蓝牙技术简介要点课件.ppt
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1、蓝牙技术简介,1.前言2.蓝牙名字的由来.3.蓝牙技术的提出.2.什么是蓝牙技术?3.蓝牙技术的特点.4.蓝牙体系结构.5.蓝牙技术的应用.,前言 在现代企业的办公局域网络中.个人电脑要登录单位内部的局域网以及Internet,访问网上资源,个人电脑之间要进行文件、资料和设备的共享。这样一来PC机与各种外设之间,PC机与各种共享设备之间。以及PC机与局域网插口之间,就存在许许多多的连线,给移动办公及调度管理带来了极大的不便。蓝牙技术发展的初衷是为了用一种统一的无线通信技术来取代各种数字化设备之间相互连接的电缆。利用蓝牙技术组建企业内部通信网。构建Internet 网络平台。不仅可以改善人们的办
2、公环境,而且可以提高企业的现代化管理水平,加快现代企业的办公自动化进程。,蓝牙名字的由来,蓝牙的名字来源于10世纪丹麦Harald Blatand英译为HaroldBluetooth。在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员,在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后,有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威,瑞典和丹麦统一起来;就如同这项即将面世的技术,技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作,例如计算,手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。在丹麦的Jelling城,在教堂里立着一块纪念碑
3、,,这块纪念碑就是为了纪念Blatand国王的功绩和他的父亲,丹麦的第一个国王“GormtheOld”而立的。有趣的是,这块特别的石头在Harald和他的儿子SvenForkbeard之间的一次战争后就遗失了,近600年里没有人见过这块石头。Sven获胜了(并且把他父亲流放了),因为这块刻着古代北欧文字的石头是Harald的荣耀,所以Sven埋葬了它。直到最近几年,一个农夫对他农场里的这个大土堆产生了好奇,才终于发现了这块石头。这个标志最初是在商业协会宣布成立的时候由Scandinavian公司设计的。标志保留了它名字的传统特色,包含了古北欧字母“H”,看上去非常类似一个星号和一个“B”,在标
4、志上仔细看两者都能看到。,蓝牙技术的提出1998年5月,瑞典爱立信、芬兰诺基亚、日本东芝、美国IBM和英特尔公司五家著名厂商,在联合拓展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术。1999年下半年,著名的业界巨头微软、摩托罗拉、3COM、朗讯与蓝牙特别小组5家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织,从而在全球范围内掀起了一股蓝牙潮。,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,每次传送一个封包,封包大小从126bit-2871bit皆可,而且其封包内容可以是包含数据或语音等不同的资料。资料封
5、包可借助自动重送(ARQ)机制来加以保护,而声音封包因采用CVSD(连续可调变斜面三角器波形编码)方式编码而可以不在重送以增加效率。其设备采用的是GFSK调制技术,其最高传输速率为1Mbps,实际数据有效速率为721Kbps,话音采用连续可变斜率调制CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation 连续可变斜率调制)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。,通信协议则采用十分多址TDMA(Time Division Multi-access),在2.4GHz的ISM频带上设立79个带宽为GHz的信道,用
6、每秒钟切换1600次的频率的跳频(Hobbing)扩展技术实现信息的收发。蓝牙技术支持一个异步数据通道,或3个并发的同步话音通道,或一个同时传送异步数据和同步话音的通道。每一个话音通道支持64kbps的同步话音;异步通道支持最大速率721kbps、反向应答速率为57.6kbps的非对称连接,或者432.6kbps的对称连接。蓝牙系统中的功能模块分为:无线射频单元、链路控制单元、链路管理单元、软件结构。蓝牙技术采用了全开放的框架结构,可以充分利用现存的多种标准,如:OBEX、TCP/IP等,而不是重新定制标准,通过采用IrDA的对象交换协议(OBEX),蓝牙可以直接沿用IrDA的软件资源。,蓝牙
7、系统的软件结构将实现的功能有:配置及诊断、蓝牙设备的发现、电缆仿真、与外设通信、语音通信及呼叫控制,以及交换名片和电话号码等。蓝牙技术是一种用于各种固定与移动数字化硬件设备之间的低成本、近距离无线通讯连接技术。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。这种连接是开放式的,再加上芯片体积十分小,因此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,如数码相机PDA,无线耳机,当然更少不了手机,IDU曾预测,2004年,蓝牙技术将广泛应用于手机、笔记本电脑、智能手提设备之中,预计全世界将有4.489亿台设备使用这种技术。蓝牙
8、技术将主导短程通信,超过半数的欧洲电信主要决策者坚信,蓝牙技术最终将统治家用和商用短程数据传输市场。设备之间的连接电缆越来越少,而嵌入式蓝牙设备和基于蓝牙的应用比比皆是,蓝牙意味着新的商机,蓝牙技术的特点,可以随时随地用无线接口来接替有线电缆连接;具有很强的移植性,可以用于多种通信场合,如WAP、GSM、DECT等,引入身份识别后可以灵活的实现漫游;功耗低,对人体危害小;蓝牙集成电路应用简单,成本低廉,实现容易,易于推广。,5、采用跳频技术,数据包短,抗信号衰减能力强;6、采用快速跳频和前向纠错方案以保证链路稳定,减少同 频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。7、使用2.4GHzISM频段,无须
9、申请许可证;8、可同时支持数据、音频、视频信号;9、采用FM调制方式,降低设备的复杂性。,蓝牙体系结构,蓝牙技术的系统结构分为三大部分:1.底层硬件模块 2.中间协议层 3.高层应用,底层硬件部分包括无线跳频(RF),基带(BB),和链路管理(LM)。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信
10、道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为57.6kb/秒的不对称连接,也可以支持43.2kb/秒的对称连接。,中间协议层的一系列协议构成了蓝牙协议体系:蓝 牙 协 议 体 系 中 的 协 议 按SIG 的 关 注 程 度 分 为 四 层:1.核 心 协 议:BaseBand、LMP、L2CAP、SDP;2.电 缆 替 代 协 议:RFCOMM;3.电 话 传 送 控 制 协 议:TCS-Binary、AT 命 令 集;4.选 用 协 议:PPP、UDP/TCP/IP、OBEX、WAP、vCard、vCa
11、l、IrMC、WAE。除 上 述 协 议 层 外,规 范 还 定 义 了 主 机 控 制 器 接 口(HCI),它 为 基 带 控 制 器、连 接 管 理 器、硬 件 状 态 和 控 制 寄 存 器 提 供 命 令 接 口。,一.蓝 牙 核 心 协 议,蓝 牙 核 心 协 议 由SIG 制 定 的 蓝 牙 专 用 协 议 组 成。绝 大 部 分 蓝 牙 设 备 都 需 要 核 心 协 议(加 上 无 线 部 分),而 其 他 协 议 则 根 据 应 用 的 需 要 而 定。总 之,电 缆 替 代 协 议、电 话 控 制 协 议 和 被 采 用 的 协 议 在 核 心 协 议 基 础 上 构 成
12、 了 面 向 应 用 的 协 议。蓝牙核心协议包括以下几个协议:,1.基 带 协 议(BaseBand),基带和链路控制层确保微微网内各蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。蓝牙的射频系统是一个跳频系统,其任一分组在指定时隙、指定频率上发送。基带协议使用查询和分页进程同步不同设备间的发送频率和时钟,为基带数据分组提供了两种物理连接方式,即面向连接(SCO)和无连接(ACL),而且,在同一射频上可实现多路数据传送。ACL适用于数据分组,SCO适用于话音以及话音与数据的组合,所有的话音和数据分组都附有不同级别的前向纠错(FEC)或循环冗余校验(CRC),而且可进行加密。此外,对于不同数据类型(包括
13、连接管理信息和控制信息)都分配一个特殊通道。可使用各种用户模式在蓝牙设备间传送话音,面向连接的话音分组只需经过基带传输,而不到达L2CAP。话音模式在蓝牙系统内相对简单,只需开通话音连接就可传送话音。,2.连 接 管 理 协 议(LMP),该 协 议 负 责 各 蓝 牙 设 备 间 连 接 的 建 立。它 通 过 连 接 的 发 起、交 换、核 实,进 行 身 份 认 证 和 加 密,通 过 协 商 确 定 基 带 数 据 分 组 大 小。它 还 控 制 无 线 设 备 的 电 源 模 式 和 工 作 周 期,以 及 微 微 网 内 设 备 单 元 的 连 接 状 态。,3.逻 辑 链 路 控
14、 制 和 适 配 协 议(L2CAP),该 协 议 是 基 带 的 上 层 协 议,可 以 认 为 它 与LMP 并 行 工 作,它 们 的 区 别 在 于,当 业 务 数 据 不 经 过LMP 时,L2CAP 为 上 层 提 供 服 务。L2CAP 向 上 层 提 供 面 向 连 接 的 和 无 连 接 的 数 据 服 务,它 采 用 了 多 路 技 术、分 割 和 重 组 技 术、群 提 取 技 术。L2CAP 允 许 高 层 协 议 以64k 字 节 长 度 收 发 数 据 分 组。虽 然 基 带 协 议 提 供 了SCO 和ACL 两 种 连 接 类 型,但L2CAP 只 支 持ACL
15、。,4.服 务 发 现 协 议(SDP),服 务发 现 在 蓝 牙 技 术 框 架 中 起 着 至 关 紧 要 的 作 用,它 是 所 有 用 户 模 式 的 基 础。使 用SDP 可 以 查 询 到 设 备 信 息 和 服 务 类 型,从 而 在 蓝 牙 设 备 间 建 立 相 应 的 连 接。,二.电 缆 替 代 协 议(RFCOMM),RFCOMM 是 基 于ETSI-07.10 规 范 的 串 行 线 仿 真 协 议。它 在 蓝 牙 基 带 协 议 上 仿 真RS-232 控 制 和 数 据 信 号,为 使 用 串 行 线 传 送 机 制 的 上 层 协 议(如OBEX)提 供 服 务
16、。,三.电 话 控 制 协 议,该协议又分为:1.二 元 电 话 控 制 协 议(TCS-Binary 或TCS BIN)该 协 议 是 面 向 比 特 的 协 议,它 定 义 了 蓝 牙 设 备 间 建 立 语 音 和 数 据 呼 叫 的 控 制 信 令,定 义 了 处 理 蓝 牙TCS 设 备 群 的 移 动 管 理 进 程。基 于ITU T Q.931 建 议 的TCS Binary 被 指 定 为 蓝 牙 的 二 元 电 话 控 制 协 议 规 范。2.AT 命 令 集 电 话 控 制 协 议 SIG 定 义 了 控 制 多 用 户 模 式 下 移 动 电 话 和 调 制 解 调 器
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