威的電子廠藍牙技術(shù)培訓(xùn)

1、藍牙技術(shù)培訓(xùn)主持：田啟科2014-07-21學(xué)習(xí)內(nèi)容 目的 什么是藍牙技術(shù) 藍牙技術(shù)版本54123 藍牙的由來 藍牙技術(shù)特點1 目的 了解藍牙的由來。 了解什么是藍牙技術(shù)。 藍牙技術(shù)的特點。 藍牙技術(shù)的應(yīng)用。2 藍牙名稱的由來藍牙的名字來源于10世紀(jì)丹麥王國-國王哈洛德.布美塔特(Harald Blatand) 2 藍牙名稱的由來他身處在十世紀(jì)的古北歐海盜時代.和其他許多君王一樣，Harald四處擴張，為政治、經(jīng)濟和榮譽而戰(zhàn)。公元960年哈洛德到達了他權(quán)力的最高點，征服了整個丹麥和挪威。因為他愛吃藍梅，牙齒被染藍，因此而得這一綽號“藍牙”。2 藍牙名稱的由來 為什么要用 這名字?一個十世紀(jì)維京

2、國王和一個現(xiàn)代的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)能扯上什么關(guān)系呢？ 因為在行業(yè)協(xié)會籌備階段,需要一個極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項高新技術(shù)。 藍牙一詞象征“統(tǒng)一，擴張，包容，勇于挑戰(zhàn)，征服一切”。3 什么是藍牙技術(shù)藍牙(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 什么是藍牙技術(shù)支持多設(shè)備同時在鋸齒網(wǎng)：使用藍牙技術(shù)進行通信的設(shè)備，分為決定頻率滾齒模式的“主叫方”和它通信對手“受取方”。因此可以把主叫方連同7臺受取方共8臺設(shè)備連接成名為鋸齒網(wǎng)的子網(wǎng)。3 什么是藍牙技術(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)化活動時提出了藍牙技術(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、朗訊與藍牙特別小組的五家公司共同發(fā)起成立了藍牙技術(shù)推廣組織， 從而在全球范圍內(nèi)掀起了一股“藍牙”熱潮。4 藍牙技術(shù)特點（1）全球范圍適用：藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國家ISM頻段的是2.42.4835GHz，使用該頻段無需向各國的無線電資源管理部門申請許可證。（2）同時可傳輸語音和數(shù)據(jù)：藍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)與同步語音同時傳輸?shù)男诺?。?）可以建立臨時性的對等連接（Ad-

4、hocConnection)：根據(jù)藍牙設(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)連接主動發(fā)起連接請求的藍牙設(shè)備，幾個藍牙設(shè)備連接成一個皮網(wǎng)（Piconet） 時，其中只有一個主設(shè)備，其余的均為從設(shè)備。皮網(wǎng)是藍牙最基本的一種網(wǎng)絡(luò)形式，最簡單的皮網(wǎng)是一個主設(shè)備和一個從設(shè)備組成的點對點的通信連接。4 藍牙技術(shù)特點（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，藍牙采用了跳頻（FrequencyHoppi

5、ng）方式來擴展頻譜（SpreadSpectrum），將2.4022.48GHz頻段分成79個頻點，相鄰頻點間隔1MHz。藍牙設(shè)備在某個頻點發(fā)送數(shù)據(jù)之后，再跳到另一個頻點發(fā)送，而頻點的排列順序則是偽隨機的，每秒鐘頻率改變1600次，每個頻率持續(xù)625。（5）藍牙模塊體積很小、便于集成：由于個人移動設(shè)備的體積較小，嵌入其內(nèi)部的藍牙模塊體積就應(yīng)該更小，（6）低功耗：藍牙設(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、 藍牙技術(shù)特點（7）開放的接口標(biāo)準(zhǔn)：SIG為了推廣藍牙技術(shù)的使用，將藍牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全部公開，全世界范圍內(nèi)的任何單位和個人都可以進行藍牙產(chǎn)品的開發(fā)，只要最終通過SIG的藍牙產(chǎn)品兼容性測試，就可以推向市場。（8）成本低：隨著市場需求的擴大，各個供應(yīng)商紛紛推出自己的藍牙芯片和模塊，藍牙產(chǎn)品價格飛速下降。5 藍牙技術(shù)版本雖然已經(jīng)有藍牙4.0，但藍牙已經(jīng)經(jīng)過了6個版本的演變，它們分別是藍牙1.1、藍牙1.2、藍牙2.0、藍牙2.1、藍牙3.0、藍牙4.0；1.1為藍牙通訊協(xié)議的最早版本，略有些實驗的性質(zhì)，由于不是特別完善，所以比較容易產(chǎn)生干擾等情況，從而會影響到通訊質(zhì)量，藍牙1.1的數(shù)據(jù)傳輸量也較為低下

7、。 5 藍牙 2.0 技術(shù)藍牙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，即同時進行語音通訊，以及傳輸檔案或圖片。 藍牙（Bluetooth）是一種無線個人局域網(wǎng)（Wireless PAN），最初由愛立信創(chuàng)制，后來由藍牙技術(shù)聯(lián)盟訂定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)說為了強調(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 藍牙2.0為較文雅的“藍芽”，并在臺灣進行商業(yè)的注冊。在2006年，藍牙技術(shù)聯(lián)盟組織已將全球中文譯名統(tǒng)一改采直譯為“藍牙”。藍牙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，即同時進行語音通訊，以及傳

8、輸檔案或圖片。 5 藍牙 2.0 技術(shù)特點1. 數(shù)據(jù)傳輸速度可達當(dāng)前速率的3倍（在沒有障礙物的情況下可高達10倍）2. 通過減少工作負(fù)載循環(huán)(duty cycle)降低能源消耗3.帶寬的增加簡化了多連接模式4.可與以往的藍牙規(guī)范兼容5.進一步改善了BER（Bit Error Rate，位誤差率）的表現(xiàn)。5 藍牙 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，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。為了改善藍牙技術(shù)目前存在的問題，藍牙SIG組織（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的藍牙技術(shù)。1. 改善裝置配對流程：由于有許多使用者在進行硬件之間的藍牙配對時，會遭遇到許多問題，不管是單次配對，或者是永久配對，在配對的過程與必要操作過于繁雜，以往在連接過程中，需要利用個人識別碼來確保連接的安全性，而改進過后的連接方式則是會自動使用數(shù)字密碼來進行配對與連接。 5 藍牙 2.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2. 更佳的省電效果：藍牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透過設(shè)定在2個裝置之

10、間互相確認(rèn)訊號的發(fā)送間隔來達到節(jié)省功耗的目的。一般來說，當(dāng)2個進行連接的藍牙裝置進入待機狀態(tài)之后，藍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)機狀態(tài)，當(dāng)然，也因為這樣，藍牙芯片就必須隨時保持在工作狀態(tài)，即使手機的其它組件都已經(jīng)進入休眠模式。為了改善了這樣這樣的狀況，藍牙2.1將裝置之間相互確認(rèn)的訊號發(fā)送時間間隔從舊版的0.1秒延長到0.5秒左右，如此可以讓藍牙芯片的工作負(fù)載大幅降低，也可讓藍牙可以有更多的時間可以徹底休眠。根據(jù)官方的報告，采用此技術(shù)之后，藍牙裝置在開啟藍牙聯(lián)機之后的待機時間可以有效延長5倍以上。 5 藍牙 2.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)舉例來說，只要在手機選項中選擇連接特定裝置，在確

11、定之后，手機會自動列出目前環(huán)境中可使用的設(shè)備，并且自動進行連結(jié)。而短距離的配對方面，也具備了在兩個支持藍牙的手機之間互相進行配對與通訊傳輸?shù)腘FC（Near Field CoMMunication）機制。NFC是短距離的無線RFID技術(shù)，在針對12公尺的短距離聯(lián)機應(yīng)用上，以電磁波為基礎(chǔ)，取代傳統(tǒng)無線電傳輸。由于NFC機制掌控了配對的起始偵測，當(dāng)范圍內(nèi)的2臺裝置要進行配對傳輸時，只要簡單的在手機屏幕上點選是否接受聯(lián)機即可。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，使用藍牙可以便于住

12、戶統(tǒng)一管理。藍牙技術(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)用藍牙技術(shù)，而無需對頻道的使用進行付費及其他處理。通過設(shè)置密碼，用戶可以使自家住宅的藍牙私有化。在家中擁有數(shù)臺電腦后，藍牙的存在使得用戶可以只使用一部手機對任意一臺電腦進行操控，或進行文件傳輸、局域網(wǎng)訪問、同步。并且，耳機音響等外圍設(shè)備可由藍牙操控，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，通過藍牙控制。而內(nèi)置藍牙芯片的手機，還可以在家中當(dāng)作無繩電話使用，同時，它又可以被擁有藍牙的計算機控制。這樣，家庭中的各種家電被藍牙連成一個無線的網(wǎng)絡(luò)，使用某一個藍牙終端，比如手機，便可以對整個網(wǎng)絡(luò)進行控制

13、。5 藍牙 2.0 技術(shù)應(yīng)用2）辦公應(yīng)用在辦公室中，一個強大的“藍牙網(wǎng)絡(luò)”可以將辦公信息即時更新，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“藍牙網(wǎng)”進行。無論是手機、計算機，還是打印機、數(shù)碼相機，都可以利用藍牙交流。蜘蛛網(wǎng)式的會議室也將被淘汰，白板記錄儀、攝影機等都可以利用藍牙技術(shù)來簡化操作。3）公共場所現(xiàn)今在公共場所，wifi更加普及，而在應(yīng)用藍牙后，設(shè)置藍牙基站的企業(yè)可以通過藍牙技術(shù)向覆蓋范圍內(nèi)的所有終端傳送企業(yè)廣告，而如餐廳，可以通過藍牙技術(shù)將顧客的點單同步到傳送臺和后廚，可以大大節(jié)約人力和時間成本，主要依據(jù)于藍牙具有的多種工作模式。5 藍牙 3.0 技術(shù)藍牙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，藍牙3.0設(shè)備將能通過Wi-Fi連接到其它設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。 2009年4月21日，藍牙技術(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(藍牙核心規(guī)范3.0版 高速)，藍牙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)，允許藍牙協(xié)議棧針對任一任務(wù)動態(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

15、牙 3.0 技術(shù)作為新版規(guī)范，藍牙3.0的傳輸速度自然會更高，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(即可在需要的時候調(diào)用802.11 WI-FI用于實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸)。，是藍牙2.0的八倍，可以輕松用于錄像機至高清電視、PC至PMP、UMPC至打印機之間的資料傳輸。 藍牙3.0功耗方面，通過藍牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會消耗更多能量，但由于引入了增強電源控制(EPC)機制，再輔以802.11，實際空閑功耗會明顯降低，藍牙設(shè)備的待機耗電問題有望得到初步解決。事實上，藍牙聯(lián)盟也正在著手制定新規(guī)范的低功耗版本。

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

17、牙模塊僅僅是用來創(chuàng)建兩臺設(shè)備之間配對，數(shù)據(jù)傳輸本身是通過Wi-Fi射頻來完成，如果兩部手機中有一部沒有內(nèi)建Wi-Fi模塊的話，藍牙傳輸?shù)乃俣染蜁档紹luetooth 2.0的速率。 5 藍牙 3.0 技術(shù)功耗方面，通過藍牙3.0高速傳送大量數(shù)據(jù)自然會消耗更多能量，但由于引入了增強電源控制(EPC)機制，再輔以802.11，實際空閑功耗會明顯降低，藍牙設(shè)備的待機耗電問題有望得到初步解決。事實上，藍牙聯(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)范還具備通用測試方法(GTM)和單向廣播無連接數(shù)據(jù)(UCD)兩項技術(shù)，并且包括了一組HCI指令以獲取密鑰長度。據(jù)稱，配備了藍牙2.1模塊的PC理論上

18、可以通過升級固件讓藍牙2.1設(shè)備也支持藍牙3.0。聯(lián)盟成員已經(jīng)開始為設(shè)備制造商研發(fā)藍牙3.0解決方案。5 藍牙 4.0 技術(shù)藍牙4.0是藍牙3.0的升級標(biāo)準(zhǔn)，藍牙4.0最重要的特性是省電，極低的運行和待機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米以上超長距離、AES-128加密等諸多特色，可以用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領(lǐng)域，大大擴展藍牙技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前藍牙4.0已經(jīng)走向了商用，在一些新款的手機上都應(yīng)用到藍牙4.0。 5.1 主要特點藍牙4.0是藍牙3.0 HS規(guī)范的補充，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，低功耗藍牙功能集成在現(xiàn)有的經(jīng)典藍牙控制器中，或再在現(xiàn)有經(jīng)典藍牙技術(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，使用一個輕量級連接層(Link Layer)提供超低功耗的待機模式操作、簡單設(shè)備恢復(fù)和可靠的點對多點數(shù)據(jù)傳輸，還能讓聯(lián)網(wǎng)傳感器在藍牙傳輸中安排好低功耗藍牙流量的次序，同時還有高級節(jié)能和安全加密連接。主要特性5.2 主要特性 超低的峰值、平均和待機模式功耗 使用標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池可運行一年乃至數(shù)年 低成本 不同廠商設(shè)備交互性 無線覆蓋范圍增強 完全向下兼容 低延遲（APT-X)5.3 藍牙4.0優(yōu)點 藍牙4.0將三種規(guī)格集一體，包括傳統(tǒng)藍牙技術(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，“隨著藍牙技術(shù)由手機、游戲、耳機、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)