威的電子廠藍(lán)牙技術(shù)培訓(xùn)

1、藍(lán)牙技術(shù)培訓(xùn)主持：田啟科2014-07-21學(xué)習(xí)內(nèi)容 目的 什么是藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù)版本54123 藍(lán)牙的由來 藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)1 目的 了解藍(lán)牙的由來。 了解什么是藍(lán)牙技術(shù)。 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)。 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用。2 藍(lán)牙名稱的由來藍(lán)牙的名字來源于10世紀(jì)丹麥王國(guó)-國(guó)王哈洛德.布美塔特(Harald Blatand) 2 藍(lán)牙名稱的由來他身處在十世紀(jì)的古北歐海盜時(shí)代.和其他許多君王一樣，Harald四處擴(kuò)張，為政治、經(jīng)濟(jì)和榮譽(yù)而戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達(dá)了他權(quán)力的最高點(diǎn)，征服了整個(gè)丹麥和挪威。因?yàn)樗麗鄢运{(lán)梅，牙齒被染藍(lán)，因此而得這一綽號(hào)“藍(lán)牙”。2 藍(lán)牙名稱的由來 為什么要用 這名字?一個(gè)十世紀(jì)維京

2、國(guó)王和一個(gè)現(xiàn)代的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)能扯上什么關(guān)系呢？ 因?yàn)樵谛袠I(yè)協(xié)會(huì)籌備階段,需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項(xiàng)高新技術(shù)。 藍(lán)牙一詞象征“統(tǒng)一，擴(kuò)張，包容，勇于挑戰(zhàn)，征服一切”。3 什么是藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)，是一種短距離低成本的無線連接技術(shù)，更是一種能夠?qū)崿F(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性技術(shù).3 什么是藍(lán)牙技術(shù)支持多設(shè)備同時(shí)在鋸齒網(wǎng)：使用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行通信的設(shè)備，分為決定頻率滾齒模式的“主叫方”和它通信對(duì)手“受取方”。因此可以把主叫方連同7臺(tái)受取方共8臺(tái)設(shè)備連接成名為鋸齒網(wǎng)的子網(wǎng)。3 什么是藍(lán)牙技術(shù)1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司等五家著名廠商，在聯(lián)合開

3、展短程無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)時(shí)提出了藍(lán)牙技術(shù)，其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應(yīng)用技術(shù)。 1999年下半年，著名的業(yè)界巨頭微軟、摩托羅拉、三康、朗訊與藍(lán)牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍(lán)牙技術(shù)推廣組織， 從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍(lán)牙”熱潮。4 藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)（1）全球范圍適用：藍(lán)牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國(guó)家ISM頻段的是2.42.4835GHz，使用該頻段無需向各國(guó)的無線電資源管理部門申請(qǐng)?jiān)S可證。（2）同時(shí)可傳輸語音和數(shù)據(jù)：藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語音同時(shí)傳輸?shù)男诺馈＃?）可以建立臨時(shí)性的對(duì)等連接（Ad-

4、hocConnection)：根據(jù)藍(lán)牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為主設(shè)備（Master）與從設(shè)備（Slave）。主設(shè)備是組網(wǎng)連接主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求的藍(lán)牙設(shè)備，幾個(gè)藍(lán)牙設(shè)備連接成一個(gè)皮網(wǎng)（Piconet） 時(shí)，其中只有一個(gè)主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。皮網(wǎng)是藍(lán)牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò)形式，最簡(jiǎn)單的皮網(wǎng)是一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)從設(shè)備組成的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信連接。4 藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)（4）具有很好的抗干擾能力：工作在ISM頻段的無線電設(shè)備有很多種，如家用微波爐、無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）HomeRF等產(chǎn)品，為了很好地抵抗來自這些設(shè)備的干擾，藍(lán)牙采用了跳頻（FrequencyHoppi

5、ng）方式來擴(kuò)展頻譜（SpreadSpectrum），將2.4022.48GHz頻段分成79個(gè)頻點(diǎn)，相鄰頻點(diǎn)間隔1MHz。藍(lán)牙設(shè)備在某個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送，而頻點(diǎn)的排列順序則是偽隨機(jī)的，每秒鐘頻率改變1600次，每個(gè)頻率持續(xù)625。（5）藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成：由于個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的體積較小，嵌入其內(nèi)部的藍(lán)牙模塊體積就應(yīng)該更小，（6）低功耗：藍(lán)牙設(shè)備在通信連接（Connection）狀態(tài)下，有四種工作模式激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active模式是正常的工作狀態(tài)，另外三種模式是為了節(jié)能所規(guī)定的低功耗模式。4

6、 藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)（7）開放的接口標(biāo)準(zhǔn)：SIG為了推廣藍(lán)牙技術(shù)的使用，將藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個(gè)人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測(cè)試，就可以推向市場(chǎng)。（8）成本低：隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)大，各個(gè)供應(yīng)商紛紛推出自己的藍(lán)牙芯片和模塊，藍(lán)牙產(chǎn)品價(jià)格飛速下降。5 藍(lán)牙技術(shù)版本雖然已經(jīng)有藍(lán)牙4.0，但藍(lán)牙已經(jīng)經(jīng)過了6個(gè)版本的演變，它們分別是藍(lán)牙1.1、藍(lán)牙1.2、藍(lán)牙2.0、藍(lán)牙2.1、藍(lán)牙3.0、藍(lán)牙4.0；1.1為藍(lán)牙通訊協(xié)議的最早版本，略有些實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)，由于不是特別完善，所以比較容易產(chǎn)生干擾等情況，從而會(huì)影響到通訊質(zhì)量，藍(lán)牙1.1的數(shù)據(jù)傳輸量也較為低下

7、。 5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)藍(lán)牙2.0是1.2的改良版本，傳輸率約在1.8M/s2.1M/s范圍內(nèi)。有雙工的工作方式，即同時(shí)進(jìn)行語音通訊，以及傳輸檔案或圖片。 藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無線個(gè)人局域網(wǎng)（Wireless PAN），最初由愛立信創(chuàng)制，后來由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟訂定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)說為了強(qiáng)調(diào)此技術(shù)及應(yīng)用尚在萌芽階段的意義，故將Bluetooth中文譯名 藍(lán)牙2.0為較文雅的“藍(lán)芽”，并在臺(tái)灣進(jìn)行商業(yè)的注冊(cè)。在2006年，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟組織已將全球中文譯名統(tǒng)一改采直譯為“藍(lán)牙”。藍(lán)牙2.0是1.2的改良版本，傳輸率約在1.8M/s2.1M/s范圍內(nèi)。有雙工的工作方式，即同時(shí)進(jìn)行語音通訊，以及傳

8、輸檔案或圖片。 5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)特點(diǎn)1. 數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)當(dāng)前速率的3倍（在沒有障礙物的情況下可高達(dá)10倍）2. 通過減少工作負(fù)載循環(huán)(duty cycle)降低能源消耗3.帶寬的增加簡(jiǎn)化了多連接模式4.可與以往的藍(lán)牙規(guī)范兼容5.進(jìn)一步改善了BER（Bit Error Rate，位誤差率）的表現(xiàn)。5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Bluetooth 2.1+EDR解讀目前應(yīng)用最為廣泛的是Bluetooth2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在2004年已經(jīng)推出，支持Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品也于2006年大量出現(xiàn)。雖然Bluetooth 2.0+EDR標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上作了大量的改進(jìn)，但從1.

9、X標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)下來的配置流程復(fù)雜和設(shè)備功耗較大的問題依然存在。為了改善藍(lán)牙技術(shù)目前存在的問題，藍(lán)牙SIG組織（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍(lán)牙技術(shù)。1. 改善裝置配對(duì)流程：由于有許多使用者在進(jìn)行硬件之間的藍(lán)牙配對(duì)時(shí)，會(huì)遭遇到許多問題，不管是單次配對(duì)，或者是永久配對(duì)，在配對(duì)的過程與必要操作過于繁雜，以往在連接過程中，需要利用個(gè)人識(shí)別碼來確保連接的安全性，而改進(jìn)過后的連接方式則是會(huì)自動(dòng)使用數(shù)字密碼來進(jìn)行配對(duì)與連接。 5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2. 更佳的省電效果：藍(lán)牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透過設(shè)定在2個(gè)裝置之

10、間互相確認(rèn)訊號(hào)的發(fā)送間隔來達(dá)到節(jié)省功耗的目的。一般來說，當(dāng)2個(gè)進(jìn)行連接的藍(lán)牙裝置進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)之后，藍(lán)牙裝置之間仍需要透過相互的呼叫來確定彼此是否仍在聯(lián)機(jī)狀態(tài)，當(dāng)然，也因?yàn)檫@樣，藍(lán)牙芯片就必須隨時(shí)保持在工作狀態(tài)，即使手機(jī)的其它組件都已經(jīng)進(jìn)入休眠模式。為了改善了這樣這樣的狀況，藍(lán)牙2.1將裝置之間相互確認(rèn)的訊號(hào)發(fā)送時(shí)間間隔從舊版的0.1秒延長(zhǎng)到0.5秒左右，如此可以讓藍(lán)牙芯片的工作負(fù)載大幅降低，也可讓藍(lán)牙可以有更多的時(shí)間可以徹底休眠。根據(jù)官方的報(bào)告，采用此技術(shù)之后，藍(lán)牙裝置在開啟藍(lán)牙聯(lián)機(jī)之后的待機(jī)時(shí)間可以有效延長(zhǎng)5倍以上。 5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)舉例來說，只要在手機(jī)選項(xiàng)中選擇連接特定裝置，在確

11、定之后，手機(jī)會(huì)自動(dòng)列出目前環(huán)境中可使用的設(shè)備，并且自動(dòng)進(jìn)行連結(jié)。而短距離的配對(duì)方面，也具備了在兩個(gè)支持藍(lán)牙的手機(jī)之間互相進(jìn)行配對(duì)與通訊傳輸?shù)腘FC（Near Field CoMMunication）機(jī)制。NFC是短距離的無線RFID技術(shù)，在針對(duì)12公尺的短距離聯(lián)機(jī)應(yīng)用上，以電磁波為基礎(chǔ)，取代傳統(tǒng)無線電傳輸。由于NFC機(jī)制掌控了配對(duì)的起始偵測(cè)，當(dāng)范圍內(nèi)的2臺(tái)裝置要進(jìn)行配對(duì)傳輸時(shí)，只要簡(jiǎn)單的在手機(jī)屏幕上點(diǎn)選是否接受聯(lián)機(jī)即可。不過要應(yīng)用NFC功能，系統(tǒng)必須要內(nèi)建NFC芯片或者是具備相關(guān)硬件功能。 5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)應(yīng)用1）家庭應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，家庭中電子化產(chǎn)品日益增加，使用藍(lán)牙可以便于住

12、戶統(tǒng)一管理。藍(lán)牙技術(shù)所使用的頻段是開放的頻段，這就使得任何用戶都可方便的應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)，而無需對(duì)頻道的使用進(jìn)行付費(fèi)及其他處理。通過設(shè)置密碼，用戶可以使自家住宅的藍(lán)牙私有化。在家中擁有數(shù)臺(tái)電腦后，藍(lán)牙的存在使得用戶可以只使用一部手機(jī)對(duì)任意一臺(tái)電腦進(jìn)行操控，或進(jìn)行文件傳輸、局域網(wǎng)訪問、同步。并且，耳機(jī)音響等外圍設(shè)備可由藍(lán)牙操控，省去了各種電線的糾纏。而其他的家電，如冰箱、空調(diào)等，也可根據(jù)相似原理，通過藍(lán)牙控制。而內(nèi)置藍(lán)牙芯片的手機(jī)，還可以在家中當(dāng)作無繩電話使用，同時(shí)，它又可以被擁有藍(lán)牙的計(jì)算機(jī)控制。這樣，家庭中的各種家電被藍(lán)牙連成一個(gè)無線的網(wǎng)絡(luò)，使用某一個(gè)藍(lán)牙終端，比如手機(jī)，便可以對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制

13、。5 藍(lán)牙 2.0 技術(shù)應(yīng)用2）辦公應(yīng)用在辦公室中，一個(gè)強(qiáng)大的“藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)”可以將辦公信息即時(shí)更新，將各類文件高速推送。辦公室中的各種內(nèi)部交流也可以通過這個(gè)“藍(lán)牙網(wǎng)”進(jìn)行。無論是手機(jī)、計(jì)算機(jī)，還是打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)，都可以利用藍(lán)牙交流。蜘蛛網(wǎng)式的會(huì)議室也將被淘汰，白板記錄儀、攝影機(jī)等都可以利用藍(lán)牙技術(shù)來簡(jiǎn)化操作。3）公共場(chǎng)所現(xiàn)今在公共場(chǎng)所，wifi更加普及，而在應(yīng)用藍(lán)牙后，設(shè)置藍(lán)牙基站的企業(yè)可以通過藍(lán)牙技術(shù)向覆蓋范圍內(nèi)的所有終端傳送企業(yè)廣告，而如餐廳，可以通過藍(lán)牙技術(shù)將顧客的點(diǎn)單同步到傳送臺(tái)和后廚，可以大大節(jié)約人力和時(shí)間成本，主要依據(jù)于藍(lán)牙具有的多種工作模式。5 藍(lán)牙 3.0 技術(shù)藍(lán)牙3.0根據(jù)8

14、02.11適配層協(xié)議應(yīng)用了Wi-Fi技術(shù)，極大提高了傳輸速度。這樣，藍(lán)牙3.0設(shè)備將能通過Wi-Fi連接到其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 2009年4月21日，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)正式頒布了新一代標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed(藍(lán)牙核心規(guī)范3.0版 高速)，藍(lán)牙3.0的核心是Generic Alternate MAC/PHY(AMP)，這是一種全新的交替射頻技術(shù)，允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對(duì)任一任務(wù)動(dòng)態(tài)地選擇正確射頻。最初被期望用于新規(guī)范的技術(shù)包括802.11以及UMB，但是新規(guī)范中取消了UMB的應(yīng)用。 5 藍(lán)

15、牙 3.0 技術(shù)作為新版規(guī)范，藍(lán)牙3.0的傳輸速度自然會(huì)更高，而秘密就在802.11無線協(xié)議上。通過集成802.11 PAL(協(xié)議適應(yīng)層)，藍(lán)牙3.0的數(shù)據(jù)傳輸率提高到了大約24Mbps(即可在需要的時(shí)候調(diào)用802.11 WI-FI用于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)。，是藍(lán)牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機(jī)至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機(jī)之間的資料傳輸。 藍(lán)牙3.0功耗方面，通過藍(lán)牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會(huì)消耗更多能量，但由于引入了增強(qiáng)電源控制(EPC)機(jī)制，再輔以802.11，實(shí)際空閑功耗會(huì)明顯降低，藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電問題有望得到初步解決。事實(shí)上，藍(lán)牙聯(lián)盟也正在著手制定新規(guī)范的低功耗版本。

16、 5 藍(lán)牙 3.0 技術(shù)原理Bluetooth 3.0的核心技術(shù)是Generic Alternate MAC/PHY (AMP)，這是一個(gè)全新的交替射頻技術(shù)，他允許藍(lán)牙協(xié)議棧針對(duì)任何一個(gè)任務(wù)動(dòng)態(tài)的選擇正確的射頻。Generic AMP決定了藍(lán)牙功能和協(xié)議，使之具有可以使用一個(gè)或多個(gè)交替高速廣播技術(shù)的高碼率的優(yōu)勢(shì)。AMP修改了標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙核心架構(gòu)以便在L2CAP層下使用多重交替廣播，同時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙射頻(標(biāo)注基本碼率(BR)和擴(kuò)展碼率(EDR)分別為1 Mbps和3 Mbps)實(shí)現(xiàn)復(fù)原和連接以及匹配。其通俗一點(diǎn)的原理是允許消費(fèi)類設(shè)備使用已有的藍(lán)牙技術(shù)，同時(shí)通過使用第二種無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更快的吞吐量。藍(lán)

17、牙模塊僅僅是用來創(chuàng)建兩臺(tái)設(shè)備之間配對(duì)，數(shù)據(jù)傳輸本身是通過Wi-Fi射頻來完成，如果兩部手機(jī)中有一部沒有內(nèi)建Wi-Fi模塊的話，藍(lán)牙傳輸?shù)乃俣染蜁?huì)降到Bluetooth 2.0的速率。 5 藍(lán)牙 3.0 技術(shù)功耗方面，通過藍(lán)牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會(huì)消耗更多能量，但由于引入了增強(qiáng)電源控制(EPC)機(jī)制，再輔以802.11，實(shí)際空閑功耗會(huì)明顯降低，藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電問題有望得到初步解決。事實(shí)上，藍(lán)牙聯(lián)盟也正在著手制定新規(guī)范的低功耗版本。此外，新的規(guī)范還具備通用測(cè)試方法(GTM)和單向廣播無連接數(shù)據(jù)(UCD)兩項(xiàng)技術(shù)，并且包括了一組HCI指令以獲取密鑰長(zhǎng)度。據(jù)稱，配備了藍(lán)牙2.1模塊的PC理論上

18、可以通過升級(jí)固件讓藍(lán)牙2.1設(shè)備也支持藍(lán)牙3.0。聯(lián)盟成員已經(jīng)開始為設(shè)備制造商研發(fā)藍(lán)牙3.0解決方案。5 藍(lán)牙 4.0 技術(shù)藍(lán)牙4.0是藍(lán)牙3.0的升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙4.0最重要的特性是省電，極低的運(yùn)行和待機(jī)功耗可以使一粒紐扣電池連續(xù)工作數(shù)年之久。此外，低成本和跨廠商互操作性，3毫秒低延遲、100米以上超長(zhǎng)距離、AES-128加密等諸多特色，可以用于計(jì)步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域，大大擴(kuò)展藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前藍(lán)牙4.0已經(jīng)走向了商用，在一些新款的手機(jī)上都應(yīng)用到藍(lán)牙4.0。 5.1 主要特點(diǎn)藍(lán)牙4.0是藍(lán)牙3.0 HS規(guī)范的補(bǔ)充，專門面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無線方案，

19、可廣泛用于衛(wèi)生保健、體育健身、家庭娛樂、安全保障等諸多領(lǐng)域。它支持兩種部署方式：雙模式和單模式。雙模式中，低功耗藍(lán)牙功能集成在現(xiàn)有的經(jīng)典藍(lán)牙控制器中，或再在現(xiàn)有經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)(2.1 EDR/3.0 HS)芯片上增加低功耗堆棧，整體架構(gòu)基本不變，因此成本增加有限。單模式面向高度集成、緊湊的設(shè)備，使用一個(gè)輕量級(jí)連接層(Link Layer)提供超低功耗的待機(jī)模式操作、簡(jiǎn)單設(shè)備恢復(fù)和可靠的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，還能讓聯(lián)網(wǎng)傳感器在藍(lán)牙傳輸中安排好低功耗藍(lán)牙流量的次序，同時(shí)還有高級(jí)節(jié)能和安全加密連接。主要特性5.2 主要特性 超低的峰值、平均和待機(jī)模式功耗 使用標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池可運(yùn)行一年乃至數(shù)年 低成本 不同廠商設(shè)備交互性 無線覆蓋范圍增強(qiáng) 完全向下兼容 低延遲（APT-X)5.3 藍(lán)牙4.0優(yōu)點(diǎn) 藍(lán)牙4.0將三種規(guī)格集一體，包括傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、高速技術(shù)和低耗能技術(shù)，與3.0版本相比最大的不同就是低功耗?！?.0版本的功耗較老版本降低了90%，更省電，”藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟大中華區(qū)技術(shù)市務(wù)經(jīng)理呂榮良表示，“隨著藍(lán)牙技術(shù)由手機(jī)、游戲、耳機(jī)、便攜電腦和汽車等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域向物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等新領(lǐng)