蓝牙技术原理简介及应用.ppt

蓝牙技术,近距离无线通信技术之三,蓝牙技术简介,蓝牙连接是开放式的，芯片体积十分小，能够方便的嵌入设备中，应用于各种需要在网络上传输数据和语音的设备。,蓝牙技术的目标和宗旨是：保持联系，不靠电缆，拒绝插头。取代目前多种电缆连接方式，实现方便快捷、小成本、低能耗的语音和数据通信。NFC 芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，蓝牙技术的核心便是通过嵌入一块大小约9mm9mm的芯片，实现语音和数据在短距离上的稳定无缝无线连接。,蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的低功耗、低成本无线电技术。能在包括移动电话、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。,蓝牙技术简介,蓝牙技术的发展,蓝牙技术简介,什么是蓝牙技术,蓝牙技术采用高速跳频扩展技术FHSS（Frequency Hopping Spread Spectrum）,跳频速率为每秒1600次，每次传送一个数据包，包的大小126bit-2871bit，其封包内容可以是包含数据或语音等不同的信息。设备采用的是GFSK调制技术，最高传输速率为1Mbps，实际数据有效速率为721Kbps。数据封包借助自动重送（ARQ）机制加以保护；蓝牙技术采用三种自动重送模式里的选择性重送模式。语音封包采用CVSD（Continuous Variable Slope Delta Modulation 连续可变斜率增量调制）编码方式，CVSD方式抗干扰能力很强，即使在误码率达到4%时仍然有可以接受的话音质量。,蓝牙技术简介,蓝牙标准的发展,蓝牙技术简介,V1.1为最早期版本，传输率约在748810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率的产品干扰下影响通讯质量,蓝牙标准的发展,V2.1改善了装置配对流程，具备在两个支持蓝牙的手机设备之间互相进行配对与通讯传输的NFC机制，具备更佳的省电效果,V3.0全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。传输速率更高，功耗更低。,V4.0改进之处主要体现在三个方面：电池续航时间、节能和设备种类。有效传输距离最大达到100m,蓝牙技术的特点,抗干扰性强安全性好,移植性好,开放性强兼容性强,无线性强,传输距离小,功耗低,可建立临时对等连接,全球范围适用,成本低体积小,蓝牙网络的基本结构,微微网,微微网中，所有设备的级别是相同的，具有相同的权限（如手机可通过蓝牙音箱播放音乐，同时与其他手机交换数据）。微微网A中的主设备可以成为微微网B的从设备。每个微微网都有独立的跳频序列，微微网间不会发生跳频同步，无同频干扰。,蓝牙网络的基本结构,散射网,散射网是由多个独立的非同步的微微网组成的，比单一微微网覆盖更多设备，更大范围。一个散射网最多可连10个微微网。不同微微网之间有互联的桥接设备，桥接设备可以由主设备或从设备充当。一个设备不能同时担任两个微微网的主设备。,蓝牙关键技术,体积小重量轻微带天线,独立系统不与其他系统捆绑符合已有规范,链路控制器(LM)连接控制器基带处理器无线电收发器,蓝牙系统组成,链路管理协议(LMP)链路的建拆安全、控制链路模式的协商,蓝牙关键技术,底层模块,链路控制层(LM),基带层(BB),无线电链接层(PR),链路管理协议(LMP),链路的建拆,链路安全控制,链路模式协商,链路权属鉴别,物理链路,同步面向连接链路,异步无连接链路,基带协议(BBP),前向纠错,冗余度差错校验,电路交换,分组交换,标注工作频段,确定传输通道,一个异步通道,异步数据同步语音,三个同步语音,蓝牙关键技术,中间层,逻辑链路控制与适配协议(L2CAP),为高层提供数据服务,完成数据的分散和整合,信息服务质量控制,其他协议实现的基础协议栈的核心做成部分只支持异步传输（ACL），不支持同步传输（SCO）与LMP并行工作,协议的复用,蓝牙关键技术,中间层,服务发现协议(SDP),为高层提供发现可用服务的机制,动态查询设备信息,查询服务类型及其特征,也称业务搜寻协议所有使用模式的基础工作在L2CAP层之上,查询方式,按业务类别,按业务属性,业务浏览,建立所需服务的通信信道,蓝牙关键技术,中间层,线缆替换协议(RFCOMM),在蓝牙基带上仿真RS-232的控制和数据信号实现设备间的串行通信,也称电缆替代协议工作在L2CAP层和应用层之间,电话控制协议(TCS),工作在L2CAP层之上 定义呼叫控制命令处理设备组的移动管理,蓝牙关键技术,中间层,电话控制规范二进制(TCS BIN),电话控制命令(AT-Commands),定义了在设备间建立语音和数据呼叫所需的控制命令,在多使用模式下，控制移动电话和调制解调器的命令,选用协议层,蓝牙关键技术,应用层,点对点协议(PPP),链路控制协议,网络控制协议,传输控制协议(TCP),因特网协议(IP),用户数据包协议(UDP),规定了串行点到点传输因特网数据的方式,定义了因特网与其他网络设备之间的通信,对象交换协议(OBEX),简单自发地在设备间交换对象,无线应用协议(WAP),将数字蜂窝电话及其他小型设备与互联网实现通信,无线应用环境(WAE),为WAP载体提供应用软件,蓝牙关键技术,蓝牙通信协议体系,完整的蓝牙协议栈按功能可分为四层：核心协议层(BB、LMP、L2CAP、SDP)线缆替换协议层(RFCOMM)电话控制协议层(TCS-BIN)选用协议层(PPP、TCP、IP、UDP、OBEX、WAP、WAE),蓝牙技术应用,蓝牙技术应用,数据传输应用,数据传输速率可满足电脑大部分外设需求替代繁琐的线缆低功耗、小体积、连接稳定。,电脑可通过蓝牙模块连接外设,蓝牙技术应用,语音传输应用,蓝牙4.0以上的芯片数据速率高，体积小，可以放置在多种音频设备中。通信更加稳定，音质得到优化,蓝牙技术应用,医疗保健领域应用,蓝牙芯片可安装在绝大多数医疗检测设备中，如检测血糖、血氧、心跳、血压、体温、呼吸等。检测数据通过蓝牙技术实时传输，快捷安全。蓝牙技术可应用在绝大多数穿戴设备中，如智能手环，智能体重秤等。,蓝牙技术应用,智能家居领域应用,蓝牙技术可满足控制传统家电，如电视、空调、灯光、窗帘等使用蓝牙4.0版本以上的设备，无论体积多小，都可轻易接入互联网，如智能插座、智能开关、厨卫电器等，实现远程控制。,蓝牙设备可实现直接“对话”，如室内光传感器可通过蓝牙控制窗帘和灯光。,蓝牙技术的发展,2015年蓝牙模块的出货量达到30亿。,