淺談藍牙技術及其應用
一。藍牙技術的概念
藍牙是一個開放性的。短距離無線通信技術標準，它可以用于在較小的范圍內通過無線連接的方式實現(xiàn)固定設備以及移動設備之間的網絡互連，可以在各種數(shù)字設備之間實現(xiàn)靈活。安全。低成本。小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此它特別適用于小型的移動通信設備。
二。藍牙中的關鍵技術
1.跳頻技術
藍牙的載頻選用全球通用的2.45GHz ISM頻段，由于2.45GHz的頻段是對所有無線電系統(tǒng)都開放的頻段，因此使用其中的任何一個頻段都有可能遇到不可預測的干擾源。采用跳頻擴譜技術是避免干擾的一項有效措施。
2.微微網和分散網
當兩個藍牙設備成功建立鏈路后，一個微微網便形成了，兩者之間的通信通過無線電波在信道中隨機跳轉而完成。藍牙給每個微微網提供特定的跳轉模式，因此它允許大量的微微網同時存在，同一區(qū)域內多個微微網的互聯(lián)形成了分散網。不同的微微網信道有不同的主單元，因而存在不同的跳轉模式。
3.安全性
藍牙技術的無線傳輸特性使它非常容易受到攻擊，因此安全機制在藍牙技術中顯得尤為重要。雖然藍牙系統(tǒng)所采用的跳頻技術已經提供了一定的安全保障，但是藍牙系統(tǒng)仍然需要鏈路層和應用層的安全管理。
4.糾錯技術
藍牙系統(tǒng)的糾錯機制分為FEC和包重發(fā)。為了減少復雜性，使開銷和無效重發(fā)為最小，藍牙執(zhí)行快ARQ結構。ARQ結構分為：停止等待ARQ.向后N個ARQ.重復選擇ARQ和混合結構。
三。藍牙系統(tǒng)組成
藍牙系統(tǒng)一般由天線單元。鏈路控制(固件)單元。鏈路管理(軟件)單元和藍牙軟件(協(xié)議棧)單元四個功能單元組成。
1.天線單元
藍牙的天線部分體積十分小巧。重量輕，屬于微帶天線。
2.鏈路控制(硬件)單元
目前藍牙產品的鏈路控制硬件單元包括3個集成芯片：連接控制器�；鶐幚砥饕约吧漕l傳輸/接收器，此外還使用了3－5個單獨調諧元件�；鶐ф溌房刂破髫撠熖幚砘鶐f(xié)議和其它一些低層常規(guī)協(xié)議。
3.鏈路管理(軟件)單元
鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶了鏈路的數(shù)據(jù)設置。鑒權。鏈路硬件配置和其它一些協(xié)議。LM能夠發(fā)現(xiàn)其他遠端LM并通過LMP(鏈路管理協(xié)議)與之通信。
4.軟件(協(xié)議棧)單元
藍牙的軟件(協(xié)議棧)是一個獨立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁，它符合已經制定好的藍牙規(guī)范。藍牙系統(tǒng)的通信協(xié)議大部分可用軟件來實現(xiàn)，加載到Flash RAM中即可進行工作。
四。藍牙系統(tǒng)的應用
藍牙技術能夠在短時間內在世界范圍內成為了標準，其主要原因在于它不僅可以讓許多種智能設備無線互連，可以傳輸文件。支持語音通信，可以建立數(shù)據(jù)鏈路等，它還有更多地作用。
1．藍牙可以為局域設備提供互連
在一個piconet中，藍牙能夠對8個接收器進行同步互連。使用藍牙技術通信的設備可以發(fā)送和接收1Mbit/s的數(shù)據(jù)。但是實際上當允許多個應用設備進行同步通信時，數(shù)據(jù)傳輸率會在某種程度上降低。目前不在piconet中的藍牙設備，將持續(xù)聽從其他藍牙設備的動向，當它們足夠接近成為piconet的一部分時，它們將確定自己，如果需要，其他的設備可以與其通信。
2．支持多媒體終端
3G終端將提供接口接入許多不同格式的信息和通信，例如WEB瀏覽。電子郵件傳輸和接收。視頻和語音，使它們成為真正的多媒體終端。語音仍是通信的主要形式，在藍牙規(guī)范中已經意識到這一點，并對此提供特別支持，支持64Kbit/s的高質量演說信道。隨著支持分組包數(shù)據(jù)和演說的能力不斷提高(如果需要可以同時進行),藍牙可以為這些多媒體應用提供完全的局域支持。藍牙收發(fā)器可以支持多個數(shù)據(jù)連接并可同時達到3個語音連接，為3個手持無繩多媒體/互聯(lián)系統(tǒng)提供完全的功能性。
3．家庭網絡
在一個典型的家庭中，有各種形式的娛樂設備(電視/VCR. Hi-Fi),不同來源的主題信息(報紙。雜志。電視報)和特別是在廚房中的功能性設備(烤爐。微波爐。冰箱/冰柜。中央暖氣系統(tǒng))。雖然這些項目組目前沒有辦法相互連接，可以設想將其與藍牙設備組成寬松的連接，不管這些設備在那里，它的控制和接入將成為用戶的核心。設想一個簡單的數(shù)據(jù)便簽簿，與PDA(或智能電話)類似，但是使用藍牙收發(fā)器和輕觸屏幕。它輕巧便捷，帶有高級像素驅動菜單，很容易使用。無線紅外遙控的應用將成為過去，你的PDA將控制所有的娛樂設備。
4．3G可能支持的應用
以下的例子說明3G和藍牙技術如何合作，為一系列廣泛的應用提供局域互聯(lián)和廣泛的區(qū)域連接。這些不很確定，而且絕不詳盡，但是目的在于展示互補的標準可以提供更高層次的服務。購物中心的自動售貨機，在一個限定范圍內的所有的自動售貨機都可以通過藍牙接入系統(tǒng)與中心的售貨機管理設備相連，相反這樣也可以使用3G接入系統(tǒng)進行維護或者提供貨物。少數(shù)問題可以直接通過藍牙發(fā)報機傳遞給購物中心的技術人員。從中心管理機構發(fā)出價格變化的信息，通過局域廣播給所有的藍牙自動售貨機。投送到PC機3G終端的電子郵件將能夠同時處理幾個信道(例如語音。傳真和數(shù)據(jù)，每一個都需要不同的信道特征和速度)。隨著終端滲透的預言不斷升高(在幾年之內人口中的每個超過12歲的成員),為了接收移動中的電子郵件，PC機本身不必成為3G終端。藍牙/3G終端可以以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞酵ㄟ^藍牙技術接收電子郵件并轉發(fā)到PC機(假設它在附近范圍內)。當完成接收任務后，PC機可以通過藍牙通知用戶并發(fā)送短消息給移動終端，它有電子郵件，如果事情緊急，這個消息也可以繼續(xù)發(fā)送。這個思想使3G終端成為許多應用設備的局域，它們通過藍牙技術形成互聯(lián)。例如，如果，在等火車或飛機時收到了這樣的電子郵件，用戶可以通過藍牙服務亭讀取(服務于商業(yè)旅行者的新的商業(yè)企業(yè))。這樣他可以使PC運行打印感興趣的電子郵件(可以將PC留在行李箱中，使用3G/藍牙終端控制它),將費用記在帳上或信用卡上，或電子錢包中。
許多人相信移動電話將成為電子商務世界中的首選便攜設備。但是，目前需要一個分離的智能卡保存電子現(xiàn)金，然而為了讓它被銷售點終端識別，沒有人想要從電話中去除SIM。當然當SIM(現(xiàn)在它成為多功能智能卡)放在電話中時，藍牙將使其得到識讀。
5．應用的`關鍵在于成本控制
藍牙促進者的目標是使不同制造商的設備之間可以進行相互通信，所以在這個設計中最主要的限制就是成本問題�？紤]到目前在移動手機和PC中使用的紅外接口，可以設想說服設備制造商使用這個接口，應用的成本必須足夠低。其目標價格為5美元。一個精密的無線接口可以提供更大的靈活性，這樣就會比紅外線接口更為復雜，價格也會昂貴�？雌饋砣绻械募彝プ罱K選擇藍牙設備，使產量達到很高的數(shù)目，每個器件10美元的目標價格比較現(xiàn)實。但是隨著最近在科技方面的衰退，連通性問題的繼續(xù)，藍牙芯片的價格已經漲到大約30美元，但是德州儀器在2001年2月倫敦會議中宣布任何人如果進行大規(guī)模定購達到100萬件，將會得到5美元的價格。
隨著藍牙技術的發(fā)展，一個藍牙解決方案只要5～10美元，非常價廉物美。在技術領域，藍牙的硬件正在進一步集成，直到所有的處理器功能與無線硬件可以集成在一個集成電路里為止。硬件廠商正朝這個方向努力。未來的新產品可以是帶著已集成的軟件部件的藍牙硬件平臺并且可以移植到通用的操作系統(tǒng)之上。這種集成趨勢會更加降低藍牙產品的成本，開發(fā)人員可以把所有的精力放在產品應淺談藍牙技術及其應用用開發(fā)上，從而縮短產品上市的時間
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