Bluetooth RFCOMM介绍

1. 介绍

RFCOMM提供了基于L2CAP协议的串行(9针RS-232)模拟，最新规范是V1.2，支持在两个蓝牙设备间高达60路的通信连接

RFCOMM支持两种设备类型，但并不对它们进行区分
Type 1: DTE, 通信终端(如计算机，打印机)
Type 2: DCE, 通信节点(调制解调器)

连接方式如下图所示

2. 服务概述

2.1 RS-232控制信号

RFCOMM模拟了9针RS-232接口，如下所示

Pin	Circuit Name
102	Signal Common
103	Transmit Data(TD)
104	Received Data(RD)
105	Request to Send(RTS)
106	Clear to Send(CTS)
107	Data Set Ready(DSR)
108	Data Terminal Ready(DTR)
109	Data Carrier Detect(CD)
125	Ring Indicator(RI)

2.2 Null Modem Emulation

当传递非数据通路的状态信息时，不区分DTE和DCE设备，
而用控制信号来代替相应的信号，下图是对应关系

GSM 07.10信号	对应RS-232控制信号
RTS	DSR, DTR
RTR	RTS, CTS
IC	RI
DV	DCD

当两个同类设备(如DTE)互联时，GSM 07.10传输控制信号时就会创建Null Modem

下图显示了两个DTE设备相连时创建的Null Modem

2.3 多串口仿真

2.3.1 两个设备间的多串口仿真

两个使用RFCOMM通信的蓝牙设备可以同时打开多个串口仿真
RFCOMM支持多大60路，但是一个设备实际能打开的数据依实现而定

一个数据链接标识(DLCI: 参考帧格式Address字段D+ServerChannel)标识一对客户和服务器之间的持续连接
DLCI在两个设备间的RFCOMM会话中保持一致
DLCI长度为6bit，在RFCOMM中其可用值区间为2~61
DLCI 0为控制信道
DLCI 1由于服务器信道概念不能使用
DLCI 62-63保留

在一次RFCOMM会话中，客户和服务器可以分布在通信的两端，每一端的客户都可以独立发起建立通信连接
因此可使用RFCOMM服务器信道的概念将DLCI值域空间在两个正在进行通信的设备间进行划分

2.3.2 多仿真串口和多蓝牙设备(Optional)

如果蓝牙设备支持多串口仿真，同时通信连接两端允许使用不同BT设备
那么RFCOMM实体必须能够运行多路复用会话，每个多路复用使用L2CAP信道标识符(CID)来区分

3. 服务接口描述

RFCOMM目的在于定义一个能够利用仿真串口的协议

下图是RFCOMM参考模型及相应描述

4. RFCOMM帧类型

RFCOMM支持的帧(Frame)类型如下

Frame Types

SABM - Set Asynchronous Balanced Mode (startup command)

UA - Unnumbered Acknowledgement (response when connected)

DISC - Disconnect (disconect command)

DM - Disconnected Mode (response to a command when disconected)

UIH - Unnumbered Information with Header check

SABM,UA,DM and DISC是"low- level”控制帧
DLCI为0的UIH帧用来传递控制信息，DLCI不为0的UIH帧用来传递数据

5. RFCOMM帧格式

RFCOMM帧格式如下所示

5.1 Address字段

EA(Extern Address)字段: 在RFCOMM中，为1
C/R(Command/Response)字段: 表示该帧是一个Command还是Response,设置方式如下图所示

DCLI: direction bit and server channel, 通常initator将D位(即最低位)设置为1，而Responser则将其设置为0
故initator的DCLI的值总是基数(3,5,7,…,61)，而Responser则为偶数(2,4,6,…,60)

5.2 Control字段

Control字段用来标识帧的类型，下图是相关值

其中，P/F是Poll/Final位，在Commands中，被称为P位；而在Responses中则被称为F位
当发送的Command需要一个相应时，就将P置1，接收方收到这样的命令时需要马上响应并将F置1
如果接收到P/F位置为0的SABM或DISC帧，接收方将把它们丢弃
DM帧不考虑P/F的设置。

5.3 Length字段

Length字段由最低位的EA来决定其长度
当EA为1时，长度为7bits(0~127)
当EA为0时，长度为15bits(0~32767)

其中，RFCOMM帧的默认长度为127，最大长度为32767

5.4 Data字段

Data字段仅仅在UIH帧中存在，其长度限制由L2CAP的MTU所限制

5.5 FCS字段

用于接收方校验接收数据是否正确，校验原理采用循环冗余校验CRC-8

对于SABM,DISC,UA和DM帧，FCS计算Address,Control and Length字段
对于UIH帧，FCS计算Address and Control字段

6. Multiplexor Frames

Multiplexorm Commands and Responses在DLCI=0在发送用于控制RFCOMM连接
有七种类型的Commands or Responses

Commands/Responses

PN - DLC parameter negotiation

Test - Test Command

FCon/FCoff - Flow Control On/Off Command

MSC - Modem Status Command, used for flow control

RPN - Remote Port Negotiation

RLS - Remote Line Status

NSC - Non Supported Command (response only)

注意: 当收到一个不支持的命令时应该回应NSC

上面的这些命令和相应通过UIH帧(DLCI=0)来封装
可以在一个RFCOMM帧中封装多个命令，也可以将一个命令拆分至多个RFCOMM帧

Multiplexor Frames的格式如下图

tip: Multiplexor Frames的详细格式请参考<rfcomm_tutorial>的10.6部分