摘要:藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)是短距離無(wú)線通信技術(shù),它的顯著優(yōu)點(diǎn)就是消耗能源少、投資成本低、安全性能好等,它廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中的很多電子電器設(shè)備,其主要功能就是使得這些設(shè)備在沒(méi)有電纜聯(lián)網(wǎng)的情況下建立小范圍內(nèi)個(gè)人數(shù)字設(shè)備無(wú)線個(gè)域網(wǎng)。筆者將在本文中就簡(jiǎn)要的探討射頻技術(shù)和基帶技術(shù)的藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù),并在此基礎(chǔ)上對(duì)該技術(shù)的推廣應(yīng)用進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:藍(lán)牙 無(wú)線通信 數(shù)據(jù)傳輸
藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)最初是由年愛(ài)立信移動(dòng)公司創(chuàng)制的,始于1994年方案,其創(chuàng)立之初的研發(fā)目標(biāo)就是為電子設(shè)備間的通訊創(chuàng)造一組標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議,使得系統(tǒng)不能兼容的電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)低能耗和低成本的無(wú)線通信連接。隨著很多著名廠商參與研發(fā)項(xiàng)目的合作,藍(lán)牙技術(shù)得到發(fā)展和推廣,并制定了全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),工作頻段設(shè)計(jì)在全球統(tǒng)一開(kāi)發(fā)的2.4GHz的ISM頻段。藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,該技術(shù)能夠被集成到大致所有涉及各個(gè)領(lǐng)域的數(shù)字設(shè)備中。就我國(guó)藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,還處于起步發(fā)展階段,較國(guó)際水平還有很大的差距,藍(lán)牙技術(shù)的研發(fā)道路還很長(zhǎng),藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)要不斷的增強(qiáng)實(shí)用性,這樣才能不斷的拓展藍(lán)牙技術(shù)的市場(chǎng),以便獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
1 藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)特點(diǎn)
藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)設(shè)計(jì)之初就是要使得電子設(shè)備和數(shù)字移動(dòng)設(shè)備之間無(wú)需電纜就能實(shí)現(xiàn)連接,解決不兼容設(shè)備之間不能實(shí)現(xiàn)通訊連接的問(wèn)題。由于無(wú)線技術(shù)設(shè)備所占的體積比較小,能耗很少,很多對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求不是很高的數(shù)字和電子設(shè)備來(lái)說(shuō)都會(huì)首先考慮使用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行通訊。藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的的廣泛應(yīng)用主要有以下特點(diǎn):
1.1 適應(yīng)范圍廣
藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)之所以能夠在全球范圍內(nèi)廣泛使用就在于其工作頻段的范圍,由于藍(lán)牙技術(shù)研發(fā)之時(shí)選擇在全球統(tǒng)一開(kāi)發(fā)的2.4GHz醫(yī)學(xué)、工業(yè)和科學(xué)ISM頻段,全世界范圍內(nèi)多數(shù)國(guó)家所使用的SM頻段是在2.4到2.4835GHz之間,SM頻段包含在全球統(tǒng)一的頻段之中,各種在使用藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的時(shí)候可以不受限于其所在地區(qū)的無(wú)線電資源部門(mén)的許可與否皆可使用。
1.2 可同時(shí)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)
藍(lán)牙采用的是分組交換和電力交換技術(shù),支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語(yǔ)音信道或者語(yǔ)音和異步數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸?shù)男诺?。除此之外,藍(lán)牙定義了面向同步鏈接鏈路SCO以及異步無(wú)連接鏈路ACL兩種鏈路類(lèi)型,其中ACL主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸,而SCO主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音傳輸。也就是說(shuō)藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)可以同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸。
1.3 能實(shí)現(xiàn)臨時(shí)性對(duì)等鏈接
藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行對(duì)等連接的時(shí)候,主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求的一方為主設(shè)備,被發(fā)起連接請(qǐng)求的一方為從設(shè)備。藍(lán)牙的基本網(wǎng)絡(luò)為由鏈接通信組成的微微網(wǎng),當(dāng)一個(gè)微微網(wǎng)形成時(shí)有一個(gè)主設(shè)備和主設(shè)備以外的一個(gè)或者多個(gè)從設(shè)備。
1.4 抗干擾能力強(qiáng)
藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)具備良好的抗干擾能力主要在于其使用跳頻的工作方式來(lái)進(jìn)行頻譜的擴(kuò)展。現(xiàn)在很多生活中使用的電器設(shè)備、局域網(wǎng)和無(wú)線設(shè)備等會(huì)在ISM頻段工作,這就和藍(lán)牙設(shè)備所在的頻段可能會(huì)有沖突,這樣的情況下,藍(lán)牙設(shè)備將2.402到2.48GHz的頻段分割成79個(gè)頻點(diǎn),相鄰頻點(diǎn)之間間隔1MHz,數(shù)據(jù)分組在任意頻點(diǎn)發(fā)出之后繼續(xù)跳到另一個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送,并且頻點(diǎn)的選擇順序沒(méi)有規(guī)律性,頻率改變?yōu)?600次/s每個(gè)頻率只持續(xù)625μs,由此,藍(lán)牙設(shè)備的工作就不會(huì)受到其他設(shè)備的頻段的干擾。
1.5 體積小,功耗小
現(xiàn)在電子設(shè)備的更新?lián)Q代越來(lái)越快,體積越來(lái)越小越來(lái)越薄,所以這些設(shè)備中的藍(lán)牙模塊的體積也需隨之改善,以便更好的集成到各種電子設(shè)備中去。藍(lán)牙設(shè)備的耗能會(huì)根據(jù)其工作狀態(tài)的不同會(huì)有所增減,處于工作狀態(tài)的藍(lán)牙一般耗能不多,而非工作狀態(tài)下的呼吸模式(Sniff)、保持模式(Hold)、休眠模式(Park)消耗的能量較之更少。也就是說(shuō),藍(lán)牙設(shè)備的體積比較小而且使用的時(shí)候均為低耗能模式。
1.6 開(kāi)放接口標(biāo)準(zhǔn),成本低廉
在藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)推廣的過(guò)程中, SIG將該技術(shù)各種標(biāo)準(zhǔn)向全世界公開(kāi),所以,企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候要是能夠兼容SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品,那么這樣的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的適用性就更強(qiáng),與此同時(shí),藍(lán)牙相關(guān)的應(yīng)用程序也隨之得到極大的推廣。在這樣的背景之下,藍(lán)牙技術(shù)得到廣范圍的普及,制造藍(lán)牙產(chǎn)品所需的投資也很大程度上降低了。
2 藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用
藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)初衷就是要在盡可能多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字移動(dòng)設(shè)備之間的非電纜的無(wú)線通訊連接和相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸,很多數(shù)字和電子設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的共享,藍(lán)牙技術(shù)讓設(shè)備的功能得到一定范圍內(nèi)的擴(kuò)充。加之,藍(lán)牙設(shè)備大多是成本比較低且體積比較小的集成模塊,將其集成于電子設(shè)備中之后有利于形成了一些應(yīng)用模型的出現(xiàn)。
無(wú)線鍵盤(pán)和鼠標(biāo)是以電子計(jì)算機(jī)為連接中心的無(wú)線連接;一臺(tái)打印機(jī)可以覆蓋多臺(tái)計(jì)算機(jī)的打印任務(wù)或者其他資源的共享;掌上電腦、數(shù)字照相機(jī)、智能手機(jī)可以通過(guò)打開(kāi)藍(lán)牙無(wú)線連接電腦進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸;辦公室多臺(tái)電腦通過(guò)藍(lán)牙形成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng);以及可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線語(yǔ)音通信的新型的藍(lán)牙擴(kuò)展技術(shù),如無(wú)線耳機(jī)的應(yīng)用;集成藍(lán)牙技術(shù)的電子小設(shè)備,腕表、車(chē)鑰匙、電子筆等的應(yīng)用也涉及到各個(gè)領(lǐng)域。這些都是對(duì)藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的很好應(yīng)用。
藍(lán)牙技術(shù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)和撥號(hào)上網(wǎng)兩種方式連接互聯(lián)網(wǎng),撥號(hào)上網(wǎng)可以讓便攜式計(jì)算機(jī)通過(guò)移動(dòng)電話接入internet,藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入還可以作為公用電話交換網(wǎng)的接入點(diǎn)使用,這有利于家用電器的無(wú)線組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)控制,使得上網(wǎng)更加方便快捷。
3 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用前景的新思考
3.1 藍(lán)牙所產(chǎn)生的電磁波對(duì)于人的身體健康不會(huì)有傷害,因?yàn)樗{(lán)牙設(shè)備在工作的時(shí)候起功率比較低,向?qū)Φ?,移?dòng)電話這樣的高功率設(shè)備一般都會(huì)產(chǎn)生有損人體健康的電磁輻射,所以集成藍(lán)牙設(shè)備的各種類(lèi)型的電子裝置將有很好的應(yīng)用市場(chǎng),比如用藍(lán)牙耳機(jī)代替手機(jī)聽(tīng)筒進(jìn)行手機(jī)對(duì)話將會(huì)減少手機(jī)輻射對(duì)大腦的影響。
3.2 紅外線技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候會(huì)受制于紅外線兩個(gè)傳輸口的位置和防線,而藍(lán)牙技術(shù)則能夠突破這樣的限制,將其適用范圍拓展到三維立體覆蓋的面,能夠在一定范圍內(nèi)自動(dòng)的識(shí)別和連接設(shè)備。除此之外,藍(lán)牙無(wú)線通信的1MB/s的速度比紅外線技術(shù)快,也就是說(shuō)藍(lán)牙技術(shù)相比較于紅外線技術(shù)能夠適用于更多的場(chǎng)合和更復(fù)雜的環(huán)境。鑒于這些特征,在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域很多需要立體空間多方位的移動(dòng)產(chǎn)品的檢索識(shí)別、信息采集和數(shù)據(jù)整合等工作都得應(yīng)用到藍(lán)牙設(shè)備。
3.3 在信息技術(shù)時(shí)代,藍(lán)牙技術(shù)在電子傳感器的信息傳輸方面應(yīng)用廣泛。由于藍(lán)牙技術(shù)的短距離數(shù)據(jù)傳輸速度快、不受限于方向和位置,所以能夠?qū)⒏黝?lèi)傳感電子元件采集到的信息通過(guò)布設(shè)的線纜傳輸?shù)教幚韱卧?;藍(lán)牙技術(shù)可以使得小范圍內(nèi)的設(shè)備間視頻傳輸變得更加快捷。從音頻到視頻的擴(kuò)展完全可以在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域得到實(shí)現(xiàn),完全不受限于多媒體的類(lèi)型。
3.4 “智能家居”是物聯(lián)網(wǎng)的重大應(yīng)用意向。用戶(hù)只要在家中裝置一個(gè)藍(lán)牙收發(fā)基地臺(tái),那么家中的各種電器、電子設(shè)備和某一些家具都能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)+ 藍(lán)牙,掌上電腦+廣域網(wǎng)+ 藍(lán)牙等方式可實(shí)現(xiàn)智能家居的隨時(shí)控制。不在家的時(shí)候用戶(hù)可以通過(guò)藍(lán)牙設(shè)備遠(yuǎn)程控制家中的電子設(shè)備;用戶(hù)不在家的時(shí)候,若是家中出現(xiàn)意外事故的時(shí)候用戶(hù)可以通過(guò)藍(lán)牙設(shè)備獲得相關(guān)信息……這些應(yīng)用,藍(lán)牙技術(shù)在家居端可以得到真實(shí)的體現(xiàn)。
4 總結(jié)
總之,隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展,藍(lán)牙通信技術(shù)的功能和應(yīng)用也得到了廣泛的拓展和進(jìn)步,相信隨著藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范的進(jìn)一步完善和推廣,藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)會(huì)得到飛速的發(fā)展,同時(shí)利用藍(lán)牙設(shè)備組網(wǎng)的互聯(lián)交換和信息共享也會(huì)在技術(shù)上變得更加成熟,更加穩(wěn)定。
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作者簡(jiǎn)介:袁曉慶(1991-),男,寧夏銀川人,學(xué)士學(xué)位,團(tuán)員,研究方向:藍(lán)牙通信。