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藍牙無線網路技術調研報告

發布時間:2022-10-24 19:11:26

Ⅰ 藍牙的功能是什麼呀

藍牙技術介紹

1.1堅果殼中的藍牙

藍牙無線技術是一種專門為小型移動設備而設計的。藍牙無線技術是一種技術規范。它專門為小范圍內的移動設備通訊而設計的。從功能上來說,藍牙就和一個電纜差不多。關鍵的不同是,藍牙使用無線信號將各個設備聯系在一起,而不是電纜。從這種意義上來說,藍牙是一種「使能」技術,而不是一種應用。這種技術最振奮人心的地方就是消除了現在連接各種設備之間所使用的電纜。例如,為了將從數字攝象機來的圖象傳輸到PC機,你需要一個電纜來連接攝象機和PC機。設想PC機和攝象機都使用了藍牙無線技術。在這種情況下,電纜就沒有必要了。代之,數據可以通過無線連接傳播。將這個思想擴展到所有的手持設備上,……。

除了不需要電纜連接到設備,藍牙還使得設備可以自發地形成一個小型無線網路叫做piconet。這些無線網路連接是通過在藍牙設備中一種無線收發機來實現的。電波工作在2.4 GHz ISM(Instrial, Scientific,和Medical)波段上,這是一個全球標准[1]。藍牙無線電是建立一個充滿雜訊的環境中,並提供高速,強壯和安全的設備連接。最大的數據交換速度可以通過使用TTD(Time-Division Duplex)達到1 Mb/s。穩定性保證設備在接收和發送數據包的時候不受其他無線信號的干擾。藍牙的安全性能是應用在硬體層上,並提供了三種安全模式。

1.2 藍牙家族

雖然藍牙無線技術有許多自己的特點,但是它還是從其他現有的無線技術中借鑒了不少內容。包括:Motorola的Piano, IrDA, IEEE 802.11, 和Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT). Motorola的Piano是一種自發性的網路概念"個人區域網"。這個概念被Bluetooth SIG採納,並拓展到最初的藍牙概念,而不是只局限於一個電纜代替方案。藍牙的語音數據傳輸功能也是繼承了DECT的規范。對象交換能力(共享商務卡片,聯系信息,消息等等)都是從IrDA中發展而來的。藍牙也繼承了2.4GHz ISM波段,Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), 驗證,私有,電能管理和IEEE 802.11區域網絡能力。

1.3 藍牙無線區域網絡解決方案的組成部分

在藍牙無線技術中的有四個重要的組成部分:無線點單元,基帶單元,軟體堆棧和應用軟體。無線點單元是一真實的無線電收發裝置。它使得藍牙設備之間可以進行無線連接。基帶單元也是一個硬體,包括了快閃記憶體和CPU,以及無線點單元與主要的硬體服務設備之間的介面。基帶硬體提供藍牙設備所有的連接和維護功能。軟體堆棧是核心的軟體驅動,使得應用程序可以和基帶設備之間進行介面。應用程序軟體是用戶方面的借口。提供整個界面和功能上的控制。

2.0 藍牙無線電波

藍牙無線介面是使用在2.4GHz ISM波段上的無線電收發機。藍牙無線規定遵從美國FCC,以及國際的ISM波段的慣例。藍牙無線電支持帶寬擴展,它使得操作可以在100mW以上的波段上完成。帶寬擴展是通過從2.402GHz開始,跳躍79個1MHz,到2.480GHz結束。最大的頻率跳躍可以是1600hops/s。由於法國和西班牙的規定,跳頻的次數是根據這個國家的具體情況來定的。這種特殊的情況可以通過國際軟體切換來限制無線電單元跳頻的次數。藍牙無線點設備最小和最大的距離是10厘米到10米。但是這個可以通過增加發射能量擴展到100米。

3.0 藍牙基帶

一個更適合的於這個部分的詞應該是'連接控制單元'。在藍牙的技術規定裡面,連接控制(Link Controller,LC)是一個硬體單元。它建立藍牙設備之間的物理RF連接,和應用基帶協議以及連接管理(Link Manager, LM)。LM能夠建立和管理設備之間的連接;提供主動中斷介面,它使得主機設備可以使用藍牙無線連接。

3.1 建立連接

所有的藍牙設備預設都是等待模式。在等待模式中,沒有連接的設備會不時地偵聽消息。這個過程被稱做掃描。掃描被分為兩個類型,頁掃描(page scan)和查詢掃描(inquiry scan)。頁掃描是連接的一個子狀態。在這個狀態中,設備在掃描窗口(11.25ms)時間段中使用設備訪問代碼(device access code,DAC)監聽,而且在兩個設備之間建立真正的連接。查詢掃描和頁掃描很象,除了在這個子狀態中接收設備使用查詢訪問代碼掃描(inquiry access code, IAC)。 查詢掃描用來發現哪些單元在范圍內,他們的設備地址和時鍾周期。通過成功的掃描,可以建立以下四中可能的連接中的一種:active,hold, sniff, 和park。如果掃描沒有成功或者兩者中的一個不願意建立連接,那麼連接就不會建立。

3.1.1 頁掃描,頁和頁響應

在頁掃描過程中,設備要麼是master要麼是slave。slave單元每隔11.25ms來偵聽自己的DAC。slave單元所做的掃描是在一個跳頻時間內完成。跳頻的時間間隔是由內部的硬體單元決定的。潛在的master單元使用頁隊列。頁隊列對於一個單元來說就是覆蓋所有可能的32個可能的頻率[2],並且確定哪個slave單元在監聽哪個頻率。每1.28秒,master單元掃描一個不同的頻率間隔。要注意到頁隊列掃描包括兩個頁隊列。隊列A覆蓋一半,隊列B覆蓋另外一半。如果通過隊列A的掃描沒有發現設備,那麼預設就使用隊列B掃描。

在頁狀態中,master反復地發送slave的DAC,用來在設備之間建立連接。這個發送發生在每個頁跳動的頁隊列中。如果有來自slave單元的任何響應,那麼master將進入master響應模式。

為了更快地解釋整個過程,master響應和slave響應將在後面討論。頁響應是一個非常關鍵的階段,在這個階段中master和slave單元將交換重要的信息並建立持續連接。

3.1.2 查詢掃描,查詢和查詢響應

查詢過程和頁過程的機制是一樣的。不同的是所交換的信息不同。當在查詢狀態的時候,master單元將尋找可能的slaves並且不需要DAC來建立連接。查詢過程使得master設備從可能的slave取得DAC。在查詢過程中,所交換的信息僅僅是slave單元的地址信息。在一個成功的查詢掃描之後,master單元將進入頁掃描過程,准備建立連接。

3.1.3 連接模式

四種模式中的第一中模式就是:active模式。在active模式中,藍牙設備在頻道上將參與合作。在頻道中的流量,是通過在piconet中的每個活動設備的需求來確定的。mater同樣可以支持普通的傳輸模式,保持所有的slaves在頻道中同步。當藍牙設備參與頻道上的活動的時候,它將被分配一個活動成員標記(Active Member Address ,AM_ADDR),它佔3 bit。因此總共只可能有7個活動的slaves。所有位為0是保留的。

下一個個連接模式是:hold模式。hold模式是三種模式中減少藍牙設備能量消耗的一種模式。hold模式允許設備保持它的AM_ADDR和支持同步包,但是不支持非同步包。這個模式使得設備可以完成其他的任務,包括頁和查詢掃描。

下一個減少能量的模式是:sniff模式。它減少slave的監聽活動循環。這個模式使得單元支持同步和非同步的數據包,並保持AM_ADDR。這個模式使得設備可以減少能量的消耗,並有時間來參與兩個piconet的合作。

最後一個模式是:park模式。它允許單元不參與頻道活動,但是保留頻道同步和監聽廣播信息。在park模式,slave設備放棄自己的AM_ADDR並指定一個8 bit Parked Member Address (PM_ADDR)。既然是8 bits, 就有可能有255個slaves,可以用PM_ADDR來標志設備(所有位為0有特殊的意義)。但是,如果Bluetooth Device Address (BD_ADDR)被使用,那麼slave的park數字沒有限制。

3.2 連接和包類型

Bluetooth Baseband提供兩種類型的物理連接:面向連接的同步連接(Synchronous Connection-Oriented,SCO)和無連接的非同步連接(Asynchronous Connectionless,ACL)。SCO和 ACL連接可以被用在同一個頻道上或者RF物理連接上。SCO連接可以用在無線和數據傳輸上。slave設備將可能在沒有poll的時候傳輸SCO數據包,因為SCO連接已經保留了傳輸時間槽。ACL連接只可以用來數據傳輸,而且slave必須要通過poll後才能傳輸數據。ACL連接同樣支持同步和非同步流量,並被用來傳輸廣播信息 。

任何藍牙設備可能支持一個ACL頻道,三個SCO頻道,或者一個並發的ACL和SCO頻道。在piconet中的流量是由master單元控制的。master單元根據應用的狀況和可能的帶寬來分配帶寬。每個master和slave之間的連接在piconet中都可能不同。更進一步的來說,master和slave之間的連接可能根據應用的狀況來調整狀態。

3.3 藍牙無線網路技術

藍牙無線系統支持點對點和點對多的連接。特別是藍牙scatternet可以通過連接多個piconet而形成。piconet被定義為一個設備組,至少有一個master和一個slave組成。他們共享同一個跳頻序列。一個scatternet是通過連接多個具有不同跳頻序列的piconet組成。一個藍牙設備可能連接兩個piconet,它可能同時是兩個不同piconet的slave。另外也可能是一個piconet中的master,而是另外一個piconet中的slave。當前的規定將一個scatternet中的piconet限制在10個。在一個scatternet中,最多有10個piconet,最大的數據吞吐量可以超過6 Mb/s。

3.4 藍牙無線音頻傳輸

藍牙無線技術中的音頻使用Continuous Variable Slope Delta Molation (CVSD)聲音編碼方式。選擇CVSD的主要原因是它的強壯性,可以處理采樣的丟失和損壞。音頻使用的是SCO連接傳輸速率為64kb/s。

3.5 錯誤處理

在藍牙基帶控制中有三中錯誤更正方法:1/3 rate Forward Error Correction 編碼 (FEC), 2/3 rate FEC code, 和 自動重復請求(Automatic repeat request,ARQ)。使用FEC的目的是要減少重復傳輸;但是創建一個沒有錯誤的環境。為了允許應用的可伸縮性,沒有必要在藍牙數據包規定中使用FEC來增加數據的有效載荷。數據包頭經常有1/3 rate FEC保護,因為這個部分包含了連接信息,必須要能夠容錯。沒有編號的ARQ方法在一個時間槽中被傳輸,在另外一個時間槽內等待響應,都有頭錯誤檢測和CRC效驗。

4.0 藍牙安全

藍牙規定中定義了三中安全模式:non-secure, service-level security, 和 link level security。在non-secure模式,設備沒有任何的安全過程。在service-level安全模式,可以允許更多的應用靈活性。Service-level安全模式在多個並行程序以不同的安全模式運行的時候最為有用。link level安全模式,是由設備在連接建立之前建立安全過程。Link level安全模式提供提供驗證,許可權和加密服務。

在任何藍牙系統中,驗證是一個關鍵部分。它使得用戶可以在藍牙設備中建立一個信任域。驗證服務允許兩個設備在這個基礎上,來決定是否建立硬體連接。一旦連接建立,附加的保密安全將應用到數據傳輸上。保密過程在有兩個設備之間有連接後才出現的,但是驗證過程是無論連接是否建立,都需要這個過程。

內建的藍牙安全機制,足夠保證大多數應用的安全。但是在某些情況下,需要採取更強的保密手段。這個時候可以在應用層再增加保密措施。

5.0 藍牙連接管理

連接管理(Link Manager,LM)是基帶中的一個軟體實體。它應用於其他協議,連接建立,連接驗證和連接配置。當LM發現其他遠程LM的時候,它將使用Link Manager Protocol (LMP)和他們聯系。為了實現自己提供服務的角色,LM使用Link Controller(LC)(一種硬體實體)來建立和其他設備的物理連接。

Link Manager提供的服務有: 接收和傳送數據
請求遠程設備名
查詢遠程設備連接地址(inquiry scan procere)
通知和建立連接和連接模式(ACL 和/或 SCO links)
驗證
決定包到包的框架類型
將設備設置成一種低功耗模式(hold, sniff, and park)
保證master只在專門規定的時間槽內傳輸數據

6.0 藍牙應用軟體

所有使用藍牙無線技術的設備至少滿足一些基本的需求。這些需求都定義在藍牙的規范中。這些要求包括非常光,可能根據設備的能力的不同而有所不同。例如,使用藍牙技術提供LAN服務的設備可能和使用藍牙技術提供手持設備服務的設備就差別很大。但是可以保證一個顯示藍牙Logo的設備將肯定可以和另外的設備混合。所有使用藍牙技術的設備肯定可以識別對方,並支持更高層次的服務。

Ⅱ 什麼是"藍牙技術"它有什麼用的

什麼是藍牙

一、藍牙名字的由來

藍牙的名字來源於10世紀丹麥國王Harald Blatand-英譯為Harold Bluetooth。在行業協會籌備階段,需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員,在經過一夜關於歐洲歷史和未來無限技術發展的討論後,有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現在的挪威,瑞典和丹麥統一起來;就如同這項即將面世的技術,技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作,例如計算,手機和汽車行業之間的工作。名字於是就這么定下來了。

在丹麥的Jelling城,在教堂里立著一塊紀念碑,這塊紀念碑就是為了紀念Blatand國王的功績和他的父親,丹麥的第一個國王「Gorm the Old」而立的。有趣的是,這塊特別的石頭在Harald和他的兒子Sven Forkbeard之間的一次戰爭後就遺失了,近600年裡沒有人見過這塊石頭。Sven獲勝了(並且把他父親流放了),因為這塊刻著古代北歐文字的石頭是Harald的榮耀,所以Sven埋葬了它。直到最近幾年,一個農夫對他農場里的這個大土堆產生了好奇,才終於發現了這塊石頭。

這個標志最初是在商業協會宣布成立的時候由Scandinavian公司設計的。標志保留了它名字的傳統特色,包含了古北歐字母「H」,看上去非常類似一個星號和一個「B」,在標志上仔細看兩者都能看到。

二、藍牙技術介紹

「藍牙」(Bluetooth)原是十世紀統一了丹麥的國王的名字,現取其「統一」的含義,用來命名意在統一無線區域網通訊標準的藍牙技術。藍牙技術是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯合推出的一項無線網路技術。隨後成立的藍牙技術特殊興趣組織(SIG)來負責該技術的開發和技術協議的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟該組織,最近微軟公司也正式加盟並成為SIG組織的領導成員之一。

藍牙是無線數據和語音傳輸的開放式標准,它將各種通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統、甚至家用電器採用無線方式聯接起來。它的傳輸距離為10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外設便可達到100m的傳輸距離。它採用2.4GHz ISM頻段和調頻、跳頻技術,使用權向糾錯編碼、ARQ、TDD和基帶協議。TDMA每時隙為0.625μs,基帶符合速率為1Mb/s。藍牙支持64kb/s實時語音傳輸和數據傳輸,語音編碼為CVSD,發射功率分別為1mW、2.5mW和100mW,並使用全球統一的48比特的設備識別碼。由於藍牙採用無線介面來代替有線電纜連接,具有很強的移植性,並且適用於多種場合,加上該技術功耗低、對人體危害小,而且應用簡單、容易實現,所以易於推廣。

藍牙技術

SIG組織於1999年7月26日推出了藍牙技術規范1.0版本。藍牙技術的系統結構分為三大部分:底層硬體模塊、中間協議層和高層應用。 底層硬體部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM)。無線跳頻層通過2.4GHz無需授權的ISM頻段的微波,實現數據位流的過濾和傳輸,本層協議主要定義了藍牙收發器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件。基帶負責跳頻以及藍牙數據和信息幀的傳輸。鏈路管理負責連接、建立和拆除鏈路並進行安全控制。

藍牙技術結合了電路交換與分組交換的特點,可以進行非同步數據通信,可以支持多達3個同時進行的同步話音信道,還可以使用一個信道同時傳送非同步數據和同步話音。每個話音信道支持64kb/秒的同步話音鏈路。非同步信道可以支持一端最大速率為721kb/秒、另一端速率為57.6kb/秒的不對稱連接,也可以支持43.2kb/秒的對稱連接。

中間協議層包括邏輯鏈路控制和適應協議、服務發現協議、串口模擬協議和電話通信協議。邏輯鏈路控制和適應協議具有完成數據拆裝、控制服務質量和復用協議的功能,該層協議是其它各層協議實現的基礎。服務發現協議層為上層應用程序提供一種機制來發現網路中可用的服務及其特性。串口模擬協議層具有模擬9針RS232串口的功能。電話通信協議層則提供藍牙設備間話音和數據的呼叫控制指令。

主機控制介面層(HCI)是藍牙協議中軟硬體之間的介面,它提供了一個調用基帶、鏈路管理、狀態和控制寄存器等硬體的統一命令介面。藍牙設備之間進行通信時,HCI以上的協議軟體實體在主機上運行,而HCI以下的功能由藍牙設備來完成,二者之間通過一個對兩端透明的傳輸層進行交互。

在藍牙協議棧的最上部是各種高層應用框架。其中較典型的有撥號網路、耳機、區域網訪問、文件傳輸等,它們分別對應一種應用模式。各種應用程序可以通過各自對應的應用模式實現無線通信。撥號網路應用可通過模擬串口訪問微微網(Piconet),數據設備也可由此接入傳統的區域網;用戶可以通過協議棧中的Audio(音頻)層在手機和耳塞中實現音頻流的無線傳輸;多台PC或筆記本電腦之間不需要任何連線,就能快速、靈活地進行文件傳輸和共享信息,多台設備也可由此實現同步操作。

總之,整個藍牙協議結構簡單,使用重傳機制來保證鏈路的可靠性,在基帶、鏈路管理和應用層中還可實行分級的多種安全機制,並且通過跳頻技術可以消除網路環境中來自其它無線設備的干擾。

應用前景

藍牙技術的應用范圍相當廣泛,可以廣泛應用於區域網絡中各類數據及語音設備,如PC、撥號網路、筆記本電腦、列印機、傳真機、數碼相機、行動電話和高品質耳機等,藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網(Piconet),多個微微網之間也可以進行互連接,從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。應用藍牙技術的典型環境有無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等。目前,藍牙的初期產品已經問世,一些晶元廠商已經開始著手改進具有藍牙功能的晶元。與此同時,一些頗具實力的軟體公司或者推出自已的協議棧軟體,或者與晶元廠商合作推出藍牙技術實現的具體方案。盡管如此,藍牙技術要真正普及開來還需要解決以下幾個問題:首先要降低成本;其次要實現方便、實用,並真正給人們帶來實惠和好處;第三要安全、穩定、可靠地進行工作;第四要盡快出台一個有權威的國際標准。一旦上述問題被解決,藍牙將迅速改變人們的生活與工作方式,並大大提高人們的生活質量。

Ⅲ 藍牙技術的優缺點

藍牙技術的優點:

  1. 低功率,便於電池供電設備工作

  2. 便宜,可以應用到低成本設備上

  3. 同時管理數據和聲音傳輸

  4. 低延時

藍牙技術的缺點:

  1. 傳輸距離有限

  2. 數據傳送速率為24 Mb/s

  3. 不同設備間協議不兼容

  4. 需要本地數據記錄,以確保數據不間斷可用

拓展知識

藍牙(Bluetooth®):是一種無線技術標准,可實現固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間的短距離數據交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波)。藍牙技術最初由電信巨頭愛立信公司於1994年創制,當時是作為RS232數據線的替代方案。藍牙可連接多個設備,克服了數據同步的難題。

Ⅳ 有關「藍牙的傳輸范圍」的問題

藍牙是一種傳輸范圍約為10米左右的短距離無線通信標准,用於在移動設備之間建立起一種小型、經濟、短距離的無線鏈路;藍牙技術及其應用為我國IT業發展提供了重要契機,可能帶動我國信息家電、半導體材料、晶元設計、晶元製造、配套軟體、通訊設備乃至整個IT產業的發展;部分軟體、家電類上市公司已經開始逐步進入藍牙應用領域。 藍牙吐出市場一片 藍牙技術(BlueTooth)曾被譽為繼互聯網、第三代移動通信之後的21世紀最有前途的信息技術,它是由愛立信、IBM、Intel、諾基亞和東芝等公司成立的組織SIG在1998年聯合推出了一項最新的無線網路技術。藍牙是由移動通信公司與移動計算公司聯合起來開發的傳輸范圍約為10米左右的短距離無線通信標准,用於在攜帶型計算機、行動電話以及其他移動設備之間建立起一種小型、經濟、短距離的無線鏈路。藍牙技術從本質上說是一種代替電纜的技術,解決了小型移動設備間的無線互連問題。它的硬體市場非常廣闊,涵蓋了區域網絡中的各類數據和語音設備。它可以用於無線手持設備(PDA、手機等)、圖像處理設備(數碼相機、掃描儀等)、安全產品(智能卡、身份識別等)、消費娛樂(耳機、游藝機等)、汽車產品(GPS、動力系統等)、家用電器(電視、冰箱等)、醫療健身、建築、玩具等諸多領域。愛立信公司藍牙手機的上市正式使藍牙技術從概念變成了產品。 據美國CahnersIn-Stat公司最近公布的調查結果顯示,世界「藍牙」產品銷售量正在以年均360%的增長率飛速增長,預計到2005年市場規模將顯著擴大,帶有「藍牙」技術的產品將達到9.55億台。與此同時,「藍牙」LSI的市場也將隨之大幅度地增長。據預測,面向「藍牙」的基帶處理LSI和射頻(RF)LSI市場,2005年將達到44億美元的規模。到2005年,中國市場藍牙產品的需求量就將達到1億個。

Ⅳ 藍牙是一種什麼技術

藍牙技術是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯合推出的一種短距(10~100米)無線網路技術。它將各種通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統、甚至家用電器採用無線方式聯接起來。藍牙技術有1.1、1.2、2.0等版本,主要是傳輸速率不同.目前大部分手機只支持1.1、1.2版本,不支持播送立體聲音樂.
蘭牙使用對手機有兩種情況:
一是手機對手機,在有效范圍內只要知道對方名稱和密碼,"握手"後就可互相傳遞數據.
二是手機對電腦,首先安裝藍牙適配器所附光碟的驅動程序,重新啟動後將適配器插入電腦USB介面,再重啟後電腦會在顯示屏右下角提示:"蘭牙巳經啟動".點擊桌面或任務欄里的蘭牙圖標即可打開蘭牙主界面,點擊主界面中的黃球開始搜索.同時啟動手機的蘭牙功能並選"公開性",搜索到了即建立連接,手機的內存和擴展卡就成了電腦的一個文件夾,復制、粘貼、刪除完全一樣,而且蘭牙有同步功能一看就會.用完退出主界面即可.要提醒的是:手機上的蘭牙功能用完不要忘了關閉,否則是要費電的.

Ⅵ 藍牙、紅外和一般的無線通信技術各自的特點和相互比較

我們老闆給我的一篇文章,看看也許有用
目前幾種焦點近距無線技術的介紹和對比

作者:不詳
時間:2008-01-02
目前使用較廣泛的近距無線通信技術是藍牙(Bluetooth),無線區域網802.11(Wi-Fi)和紅外數據傳輸(IrDA)。同時還有一些具有發展潛力的近距無線技術標准,它們分別是:Zigbee、超寬頻(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、無線1394和專用無線系統等。它們都有其立足的特點,或基於傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求;或著眼於功能的擴充性;或符合某些單一應用的特別要求;或建立競爭技術的差異化等。但是沒有一種技術可以完美到足以滿足所有的需求。
藍牙技術
原文位置 bluetooth)技術是近幾年出現的,廣受業界關注的近距無線連接技術。它是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范,它以低成本的短距離無線連接為基礎,可為固定的或移動的終端設備提供廉價的接入服務。
原文位置 藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范,其實質內容是為固定設備或移動設備之間的通信環境建立通用的近距無線介面,將通信技術與計算機技術進一步結合起來,使各種設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內實現相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHz ISM頻段,提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。
原文位置 藍牙技術誕生於1994年,Ericsson當時決定開發一種低功耗、低成本的無線介面,以建立手機及其附件間的通信。該技術還陸續獲得PC行業業界巨頭的支持。1998年,藍牙技術協議由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司達成一致。
原文位置 藍牙協議的標准版本為802.15.1,由藍牙小組(SIG)負責開發。802.15.1的最初標准基於藍牙1.1實現,後者已構建到現行很多藍牙設備中。新版802.15.1a基本等同於藍牙1.2標准,具備一定的QoS特性,並完整保持後向兼容性。
原文位置 但藍牙技術遭遇了最大的障礙是過於昂貴。突出表現在晶元大小和價格難以下調、抗干擾能力不強、傳輸距離太短、信息安全問題等等。這就使得許多用戶不願意花大價錢來購買這種無線設備。因此,業內專家認為,藍牙的市場前景取決於藍牙價格和基於藍牙的應用是否能達到一定的規模。
原文位置 Wi-Fi技術
原文位置 Wi-Fi(Wireless Fidelity,無線高保真)也是一種無線通信協議,正式名稱是IEEE802.11b,與藍牙一樣,同屬於短距離無線通信技術。Wi-Fi速率最高可達11Mb/s。雖然在數據安全性方面比藍牙技術要差一些,但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌,可達100 m左右。
原文位置 Wi-Fi是乙太網的一種無線擴展,理論上只要用戶位於一個接入點四周的一定區域內,就能以最高約11Mb/s的速度接入Web。但實際上,如果有多個用戶同時通過一個點接入,帶寬被多個用戶分享,Wi-Fi的連接速度一般將只有幾百kb/s的信號不受牆壁阻隔,但在建築物內的有效傳輸距離小於戶外。
原文位置 WLAN未來最具潛力的應用將主要在SOHO、家庭無線網路以及不便安裝電纜的建築物或場所。目前這一技術的用戶主要來自機場、酒店、商場等公共熱點場所。Wi-Fi技術可將Wi-Fi與基於XML或Java的Web服務融合起來,可以大幅度減少企業的成本。例如企業選擇在每一層樓或每一個部門配備802.11b的接入點,而不是採用電纜線把整幢建築物連接起來。這樣一來,可以節省大量鋪設電纜所需花費的資金。
原文位置 最初的IEEE802.11規范是在1997年提出的,稱為802.11b,主要目的是提供WLAN接入,也是目前WLAN的主要技術標准,它的工作頻率也是2.4GHz,與無繩電話、藍牙等許多不需頻率使用許可證的無線設備共享同一頻段。隨著Wi-Fi協議新版本如802.11a和802.11g 的先後推出,Wi-Fi的應用將越來越廣泛。速度更快的802.11g使用與802.11b相同的正交頻分多路復用調制技術。它工作在2.4GHz頻段,速率達54Mb/s。根據最近國際消費電子產品的發展趨勢判斷,802.11g將有可能被大多數無線網路產品製造商選擇作為產品標准。
原文位置 微軟推出的桌面操作系統WindowsXP和嵌入式操作系統WindowsCE,都包含了對Wi-Fi的支持。其中,WindowsCE同時還包含對Wi-Fi 的競爭對手藍牙等其它無線通信技術的支持。由於投資802.11b的費用降低,許多廠商介入這一領域。Intel推出了集成WLAN技術的筆記本電腦晶元組,不用外接無線網卡,就可實現無線上網。
原文位置 IrDA技術
原文位置 紅外線數據協會IrDA(Infrared Data Association)成立於1993年。起初,採用IrDA標準的無線設備僅能在1m范圍內以115.2 kb/s速率傳輸數據,很快發展到4Mb/s以及16Mb /s的速率。
原文位置 IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術,是第一個實現無線個人區域網(PAN)的技術。目前它的軟硬體技術都很成熟,在小型移動設備,如PDA、手機上廣泛使用。事實上,當今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、列印機等產品都支持IrDA。
原文位置 IrDA的主要優點是無需申請頻率的使用權,因而紅外通信成本低廉。並且還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。此外,紅外線發射角度較小,傳輸上安全性高。
原文位置 IrDA的不足在於它是一種視距傳輸,兩個相互通信的設備之間必須對准,中間不能被其它物體阻隔,因而該技術只能用於2台(非多台)設備之間的連接。而藍牙就沒有此限制,且不受牆壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率。
NFC技術
原文位置 NFC(Near Field Communication,近距離無線傳輸)是由Philips、NOKIA和Sony主推的一種類似於RFID(非接觸式射頻識別)的短距離無線通信技術標准。和RFID不同,NFC採用了雙向的識別和連接。在20cm距離內工作於13.56MHz頻率范圍。
原文位置 NFC最初僅僅是遙控識別和網路技術的合並,但現在已發展成無線連接技術。它能快速自動地建立無線網路,為蜂窩設備、藍牙設備、Wi-Fi設備提供一個「虛擬連接」,使電子設備可以在短距離范圍進行通訊。NFC的短距離交互大大簡化了整個認證識別過程,使電子設備間互相訪問更直接、更安全和更清楚,不用再聽到各種電子雜音。
原文位置 NFC通過在單一設備上組合所有的身份識別應用和服務,幫助解決記憶多個密碼的麻煩,同時也保證了數據的安全保護。有了NFC,多個設備如數碼相機、PDA、機頂盒、電腦、手機等之間的無線互連,彼此交換數據或服務都將有可能實現。
原文位置 此外NFC還可以將其它類型無線通訊(如Wi-Fi和藍牙)「加速」,實現更快和更遠距離的數據傳輸。每個電子設備都有自己的專用應用菜單,而 NFC可以創建快速安全的連接,而無需在眾多介面的菜單中進行選擇。與知名的藍牙等短距離無線通訊標准不同的是,NFC的作用距離進一步縮短且不像藍牙那樣需要有對應的加密設備。
原文位置 同樣,構建Wi-Fi家族無線網路需要多台具有無線網卡的電腦、列印機和其它設備。除此之外,還得有一定技術的專業人員才能勝任這一工作。而NFC被置入接入點之後,只要將其中兩個靠近就可以實現交流,比配置Wi-Fi連結容易得多。
原文位置 NFC有三種應用類型:
原文位置 設備連接。除了無線區域網,NFC也可以簡化藍牙連接。比如,手提電腦用戶如果想在機場上網,他只需要走近一個Wi-Fi熱點即可實現。
原文位置 實時預定。比如,海報或展覽信息背後貼有特定晶元,利用含NFC協議的手機或PDA,便能取得詳細信息,或是立即聯機使用信用卡進行票卷購買。而且,這些晶元無需獨立的能源。
原文位置 移動商務。飛利浦Mifare技術支持了世界上幾個大型交通系統及在銀行業為客戶提供Visa卡等各種服務。索尼的FeliCa非接觸智能卡技術產品在中國香港及深圳、新加坡、日本的市場佔有率非常高,主要應用在交通及金融機構。
原文位置 總而言之,這項新技術正在改寫無線網路連接的游戲規則,但NFC的目標並非是完全取代藍牙、Wi-Fi等其他無線技術,而是在不同的場合、不同的領域起到相互補充的作用。所以如今後來居上的NFC發展態勢相當迅速!
原文位置
Zigbee技術
原文位置 ZigBee主要應用在短距離范圍之內並且數據傳輸速率不高的各種電子設備之間。ZigBee名字來源於蜂群使用的賴以生存和發展的通信方式,蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來分享新發現的食物源的位置、距離和方向等信息。
原文位置 ZigBee聯盟成立於2001年8月。2002年下半年,Invensys、Mitsubishi、Motorola以及Philips半導體公司四大巨頭共同宣布加盟ZigBee聯盟,以研發名為ZigBee的下一代無線通信標准。到目前為止,該聯盟大約已有27家成員企業。所有這些公司都參加了負責開發ZigBee物理和媒體控制層技術標準的IEEE 802.15.4工作組。
原文位置 ZigBee聯盟負責制定網路層以上協議。目前,標准制訂工作已完成。ZigBee協議比藍牙、高速率個人區域網或802.11x無線區域網更簡單實用。
Zigbee可以說是藍牙的同族兄弟,它使用2.4 GHz波段,採用跳頻技術。與藍牙相比,ZigBee更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。它的基本速率是250kb/s,當降低到28kb/s時,傳輸范圍可擴大到134m,並獲得更高的可靠性。另外,它可與254個節點聯網。可以比藍牙更好地支持游戲、消費電子、儀器和家庭自動化應用。人們期望能在工業監控、感測器網路、家庭監控、安全系統和 玩具等領域拓展ZigBee的應用。
原文位置 ZigBee技術特點主要包括以下幾個部分:
原文位置 數據傳輸速率低。只有10kb/s~250kb/s,專注於低傳輸應用。
原文位置 功耗低。在低耗電待機模式下,兩節普通5號干電池可使用6個月以上。這也是ZigBee的支持者所一直引以為豪的獨特優勢。
原文位置 成本低。因為ZigBee數據傳輸速率低,協議簡單,所以大大降低了成本; 積極投入ZigBee開發的Motorola以及Philips,均已在2003年正式推出晶元,飛利浦預估,應用於主機端的晶元成本和其它終端產品的成本比藍牙更具價格競爭力。
原文位置 網路容量大。每個ZigBee網路最多可支持255個設備,也就是說每個ZigBee設備可以與另外254台設備相連接。
原文位置 有效范圍小。有效覆蓋范圍10~75m之間,具體依據實際發射功率的大小和各種不同的應用模式而定,基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環境。
原文位置 工作頻段靈活。使用的頻段分別為2.4GHz、868MHz(歐洲)及915MHz(美國),均為免執照頻段。
原文位置 根據ZigBee聯盟目前的設想,ZigBee的目標市場主要有PC外設(滑鼠、鍵盤、游戲操控桿)、消費類電子設備(TV、VCR、CD、 VCD、DVD等設備上的遙控裝置)、家庭內智能控制(照明、煤氣計量控制及報警等)、玩具(電子寵物)、醫護(監視器和感測器)、工控(監視器、感測器和自動控制設備)等非常廣闊的領域。
原文位置 UWB技術
原文位置 超寬頻技術UWB(Ultra Wideband)是一種無線載波通信技術,它不採用正弦載波,而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據,因此其所佔的頻譜范圍很寬。
原文位置 UWB可在非常寬的帶寬上傳輸信號,美國FCC對UWB 的規定為:在3.1~10.6GHz頻段中佔用500MHz以上的帶寬。由於UWB可以利用低功耗、低復雜度發射/接收機實現高速數據傳輸,在近年來得到了迅速發展。它在非常寬的頻譜范圍內採用低功率脈沖傳送數據而不會對常規窄帶無線通信系統造成大的干擾,並可充分利用頻譜資源。基於UWB技術而構建的高速率數據收發機有著廣泛的用途。
原文位置 UWB技術具有系統復雜度低,發射信號功率譜密度低,對信道衰落不敏感,低截獲能力,定位精度高等優點,尤其適用於室內等密集多徑場所的高速無線接入,非常適於建立一個高效的無線區域網或無線個域網(WPAN)。
原文位置 UWB主要應用在小范圍、高解析度、能夠穿透牆壁、地面和身體的雷達和圖像系統中。除此之外,這種新技術適用於對速率要求非常高(大於100 Mb/s)的LANs或PANs。
原文位置 UWB最具特色的應用將是視頻消費娛樂方面的無線個人區域網(PANs)。現有的無線通信方式,802.11b和藍牙的速率太慢,不適合傳輸視頻數據;54 Mb/s速率的802.11a標准可以處理視頻數據,但費用昂貴。而UWB有可能在10 m范圍內,支持高達110 Mb/s的數據傳輸率,不需要壓縮數據,可以快速、簡單、經濟地完成視頻數據處理。
原文位置 具有一定相容性和高速、低成本、低功耗的優點使得UWB較適合家庭無線消費市場的需求:UWB尤其適合近距離內高速傳送大量多媒體數據以及可以穿透障礙物的突出優點,讓很多商業公司將其看作是一種很有前途的無線通信技術,應用於諸如將視頻信號從機頂盒無線傳送到數字電視等家庭場合。當然,UWB未來的前途還要取決於各種無線方案的技術發展、成本、用戶使用習慣和市場成熟度等多方面的因素。
原文位置 小結
原文位置 無論你看到的或正在使用的通訊方式是什麼,雖然每一種無線技術將遇到它們自身的特殊任務,並且人們在各個地方使用不同的技術,但是它們將有可能配合工作。對於企業來說,繞過主要的無線通信運營商可以節約可觀的成本。從長遠來看,企業應密切關注各種無線通信技術的發展,選擇最適合自己需要的一種標准。

Ⅶ 何為藍牙

一、藍牙名字的由來

藍牙的名字來源於10世紀丹麥國王Harald Blatand-英譯為Harold Bluetooth。在行業協會籌備階段,需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員,在經過一夜關於歐洲歷史和未來無限技術發展的討論後,有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現在的挪威,瑞典和丹麥統一起來;就如同這項即將面世的技術,技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作,例如計算,手機和汽車行業之間的工作。名字於是就這么定下來了。

在丹麥的Jelling城,在教堂里立著一塊紀念碑,這塊紀念碑就是為了紀念Blatand國王的功績和他的父親,丹麥的第一個國王「Gorm the Old」而立的。有趣的是,這塊特別的石頭在Harald和他的兒子Sven Forkbeard之間的一次戰爭後就遺失了,近600年裡沒有人見過這塊石頭。Sven獲勝了(並且把他父親流放了),因為這塊刻著古代北歐文字的石頭是Harald的榮耀,所以Sven埋葬了它。直到最近幾年,一個農夫對他農場里的這個大土堆產生了好奇,才終於發現了這塊石頭。

這個標志最初是在商業協會宣布成立的時候由Scandinavian公司設計的。標志保留了它名字的傳統特色,包含了古北歐字母「H」,看上去非常類似一個星號和一個「B」,在標志上仔細看兩者都能看到。

二、藍牙技術介紹

「藍牙」(Bluetooth)原是十世紀統一了丹麥的國王的名字,現取其「統一」的含義,用來命名意在統一無線區域網通訊標準的藍牙技術。藍牙技術是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯合推出的一項無線網路技術。隨後成立的藍牙技術特殊興趣組織(SIG)來負責該技術的開發和技術協議的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟該組織,最近微軟公司也正式加盟並成為SIG組織的領導成員之一。

藍牙是無線數據和語音傳輸的開放式標准,它將各種通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統、甚至家用電器採用無線方式聯接起來。它的傳輸距離為10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外設便可達到100m的傳輸距離。它採用2.4GHz ISM頻段和調頻、跳頻技術,使用權向糾錯編碼、ARQ、TDD和基帶協議。TDMA每時隙為0.625μs,基帶符合速率為1Mb/s。藍牙支持64kb/s實時語音傳輸和數據傳輸,語音編碼為CVSD,發射功率分別為1mW、2.5mW和100mW,並使用全球統一的48比特的設備識別碼。由於藍牙採用無線介面來代替有線電纜連接,具有很強的移植性,並且適用於多種場合,加上該技術功耗低、對人體危害小,而且應用簡單、容易實現,所以易於推廣。

藍牙技術

SIG組織於1999年7月26日推出了藍牙技術規范1.0版本。藍牙技術的系統結構分為三大部分:底層硬體模塊、中間協議層和高層應用。 底層硬體部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM)。無線跳頻層通過2.4GHz無需授權的ISM頻段的微波,實現數據位流的過濾和傳輸,本層協議主要定義了藍牙收發器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件。基帶負責跳頻以及藍牙數據和信息幀的傳輸。鏈路管理負責連接、建立和拆除鏈路並進行安全控制。

藍牙技術結合了電路交換與分組交換的特點,可以進行非同步數據通信,可以支持多達3個同時進行的同步話音信道,還可以使用一個信道同時傳送非同步數據和同步話音。每個話音信道支持64kb/秒的同步話音鏈路。非同步信道可以支持一端最大速率為721kb/秒、另一端速率為57.6kb/秒的不對稱連接,也可以支持43.2kb/秒的對稱連接。

中間協議層包括邏輯鏈路控制和適應協議、服務發現協議、串口模擬協議和電話通信協議。邏輯鏈路控制和適應協議具有完成數據拆裝、控制服務質量和復用協議的功能,該層協議是其它各層協議實現的基礎。服務發現協議層為上層應用程序提供一種機制來發現網路中可用的服務及其特性。串口模擬協議層具有模擬9針RS232串口的功能。電話通信協議層則提供藍牙設備間話音和數據的呼叫控制指令。

主機控制介面層(HCI)是藍牙協議中軟硬體之間的介面,它提供了一個調用基帶、鏈路管理、狀態和控制寄存器等硬體的統一命令介面。藍牙設備之間進行通信時,HCI以上的協議軟體實體在主機上運行,而HCI以下的功能由藍牙設備來完成,二者之間通過一個對兩端透明的傳輸層進行交互。

在藍牙協議棧的最上部是各種高層應用框架。其中較典型的有撥號網路、耳機、區域網訪問、文件傳輸等,它們分別對應一種應用模式。各種應用程序可以通過各自對應的應用模式實現無線通信。撥號網路應用可通過模擬串口訪問微微網(Piconet),數據設備也可由此接入傳統的區域網;用戶可以通過協議棧中的Audio(音頻)層在手機和耳塞中實現音頻流的無線傳輸;多台PC或筆記本電腦之間不需要任何連線,就能快速、靈活地進行文件傳輸和共享信息,多台設備也可由此實現同步操作。

總之,整個藍牙協議結構簡單,使用重傳機制來保證鏈路的可靠性,在基帶、鏈路管理和應用層中還可實行分級的多種安全機制,並且通過跳頻技術可以消除網路環境中來自其它無線設備的干擾。

應用前景

藍牙技術的應用范圍相當廣泛,可以廣泛應用於區域網絡中各類數據及語音設備,如PC、撥號網路、筆記本電腦、列印機、傳真機、數碼相機、行動電話和高品質耳機等,藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網(Piconet),多個微微網之間也可以進行互連接,從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。應用藍牙技術的典型環境有無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等。目前,藍牙的初期產品已經問世,一些晶元廠商已經開始著手改進具有藍牙功能的晶元。與此同時,一些頗具實力的軟體公司或者推出自已的協議棧軟體,或者與晶元廠商合作推出藍牙技術實現的具體方案。盡管如此,藍牙技術要真正普及開來還需要解決以下幾個問題:首先要降低成本;其次要實現方便、實用,並真正給人們帶來實惠和好處;第三要安全、穩定、可靠地進行工作;第四要盡快出台一個有權威的國際標准。一旦上述問題被解決,藍牙將迅速改變人們的生活與工作方式,並大大提高人們的生活質量

Ⅷ 藍牙技術

藍牙技術簡介

什麼是藍牙

一、藍牙名字的由來

藍牙的名字來源於10世紀丹麥國王Harald Blatand-英譯為Harold Bluetooth。在行業協會籌備階段,需要一個極具有表現力的名字來命名這項高新技術。行業組織人員,在經過一夜關於歐洲歷史和未來無限技術發展的討論後,有些人認為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現在的挪威,瑞典和丹麥統一起來;就如同這項即將面世的技術,技術將被定義為允許不同工業領域之間的協調工作,例如計算,手機和汽車行業之間的工作。名字於是就這么定下來了。

在丹麥的Jelling城,在教堂里立著一塊紀念碑,這塊紀念碑就是為了紀念Blatand國王的功績和他的父親,丹麥的第一個國王「Gorm the Old」而立的。有趣的是,這塊特別的石頭在Harald和他的兒子Sven Forkbeard之間的一次戰爭後就遺失了,近600年裡沒有人見過這塊石頭。Sven獲勝了(並且把他父親流放了),因為這塊刻著古代北歐文字的石頭是Harald的榮耀,所以Sven埋葬了它。直到最近幾年,一個農夫對他農場里的這個大土堆產生了好奇,才終於發現了這塊石頭。

這個標志最初是在商業協會宣布成立的時候由Scandinavian公司設計的。標志保留了它名字的傳統特色,包含了古北歐字母「H」,看上去非常類似一個星號和一個「B」,在標志上仔細看兩者都能看到。

二、藍牙技術介紹

「藍牙」(Bluetooth)原是十世紀統一了丹麥的國王的名字,現取其「統一」的含義,用來命名意在統一無線區域網通訊標準的藍牙技術。藍牙技術是愛立信、IBM等5家公司在1998年聯合推出的一項無線網路技術。隨後成立的藍牙技術特殊興趣組織(SIG)來負責該技術的開發和技術協議的制定,如今全世界已有1800多家公司加盟該組織,最近微軟公司也正式加盟並成為SIG組織的領導成員之一。

藍牙是無線數據和語音傳輸的開放式標准,它將各種通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統、甚至家用電器採用無線方式聯接起來。它的傳輸距離為10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外設便可達到100m的傳輸距離。它採用2.4GHz ISM頻段和調頻、跳頻技術,使用權向糾錯編碼、ARQ、TDD和基帶協議。TDMA每時隙為0.625μs,基帶符合速率為1Mb/s。藍牙支持64kb/s實時語音傳輸和數據傳輸,語音編碼為CVSD,發射功率分別為1mW、2.5mW和100mW,並使用全球統一的48比特的設備識別碼。由於藍牙採用無線介面來代替有線電纜連接,具有很強的移植性,並且適用於多種場合,加上該技術功耗低、對人體危害小,而且應用簡單、容易實現,所以易於推廣。

藍牙技術

SIG組織於1999年7月26日推出了藍牙技術規范1.0版本。藍牙技術的系統結構分為三大部分:底層硬體模塊、中間協議層和高層應用。 底層硬體部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM)。無線跳頻層通過2.4GHz無需授權的ISM頻段的微波,實現數據位流的過濾和傳輸,本層協議主要定義了藍牙收發器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件。基帶負責跳頻以及藍牙數據和信息幀的傳輸。鏈路管理負責連接、建立和拆除鏈路並進行安全控制。

藍牙技術結合了電路交換與分組交換的特點,可以進行非同步數據通信,可以支持多達3個同時進行的同步話音信道,還可以使用一個信道同時傳送非同步數據和同步話音。每個話音信道支持64kb/秒的同步話音鏈路。非同步信道可以支持一端最大速率為721kb/秒、另一端速率為57.6kb/秒的不對稱連接,也可以支持43.2kb/秒的對稱連接。

中間協議層包括邏輯鏈路控制和適應協議、服務發現協議、串口模擬協議和電話通信協議。邏輯鏈路控制和適應協議具有完成數據拆裝、控制服務質量和復用協議的功能,該層協議是其它各層協議實現的基礎。服務發現協議層為上層應用程序提供一種機制來發現網路中可用的服務及其特性。串口模擬協議層具有模擬9針RS232串口的功能。電話通信協議層則提供藍牙設備間話音和數據的呼叫控制指令。

主機控制介面層(HCI)是藍牙協議中軟硬體之間的介面,它提供了一個調用基帶、鏈路管理、狀態和控制寄存器等硬體的統一命令介面。藍牙設備之間進行通信時,HCI以上的協議軟體實體在主機上運行,而HCI以下的功能由藍牙設備來完成,二者之間通過一個對兩端透明的傳輸層進行交互。

在藍牙協議棧的最上部是各種高層應用框架。其中較典型的有撥號網路、耳機、區域網訪問、文件傳輸等,它們分別對應一種應用模式。各種應用程序可以通過各自對應的應用模式實現無線通信。撥號網路應用可通過模擬串口訪問微微網(Piconet),數據設備也可由此接入傳統的區域網;用戶可以通過協議棧中的Audio(音頻)層在手機和耳塞中實現音頻流的無線傳輸;多台PC或筆記本電腦之間不需要任何連線,就能快速、靈活地進行文件傳輸和共享信息,多台設備也可由此實現同步操作。

總之,整個藍牙協議結構簡單,使用重傳機制來保證鏈路的可靠性,在基帶、鏈路管理和應用層中還可實行分級的多種安全機制,並且通過跳頻技術可以消除網路環境中來自其它無線設備的干擾。

應用前景

藍牙技術的應用范圍相當廣泛,可以廣泛應用於區域網絡中各類數據及語音設備,如PC、撥號網路、筆記本電腦、列印機、傳真機、數碼相機、行動電話和高品質耳機等,藍牙的無線通訊方式將上述設備連成一個微微網(Piconet),多個微微網之間也可以進行互連接,從而實現各類設備之間隨時隨地進行通信。應用藍牙技術的典型環境有無線辦公環境、汽車工業、信息家電、醫療設備以及學校教育和工廠自動控制等。目前,藍牙的初期產品已經問世,一些晶元廠商已經開始著手改進具有藍牙功能的晶元。與此同時,一些頗具實力的軟體公司或者推出自已的協議棧軟體,或者與晶元廠商合作推出藍牙技術實現的具體方案。盡管如此,藍牙技術要真正普及開來還需要解決以下幾個問題:首先要降低成本;其次要實現方便、實用,並真正給人們帶來實惠和好處;第三要安全、穩定、可靠地進行工作;第四要盡快出台一個有權威的國際標准。一旦上述問題被解決,藍牙將迅速改變人們的生活與工作方式,並大大提高人們的生活質量。

什麼是藍牙?

藍牙(Bluetooth)是由東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞於1998年5月共同提出的近距離無線數據通訊技術標准。它能夠在10米的半徑范圍內實現單點對多點的無線數據和聲音傳輸,其數據傳輸帶寬可達1Mbps。通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。

藍牙通訊技術的特點

■藍牙工作在全球開放的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段;
■使用跳頻頻譜擴展技術,把頻帶分成若干個跳頻信道(hop channel),在一次連接中,無線電收發器按一定的碼序列不斷地從一個信道「跳」到另一個信道;
■一台藍牙設備可同時與其它七台藍牙設備建立連接;
■數據傳輸速率可達1Mbit/s;
■低功耗、通訊安全性好;
■在有效范圍內可越過障礙物進行連接,沒有特別的通訊視角和方向要求;
■支持語音傳輸;
■組網簡單方便

藍牙通訊技術的用途

藍牙技術是一種新興的技術,尚未投入廣泛應用,目前許多藍牙設備還處於實驗室試驗階段。但可以肯定的是現在多數具有紅外無線數據通訊功能的設備,在將來一樣可以使用藍牙技術來實現無線連接。同時藍牙技術的網路特點和語音傳輸技術使它還可以實現紅外技術無法實現的某些特定功能,如無線電話、多台設備組網等等。

廠家和消費者的認同度

藍牙技術已獲得了兩千餘家企業的響應,從而擁有了巨大的開發和生產能力。藍牙已擁有了很高的知名度,廣大消費者對這一技術很有興趣。

植入成本

目前市面上的藍牙設備還是比較少見。USB介面藍牙適配器、藍牙PC卡和藍牙手機已經有了面向市場的產品,售價都很高。由此可見藍牙早期發展階段植入成本還是比較高的。但估計批量化後植入成本可在30美元以下。在藍牙技術發展成熟的時期,植入成本應該可以控制在10美元以內。

缺點

藍牙是一種還沒有完全成熟的技術,盡管被描述得前景誘人,但還有待於實際使用的嚴格檢驗。藍牙的通訊速率也不是很高,在當今這個數據爆炸的時代,可能也會對它的發展有所影響。

目前主流的軟體和硬體平台均不提供對藍牙的支持,這使得藍牙的應用成本升高,普及難度增大。

ISM頻段是一個開放頻段,可能會受到諸如微波爐、無繩電話、科研儀器、工業或醫療設備的干擾。

參考資料:http://www.damayi.com/BtArticle_Show.asp?ArticleID=400

Ⅸ 藍牙的概念和性能特點

藍牙技術的優點:

Ⅹ 2019年藍牙耳機行業市場分析報告

市場調研與分析:全球與中國藍牙耳機行業

近年來,各智能手機廠商紛紛進行了智能手機結構上的改造,取消了3.5mm耳機孔,將耳機孔與充電口合二為一。例如國際品牌iPhone以及中國本土品牌華為、小米等。手機設計上的變革導致充電、聽歌無法同時進行的情況直接促進了中國藍牙耳機市場的發展。與此同時,由於藍牙版本的升級,藍牙技術在穩定性等方面的不斷優化,藍牙耳機的質量也得到了大幅提升。


除此之外,「大健康」浪潮下中國消費者對運動的重視也直接促進了運動藍牙耳機的市場需求增長。中國藍牙耳機市場規模逐年上升,從2016年的8.8億美元上升至2020年的40.2億美元,年復合增長率達到46.08%。未來隨著中國藍牙耳機行業參與者的增加及藍牙技術、耳機技術的不斷發展,我們預測中國藍牙耳機行業市場規模將持續上升,2027年將達到120.9億美元。隨著高保真、立體雙聲道、降噪、真無線等技術的發展和應用,近幾年來全球藍牙耳機的銷量和銷售額處於高速增長勢態。2020年全球藍牙耳機銷售額達188億美元,銷量為2億副,同比增長24%。預計2027年將達到411億美元,預測期間年復合增長率(CAGR)為11.69%。

中國藍牙耳機市場規模逐年上升,從2016年的1152萬副上升至2019年的3924萬副,盡管經歷了2020年第一季度的低迷,但中國藍牙耳機市場隨後快速復甦。2020年中國藍牙耳機市場銷售量為5036萬副,同比增長28%,2016年到2020年期間的復合增長率達到44.60%。
TWS耳機作為藍牙耳機銷售最火爆的類型之一,疫情下的銷量勢頭依舊強勁;2020全球TWS耳機銷售量同比增幅超過33.75%,全年銷售量突破1.5億副,已經成為了智能手機之後的消費電子新熱點。TWS智能耳機作為語音交互的重要載體,正在成為智能物聯網的新入口,不斷向AI、生活、大健康等領域延伸,未來市場空間十分廣闊。以2020年全球智能手機出貨量來分析,目前TWS耳機的滲透率不到20%。且隨著國內打破藍牙技術壁壘,華強北白牌TWS加速普及產品打開市場空間,安卓TWS的拐點已至,品牌廠商競爭力開始顯現。

以上內容節選自《恆州博智信息咨詢 | 2021-2027全球與中國藍牙耳機市場現狀及未來發展趨勢》,詳細內容請參考完整版本報告

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