，手机端发送的音频消息迟迟没有回应，手机端也会释放相应的数据发射线程、内存等资源。
