蓝牙传输范文

蓝牙传输篇1

蓝牙是正在兴起的短距离无线通信技术，工作在2．4GHz ISM频段。蓝牙技术可在各种移动设备、计算机外设等数字设备间实现廉价的无线连接，灵活便捷地实现设备间的数据交换。本文介绍利用双串口单片机在PC机与蓝牙模块间实现蓝牙HCI层数据传输。

1 系统的硬件组成

采用爱立信生产的ROK 101 007蓝牙模块，使用51增强型单片机W77E58，用MAX3222进行RS232转换。系统硬件框图如图1所示。

ROK 101 007蓝牙模块同时支持数据和语音传输。主机与模块间可以通过UART和I2C接口连接，射频输出功率等级为2级(2．5mW)，支持点对多点连接。

W77E58单片机与标准80C52管脚兼容，指令集与MCS-51兼容，具有两个全双工串口，12个中断源，32KB大容量Flash存储器，1KB片上SRAM。

2 蓝牙主机控制器接口(HCI)

HCI层是蓝牙协议栈中软硬件之间的接口，它提供了一个控制基带与链路控制器、链路管理器、状态寄存器等硬件的统一接口。HCI层以下的协议由蓝牙模块实现，HCI层以上的协议在主机上运行，它们通过HCI传输层进行通信。主机与主机控制器通过HCI收发分组方式进行信息交换，用指令—应答(Command-Response)方式实现控制。

HCI分组有三种类型：指令分组(Command Packet)、事件分组(Event Packet)和数据分组(Data Packet)。指令分组只从主机发向主机控制器；事件分组只从主机控制器发向主机，用以说明指令分组的执行情况；数据分组在主机和主机控制器间双向传输。数据分组分为ACL数据分组和SCO数据分组。

3 系统软件的设计

本系统中蓝牙模块与单片机在同一块印刷电路板上，可采用HCI的UART传输层进行数据传输。在单片机与PC机之间采用RS232接口标准，用MAX3222芯片进行电平转换。PC机与单片机之间分组传输格式如图2所示。

3．1 PC机部分软件设计

PC部分程序主要是开发蓝牙应用组件及在此组件基础上构建应用程序。主要设计串口的驱动程序，并对HCI指令进行函数封装，提供相应的应用程序函数接口(API)。软件主要包括串口驱动程序及HCI指令封装部分等。组件部分接收应用程序发来的各种操作请求并负责与自身的接口驱动程序及HCI封装函数进行通信。应用程序需要做的只是对组件部分进行串口及蓝牙参数的设置，向其发送一定格式的命令和数据信息，以及实时的显示及相应的处理。

3．2 单片机部分软件设计

本文中单片机的软件设计是针对以MPU为主体的主机应用模式。由于对HCI指令的处理已在应用主体中以组件形式实现，故此时单片机部分软件设计可不必考虑对HCI指令及事件的处理，所要做的是将主机发送的HCI信息经过校验后正确地发送给蓝牙模块，同时，将来自蓝牙模块的信息加上校验后发往主机。

本部分软件实现的全部功能是通过汇编语言开发的，用W77E58的第一个串口实现与PC机的通信，用第二个串口实现与蓝牙模块通信，流程图如图3所示。

图3

    本程序已经过调试，数据传输正常，性能良好。

蓝牙传输篇2

关键词： 蓝牙模块； BT1800?1； 无线传输； 通信协议

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0026?02

0 引 言

目前，蓝牙技术越来越成熟，被广泛应用于各种工业现场的无线数据传输系统之中[1?2]。在压缩天然气（CNG）加气站工业现场基本都是采用RS 485的组网方式进行数据传输，该方式存在现场布线等工程施工，特别是对于旧站改造的情况，这些施工就要影响CNG加气站的正常营业。而基于蓝牙无线传输方式，完全可以避免这种情况发生，可降低成本，提高系统的可靠性[1?2]。

1 BT1800?1远距离蓝牙模块及其应用

1.1 BT1800?1远距离蓝牙模块简介

采用世界领先的蓝牙芯片供应商CSR的BlueCore4?Ext芯片，完全兼容蓝牙2.0规范[3]，支持数据和语音传输，最高可支持3M调制模式。语音接口支持PCM协议。BC04Class1模块完全的引脚定义，高灵敏性接收，低成本，体积小巧，低功耗，适用于蓝牙的长距离传输。可视及对等条件下传输距离可达1 800 m，板载微型天线接口，可直接外接2.4 GHz天线[4?5]。

1.2 BT1800?1远距离蓝牙模块的技术特征

可视、无障碍、对等传输距离：1 800～190 m；可外部设置串口传输波特率；可外部设置主从工作模式；指示灯显示工作状态；工作频段：2.40～2.48 GHz；蓝牙规范：v2.0 Compliant+EDR；EDRV 2.0，最高可支持3M调制模式；支持软件升级；支持7个从设备；低电压电源：2.7～3.6 V；正常供给电压：（3.3±0.1）V；内置8 Mb FLASH；支持低耗模式：Park，Sniff，Hold和Deep Sleep；工业级设计尺寸：25.2 mm×15.5 mm×2 mm。

2 BT1800?1远距离蓝牙模块在无线数据传输 系统中的应用

2.1 系统组成

BT1800?1远距离蓝牙串口模块作为一种电缆替代方案，实现串口信号与蓝牙信号之间的转换，从而实现设备间的远距离蓝牙数据传输。蓝牙串口模块有主、从之分。运用蓝牙串口模块进行数据传输时，主从模块必须配套使用，且主从波特率必须设置相同。硬件电路连接正确并加电启动后，主从模块会各自根据外部配置自动设置波特率及工作模式，并建立连接，之后，用户设备就可以像使用普通串口[6]一样使用蓝牙串口模块。

在CNG加气站上主要应用该模块实现CNG加气机与计算机之间进行数据传输，系统在每支加气枪的控制系统中采用两个BT1800?1模块，其中，一个模块在加气机端（即单片机端）用作从模块，而在计算机端用作主模块，其系统框图如图1所示。

2.2 数据传输系统的设计及与BT1800?1的接口

各个数据传输系统采用新华龙的C8051F020单片机[6]为核心，BT1800?1模块与单片机连接的应用电路图接口如图2所示。

从图2中可以看出，系统仅需将模块的1脚与单片机串口接收引脚相连接，2脚与单片机串口发送引脚相连接，24脚与单片机的外部中断引脚相连接。BT1800?1模块在数据传输系统中被当成一个串口来操作使用，就非常方便。

2.3 其他注意事项

在使用BT1800?1模块时，需要注意以下事项：

（1）关于无线蓝牙的使用环境，无线信号包括蓝牙应用都受周围环境的影响很大，如树木、金属等障碍物会对无线信号有一定的吸收，从而在实际应用中，数据传输的距离受一定的影响。

（2）模块串口电平是3.3 V，如果和5 V电平系统连接需要增加电平转换芯片。

（3）由于蓝牙模块都要配套现有的系统，放置在外壳中。由于金属外壳对无线射频信号是有屏蔽作用的。所以建议不要安装在金属外壳中。

（4）PCB布板：由于金属会削弱天线的功能，建议在给模块布板的时候，模块天线下面不要铺地和走线，若能挖空更好。

（5）电脑蓝牙驱动问题，对于从模式情况下，电脑上使用蓝牙适配器，通用的有WIDCOMM IVT Windows自带的驱动。推荐采用Windows自带的驱动。

3 软件设计及通信协议

由于BT1800?1模块在数据传输系统被透明成串口，编写通信程序时就按照串口操作即可。系统中就应注意设置串口相关参数，考虑到无线传输的特殊，串口波特一般不要设置太大，经过试验发现，波特率采用9 600 b/s就比较合适。

由于供电电源、噪声以及传输路径等因素的影响，传输的数据容易受到外界干扰。为了正确、快速地发送和接收数据，需要一份简单且能够检错的通信协议，通过选用合适的差错控制方法和检错编码方法[2]可以实现，系统采用检错重发法（ARQ）的差错控制方法，数据异或校验的编码方式。

无线通信协议中必须有握手信号。通过实验发现，在0FFH后接00H在干扰信号中很少出现。为了提高有效信号接收率，收发送数据的握手信号均为0FFH，0FFH，00H。同时，为了增加信号的信息量，在协议包增加了命令单元、数据单元、异或校验单元、数据结束单元。因此，1个协议包中包含以下内容：0FFH，0FFH，00H，命令单元、数据单元、异或校验码、数据结束单元。命令单元包含发送模块地址、接收模块地址、数据类型、控制信号等信息。

在主程序中进行了相应的设置后，串行中断程序流程图如图3所示。

4 结 语

经过现场试验，系统的工作稳定性和可靠性都能满足现场要求，而且，采用这种方案可以减少现场布线施工以及具备良好的技术性能，具有广泛的应用前景和推广价值。

参考文献

[1] 陈建洪，李金刚，申明.基于蓝牙的数据互联传输系统设计[J].现代电子技术，2012，35（4）：80?82.

[2] 金纯，许光辰，孙睿.基于蓝牙技术的温度数据采集系统[J].仪表技术与传感器，2005（11）：40?42.

[3] 吴艳玮，任长明.蓝牙HCI USB传输层规范[J].计算机工程，2002（2）：235?236.

[4] 卓力，沈兰荪.蓝牙技术：一种短距离的无线连接技术[J].电子技术应用，2001（3）：6?9.

[5] 周华兰，唐明浩.ROK101 007/1蓝牙模块的特性与应用[J].电子技术，2002（9）：40?42.

蓝牙传输篇3

[论文摘要]蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输。

一、前言

越来越多数字电子产品借着新科技提升本身的性能和实力。以目前发展的趋势来看,未来消费性电子产品将有两个重要的发展指标,一是使用蓝牙技术这类开放技术,以无线,局域网络,可携带式设备成为网络体的延伸。另一项则是内存规格的统一,加密以及轻量化应用。

无论您喜不喜欢,“蓝牙计划”这个名词几乎已到了无孔不入的境界,不论是商业财经台还是一般大众电视台,都不只一次以上报导这个计划的进展与新闻,话虽如此,但却很少人了解此计划的原意与来龙去脉,只知道有这样一个计划正如火如荼地进行,且声势浩大、似乎充满无限希望。可预见的,未来与蓝牙计划相关的新闻只会更多,因为计划正一步步实现中。

蓝牙(Bluetooth)简单讲就是一种电信、计算机的无线传输技术。单从字面上很难了解蓝牙是个怎么样的技术,他不像“GSM”一样可以望文生义。简单的说蓝牙是一种无线网络与消费性电子产品之通讯技术,透过无线传输和基频模块构成,其快速响应和跳频系统的特性使无线传输更佳稳定。可以应用在各种电子产品如:笔记型计算机、行动电话、数字相机和其它相类似电子产品等。

二、蓝牙的缘起

蓝牙计划基本上是一个无线传输的计划,不需要透过实质线路,在一定的距离范围内,可以传输可观的资料量,当然这种无线传输并不像行动电话那样数十公里内皆可传达,而是数十至数百公尺内的短距离无线传输。此外可传输的装置不限于手机,只要有装设蓝牙收发模块的装置都可以使用蓝牙传输,眼前的构想即是让其它的行动装置都可以使用蓝牙传输,包括PDA、笔记型计算机、车用装置等等。蓝牙计划的发起,主要是1998年5月,由Ericsson(爱立信,瑞典)、Intel(英特尔,美国)、NOKIA(诺基亚,芬兰)、IBM(国际商务机器,美国)、TOSHIBA(东芝,日本)等五家公司,共同组织一个“特别参与组织(SIG,SpecialInterestGrou)”称为BluetoothSIG,以此组织来制定一套短距离的无线传送、接收的技术规格。

三、浅谈蓝牙技术

蓝牙计划虽是1998年开始,但是蓝牙的技术根基却来自1997年制订完成的无线局域网络通讯协议:IEEE-802.11。

蓝牙基本上也是运用射频(RF)方式进行无线通讯,至于使用的频带范围,则是使用2.45GHz,这个无线电频带是全世界共同开放、不受法令限制的频带,举凡工业、科学、医疗(ISM,Industrial/Scientific/Medical)、甚至微波炉等都是使用2.45GHz的频带。

由于这个频带被广泛使用了,那么使用此频带进行通讯,绝对是很容易收到干扰的,因此蓝牙规格被设计成可跳频通讯,能够在一秒钟内进行1,600次的跳频动作,此这样的动作避免其它通讯的干扰。由于每秒1,600次的快速跳频,这也使得蓝牙无线收发的数据封包不能太长,否则不能满足如此频繁的跳频次数,所以蓝牙短封包、快速跳频的特性,也使其无线传输能抗干扰、更稳定通信。

蓝牙规格已经正式公布v1.0版,规格方面算是踏出成熟的第一步,接下来就是商品化、投入实际制造的阶段。而要让蓝牙迅速普及,就是在既有的用途装置上,追加设计蓝牙功能即可,以节省开发时间与成本,为此蓝牙射频模块就成为非常重要的一项零组件。

蓝牙射频模块一方面要够便宜,才可能快速普及,另一方面也要够小巧,才能适用于所有的需求装置上,目前专家推估射频模块的成本必须低于5美元才能普及,而各家公司也正加紧将射频模块设计地更精小、更便宜中。

四、蓝牙技术的应用

蓝牙由于具有1-2Mbps、10-100公尺的无线通讯能力,因此蓝牙技术可以舒缓若干问题,例如可以直接利用蓝牙的高速数据传输率来传输语音,等于是把蓝牙通讯当成无线电话的功能。

另外对于小公司、小环境等,也可以省去布设实质线路的成本,以及后续线路维护的困扰。还有蓝牙可以指定隔绝与通行的通信功能,也等于可以建立无线的LAN环境、小族群通讯环境。

五、蓝牙技术的展望

(一)蓝牙收发话器对健康的好处。由于手机有高功率的电磁波,据报导证实电磁波会对人体造成伤害,所以有了蓝牙,你将可以把一个小小的蓝牙附件装在你的大哥大,然后把收发话器戴在你的耳朵(由于蓝牙应用的是低功率,所以不会对人体有任何伤害)。准备好了以后,你就把你的大哥大放在口袋里讲电话,不必把电话紧贴的脸,甚至按下收发话器上的按钮就可以直接接听来电。

(二)比一般传统式红外线传输更快,且不用对准两个传输端口成一直线。蓝牙科技在传输方面的好处就是,它能够允许两个装置,在不排成一直线的状态下,还能够以无线的方式传送数据。不像红外线传输最大的缺点是,你必须对准两个传输端口成一直线才有办法传送数据。蓝牙传输甚至无视于墙壁、口袋、或公文包的存在而可以顺利进行。蓝牙的数据传输速度比红外线传输还要快,每秒钟高达1MB。

(三)手表可自动对时间,无线下载Mp3。只要将来手表有内建蓝牙且有Mp3拨放功能,这样一来将可自动设定为标准时间,且可很方便的随时从计算机传输歌曲。

(四)其它还有很多很多,只要现在是要接线的,都有可能会被蓝牙所应用。蓝牙技术一旦普及,相信对通讯方式、产品设计、生活方式等都会有巨幅的冲击,甚至很难想象冲击的程度。不过就现阶段而言,蓝牙可能带来的便利却是可以想象的,各位可以想象家里安装一个蓝牙收发基地台,家中的计算机、电话、传真机都不用实际接线,就可以互通或连外。在公司内外务人员赶时间,只要在蓝牙收发范围内都可以传送数据,例如咖啡厅、车站等都可以。此外仓库的盘点盘查,只要带个PDA,仓库内设有蓝牙基地台,马上可以跟全省各地的仓库进行盘点加总,当然,蓝牙基地台后面有接往Internet,或是以公司专线,或VPN方式连接。另外数字相机拍完的相片,只要接近笔记型计算机就可以回传,省去记忆卡的插拔,既有计算机外设装置也都可以无线化,无线打印机、无线键盘、鼠标、摇杆。还有家中、公司都设有蓝牙基地台,则一支具有蓝牙功能的手机,在家就可以跟居家无线电话一样使用,而且是付居家电话费,在公司则变成自己的办公分机,公司替您付电话费,而在外出时就跟一般行动手机一样使用,这样真正落实一人一机终生用的理想,这种方式也被人称为三合一电话,即是居家、办公、行动电话三者合一。

六、结束语

蓝牙技术一定会飞速发展,但仍然有一些应用的细节问题需要解决,如相邻设备之间为防止信息误传和被截取,必须要用户提前设置对应频段等,严重影响蓝牙技术产品面市的速度。但相信随着一个不断完善的发展过程,蓝牙技术会为我们的未来家居和办公带来不仅仅是方便一点的革命。

参考文献:

[1]NathanJ.MullerBluetoothDemystified(影印本).人民邮电出版社。

[2]金纯,许光辰,孙睿.蓝牙技术.电子工业出版社。

[3]井雅,徐晓东,吕志虎.蓝牙协议模型及应用.现代通信技术,2001.3。

蓝牙传输篇4

蓝牙接收器的妙用

蓝牙2.0标准启用后，蓝牙设备间的传输速率已经可以达到1.8M/s～2.1M/s范围，基本可满足主流音频传输的需要，而当前市场上出现的不少无线音箱也是通过蓝牙传输，只是蓝牙规范版本不同而已（蓝牙3.0理论传输速度达24Mbps，足以满足无损音频信号传输需要）。本文介绍的DIY打造无线音箱，也将基于蓝牙无线传输技术。

当前市场上针对用户DIY打造蓝牙无线音箱推出了不少现成的配件，其售价在45元～85元不等，主要区别在于是否内置锂电池以及蓝牙模块版本（如图1）。

此外，未配备蓝牙模块的笔记本或台式机用户，还应该同时购买一个蓝牙适配器，让PC具有蓝牙发射功能。不过需要注意的是，不少店铺推出的蓝牙音频发射器，直接插入PC、手机的3.5mm音频接口使用虽然便利，可需要用户额外支出100元左右，无疑增加了整体成本，建议用户根据预算按需选购。

轻松打造蓝牙无线音箱

以家式机电脑为例，打造蓝牙无线音箱的方案为“蓝牙适配器＋音箱蓝牙立体声接收器＋现有的音箱＝蓝牙无线音箱”。将蓝牙适配器插入电脑后，安装好附带驱动并运行蓝牙软件。笔者购买的是盗梦者MZ- 301音响蓝牙适配器（如图3）。

接下来要将蓝牙适配器与蓝牙立体声接收器配对，首先打开蓝牙立体声接收器，然后把电脑蓝牙驱动打开，双击中间的月亮搜索蓝牙设备（如图4）。然后把鼠标移到dmzmusic设备，点击右键选择配对，在蓝牙口令配对界面输入密码“0000”（如图5）。配对成功后，点击右键选择“连接蓝牙高质量音频”，声音就可以从用户音箱中发出（如图6）。

DIY蓝牙无线音频使用距离理论上在5m～15m，不过由于周围无线环境会对蓝牙信号造成影响，尤其是蓝牙与WiFi都采用2.4G频段，因而实际使用时蓝牙无线音箱使用范围在2m～6m。

小编提示

蓝牙传输篇5

蓝牙（Bluetooth）初期是由爱立信、Nokia、IBM、Intel、Toshiba等五家厂商制定，为一短距离无线通信技术，基本型通讯距离约10米、传输率约为721kbps，工作在2.4GHz的频带上带宽为1MB/S，支援一对多资料传输及语音通讯。由于蓝牙不是为传输大流量负载而设计的，因此并不适于替代LAN或WAN。

蓝牙耳机

顾名思义蓝牙耳机就是带有上述蓝牙功能的耳机，现在多用于和有蓝牙功能的手机通信。

技术标准

蓝牙规范中广为应用的成熟版本为1.1，带宽约1Mbps，最新规格1.2版本已正式获得批准，未来的版本将达2Mbps。

芯片组

主要是指蓝牙耳机所采用的蓝牙芯片的设计组成。现在市场上的蓝牙芯片生产厂家很多。各大通讯产商都按照蓝牙技术标准规范设计有不同的芯片组。

支援Profile

若支持蓝牙功能的手机与蓝牙耳机相用，蓝牙耳机必须支持两个协议：Headset profile（耳机协议）和HandsFree Profile（免提协议）。

传输功率

是指当蓝牙耳机正常工作如对手机正常通信时，所发射信号的发射功率。蓝牙耳机上的标识其实是用一个信号的强度来表示的，如CLASS2 4dBm，相当于1.49毫瓦。

传输范围

蓝牙的初衷就是短距离传输信号，传输距离小于10米（红外的传输距离在几米以内）。而在信号放大器的帮助下，通讯距离甚至可达100米左右。

无线频率

蓝牙技术在全球通用的2.4GHz ISM（工业、科学、医学）频段，蓝牙的数据速率为1Mb/s。从理论上来讲，以2.45GHz ISM波段运行的技术能够使相距30m以内的设备互相连接，传输速率可达到2Mb/s，但实际上很难达到。蓝牙技术的一大优势是它应用了全球统一的频率设定，这就消除了“国界”的障碍。而在蜂窝式移动电话领域，这个障碍已经困扰用户多年。

接收器敏感度

在保证达到所要求的误比特率的条件下，接收所需要的最小输入功率。接收灵敏度一般用dBm来表示，它是以lmW光功率为基础的绝对功率。

工作电压

蓝牙耳机工作时的由电池提供给耳机正常工作状况下的电压输出。一般也在5V左右。

充电器电源

充电器电源是指对蓝牙耳机的可充电池进行充电时，外部所需的电源电压。一般都是由220V的市电变压为5V的直流电来给电池补充能量。

电池

蓝牙耳机工作时的由电池提供给耳机正常工作状况下的电压输出。一般来说，电池都在“机身”里。当然也有电池部分可以和“机身”分开的蓝牙耳机。好处是换电池很方便、重新设置（reset）也很方便。

通话时间

耳机接收来电话或者往外打电话均称为通话状态。耳机在通话状态下消耗电流比较大，影响耳机通话时间长短的因素是耳机本身质量。在耳机发射功率相同时，质量好的耳机因效率高而耗电小。因此，最大通话时间就长。

待机时间

耳机工作在等待状态时称为待机。待机时间是指电池在耳机待机状态下的连续使用时间。根据机型不同，待机时间取决于电池的容量及耳机消耗电流的大小。其待机时间的算法为：耳机电池容量/待机时的工作电流=待机时间。

蓝牙传输篇6

2、蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话。自从蓝牙耳机问世以来，一直是行动商务族提升效率的好工具。

3、蓝牙是一种低成本大容量的短距离无线通信规范。蓝牙笔记本电脑，就是具有蓝牙无线通信功能的笔记本电脑。蓝牙这个名字还有一段传奇故事呢。公元10世纪，北欧诸侯争霸，丹麦国王挺身而出，在他的不懈努力下，血腥的战争被制止了，各方都坐到了谈判桌前。通过沟通，诸侯们冰释前嫌，成为朋友。由 于丹麦国王酷爱吃蓝莓，以至于牙齿都被染成了蓝色，人称蓝牙国王，所以，蓝牙也就成了沟通的代名词。一千年后的今天，当新的无线通信规范出台时，人们又用蓝牙来为它命名。1995年，爱立信公司最先提出蓝牙概念。蓝牙规范采用微波频段工作，传输速率每秒1M字节，最大传输距离10米，通过增加发射功率可达到100米。蓝牙技术是全球开放的，在全球范围内具有很好的兼容性，全世界可以通过低成本的无形蓝牙网连成一体。

4、蓝牙耳机的使用距离：不仅取决于耳机

蓝牙耳机的另一重要取决点在于传输距离，这与蓝牙版本无关，而取决于蓝牙技术PowerClass。大部分手机与移动装置所使用的是 PowerClass2，标准传输距离10米；而升级的PowerClass1则是将传输距离提升到100米，两种版本都支持A2DP立体声传输协议，可与立体声耳机互联。一般而言，手机与蓝牙耳机的距离不会太远，如果中间没有大的障碍物，在7米之内传输质量都很好，超过8米将出现断点！超过10米蓝牙设备之间将失去连接。

5、根据实际使用的感觉，手机与蓝牙耳机的距离，和通话噪音成正比；另外，使用立体声蓝牙耳机欣赏音乐时，也不要距离手机太远，否则容易出现断续的现象。

蓝牙传输篇7

关键词: 无线电通信蓝牙技术起源简介应用

无线电通信技术与有线电通信相比,具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点,备受市场的青睐。传统的传输线有长度的限制,对设备摆放的位置有一定的要求,传输线太短,设备就不能离电脑太远;传输线太长,又得东缠西绕,麻烦且不美观。无线通信不采用传统电缆线,但就提供传统有线通信的所有功能,能随着人们的需要移动或变化。有了无线通信,我们在进行数据交换时就不必受时间和空间的限制,可以随时随地办公或者娱乐,再也不用为网络布线而苦恼。

无线通信技术具有传统通信无法比拟的灵活性。无线通信范围不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,最大传输范围可达到几十千米。在有线通信中,两个站点的距离在使用铜缆时被限制在500米以内,即使采用单模光纤也只能达到3000米,而无线通信中两个站点间的距离目前可达到50千米。

作为无线通信技术的蓝牙越来越被人们所接受。蓝牙技术是做为一种“电缆替代”的技术提出来的,发展到今天已经演化成了一种个人信息网络的技术。它将内嵌蓝牙芯片的设备互联起来,提供话音和数据的接入服务,实现信息的自动交换和处理。

一、蓝牙的起源

Bluetooth原为一千多年前的某个丹麦皇帝的名字,他对四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦的统一有着不朽的功劳。瑞典的Ericsson对这种即将成为全球通用的无线技术命此名,也许大有一统天下的含义。其原本含义也许已经无法得知,但按照英文字面的翻译为“蓝牙”已经为大家所接受。它只是一颗作用巨大的小牙齿,还是会吞噬蓝天,占尽无线天空,我们只能拭目以待。

二、蓝牙简介

Bluetooth(蓝牙)是一种新的无线通讯协定,将逐步取代IrDA红外线技术和现有的串口(也就是Serial Port)。Bluetooth是无线数据和话音传输的开放式标准,以短距离的无线连接为主,一般为0.1-10米范围,若增加功率或是加上某些外设,其连接距离可达到100米。Bluetooth采用2.402―2.480GHz高频无线频率,中心频率为2.45GHz,比现有的GSM1800还要高,在发射机频率为1MHz时,有效的Bluetooth数据速率是721Kbps。相对WAP而言,它规范化了更为具体的硬件、频率、应用等内容。

三、蓝牙的应用

蓝牙主要针对三大类的应用:话音/数据的接入、设备互联和个人局域网。话音/数据的接入是将一台计算设备通过安全的无线链路连接到一个通信设备,完成与广域通信网络的互联。设备互联是指将各种外设通过蓝牙链路连接到主机。个人局域网的主要应用是个人网络和信息的共享和交换。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性标准,它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。如果把蓝牙技术引入到移动电话和便携型电脑中,我们就可以去掉移动电话与便携型电脑之间复杂的连接电缆,而使其通过无线建立通信。打印机、PDA、台式电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆和所有其它的数字设备都可以成为蓝牙技术系统的一部分。除此之外,蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口,以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。

蓝牙是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑。适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。比如电话,蓝牙规范接口可以直接集成到蜂窝电话中或通过附加设备连接。电话的使用模型包括:通过蓝牙无线耳机实现电话的免提功能;与笔记本电脑和手持机的无电缆连接;与其它蓝牙电话、笔记本电脑和手持机的商用卡交易;与信任的蓝牙笔记本电脑或手持机自动同步地址簿。其它蓝牙设备的使用模型包括:耳机、手持机和其它便携设备、人机接口设备、数据及话音接入点。

蓝牙技术在我国有广阔的市场前景。国内专家预言,就当前信息技术产品的普及情况看,蓝牙技术更适合在中国发展。目前中国约有2亿个家庭,近1.5亿台电视,超过1.3亿台家用电脑,固定电话用户已超过2亿,上网用户超过2.5亿,专线上网和拨号上网的计算机800多万台。中国的个人网络终端市场是巨大的,因此,蓝牙技术在中国将有非常广阔的市场前景。

参考文献:

[1]Gil Held.无线数据传输网络:蓝牙、WAP和WLAN.人民邮电出版社,2001.

[2]马建仓.蓝牙核心技术及应用:科学出版社,2003.

[3]冷月.无线网络[J].计算机应用文摘,2006,(26):79-81.

[4]金纯,许光辰,孙睿.蓝牙技术,2001,(1).

蓝牙传输篇8

蓝牙和WiFi运行于未经批准的2.4GHz工业、科学和医学(ISM)频带，以数据包的形式传输数据。尽管蓝牙和WiFi采用不同的频谱，如果WiFi接收器在接收WiFi信号时检测到蓝牙信号，则仍然会产生干扰。蓝牙接收器也会遇到同样的情况。除了与其他无线标准共存产生的挑战之外，蓝牙通信链路还可能被微波炉等其他家用电器设备干扰。

尽管受到环境射频的干扰，蓝牙和WiFi仍然受到越来越多消费者的欢迎，特别是在过去6年中，蓝牙产品和WLAN网络进入了更多的家庭。因为这两种技术非常类似，所以共存是一个首先需要考虑的问题。实际上，已经有许多方法以解决相互间的干扰问题。

为了减低某个ISM频带区域内传输的功率总量，蓝牙和Wi-Fi不得不采用各种数据传输扩频技术。蓝牙采用跳频扩频技术(FHSS)，在相对较窄的IMHz带宽范围内传输数据包。这样，在该带宽提供的79个信道范围内，窄带信号的频率变为每秒1600跳。通过围绕频谱频繁跳动，使信号功率扩充到整个频带。

当一般性干扰发生时，所传输数据包的接收可能中断，因为蓝牙和802.11b/g信号发生重叠，造成数据包错误。附近的天线可能对第二个系统的运行造成前端过载干扰。但是，这种干扰的强大要大，所以较一股性干扰来说，这是一种不常见的干扰。

随着蓝牙技术规范的发展，新的技术已被采纳，使蓝牙能够与WiFi及其他潜在干扰源轻松共存。为此而采取的各种办法详述如下。

适应性跳频技术(AFH)

适应性跳频技术(AFH)由蓝牙技术联盟所开发的蓝牙技术规范V1.2版推出，它为蓝牙应对一般性干扰提供了一种有效的途径。AFH可以识别“坏”信道。在这些信道上，可能有其他无线设备干扰蓝牙信号，或是蓝牙信号干扰了其他设备。具备AFH功能的蓝牙设备与蓝牙微型网(Piconet)内的其他设备进行通信，共享有关坏信道的详细信息。这样，这些设备就可以转换到可用的“好”信道，远离干扰区，因此不影响带宽的使用。使用AFH技术时，坏信道的分类必须准确，并且“一般性”干扰应是唯一的干扰形式。

以CSR公司的BlueCore蓝牙芯片为例，其默认设置通常能在大约4S的时间内适应新的干扰源。

信道跳转使V1.1设备获得了AFH技术的优点，但不得不牺牲蓝牙带宽以尽量减少对Wi-Fi信号的影响。然而，AFH功能打开时用户却常常觉察不到，因为立体声音频流和单声道音频耳机等时间敏感型的媒体应用并没有受到影响。

时分多路复用(TDM)

时分多路复用(TDM)是一种应对前端过载型干扰的手段，最初用于保护802.11b/g传输不受蓝牙干扰。其工作原理是：当ISM频带内运行802.11b/g无线电时，除了那些高优先级的蓝牙传输除外，所有蓝牙传输都要关闭。与信道跳转一样，这种方法牺牲了部分蓝牙带宽，所牺牲的带宽与802.11b/g工作周期成比例。因此，如果802.11b/g闲置，则链路维护通讯可能造成带宽下降2％～3％，用户不可能察觉到这个细微的变化。

要增强TDM的效果，就需要具备有关802.11b/g无线电活动的准确信息。为此，CSR公司定义了WLAN_Active硬件信号，以保证当无线电运行时，802.11b/g信号得到保护。但是，也有需要保护蓝牙信号不因802.11b/g干扰而衰退的情况，因此CSR公司开发出了BT_Priority，这是一种可选的信号，指出何时正在发送或接收重要的蓝牙数据包。这种信号可用于保护采用HV3数据包传输的SCO音频，这种格式在单声道耳机的音频流应用中最为常见。

根据信道质量确定数据速率(CQDDR)

现时共有两种分别利用高带宽和中带宽格式的数据包存在，即DH和DM。DH数据包可以传输更多的数据，但是如果部分数据包遭到破坏，整个数据包必须重新传输以恢复数据。DM数据包包含前向纠错(FEC)码，占有效负荷的1/3：每10bit的数据就增加5bit的前向纠错码，因此每15bit的数据/FEC数据块中可以纠正2bit的错误。这种数据包格式可以降低最大的数据传输速率，但比不包含纠错功能的DH数据包更可靠。它允许接收设备与传输设备进行协调，根据环境干扰情况来确定采用何种数据包格式。例如，如果某个设备确定正在接收的数据存在诸多错误，它就会通知传输设备以DM数据包的方式传输数据。如果链路恢复畅通了，它就会允许传输设备回转到DH数据包。

CQDDR只是蓝牙链路的一个可选项，蓝牙技术规范对此并没有做出要求．因此，对于配置了BlueCore芯片的设备向没有配置CQDDR功能的设备发送数据的情况，有专门的算法去评估链路的性能，并且按照确认收到的数据包(A C K)和确认未收到的数据包(NACK)之间的比率来修改数据包的类型。但是，当一个没有配置CQDDR功能的设备接受信息时，如果数据包受损，BlueCore则无法提供应对措施。

扩展型同步定向连接信道(eSCO)

扩展型同步定向连接信道(eSCO)是允许受损语音数据进行再传输的检错语音信道。每一个数据包都有一个CRC(循环冗余校验)，这样接收设备就可以检查数据包是否正确接收。在接收过程中存在错误和�失的数据包将得到否认，再传输窗口允许未经确认的数据包进行再传输。eSCO由v1.2版蓝牙技术规范推出。

此前版本的蓝牙技术规范采用的v1.1版SCO只能使用单槽数据包，而eSCO允许对同步语音或数据使用三槽数据包。这意味着eSCO可以达到100kb/s以上的连接速率，而V1.1版SCO的连接速率为固定值64kb/s，这是因为在使用单槽数据包时链路容量丢、失，而当无线电改变频率时数据包之间会产生间隙。

在每个eSCO传输过程中，当主设备传输一个eSCO数据包时，从设备会按照SCO常规进行响应(即使没有接收到主设备的数据包，从设备也可以进行响应)。因此eSCO与SCO的不同之处变得明显：eSCO存在一个再传输窗口，在这个窗口中，可以对未经确认的数据 包进行再传输，直至确认收到。eSCO传输的间隔是可以调整的，V1.1版SCO有三种数据包间隔可供选择，传输速率都是64kb/s。扩展型SCO的数据包长度和间隔在链路的两个方向都是可以调整的，因此可以实现不对称传输。

尽管eSCO信道不主动处理或避免干扰，但是受损数据包的再传输仍保证了音频质量受到其他无线电的影响比以前较小。

专利技术

除了上述标准之外，各公司还通过其专利技术做出了进一步的改善。例如，CSR公司开发了一种适用于嵌入式应用的802.11b/g硬件解决方案(UniFi)。由于在嵌入式无线技术方面拥有丰富的经验，该公司能够通过优先级和信道信令开发出更多的优化方法。CSR公司已经实施了这些额外的功能，因为即使采用了目前的保护技术，仍然存在共存问题。例如，某人使用蓝牙耳机配合无线VoIP电话用于语音通讯，同步蓝牙SCO连接仍然会被数据包接收确认中断，WiFi被强行传输，因而造成蓝牙链路语音质量差。

UniFi设备(符合UMA要求的17dBm无线电频率输出功率)采用TDM和CSR公司的专利方法后，同步蓝牙HV3数据包不再产生干扰。CSR公司已经推出了具有业界领先性能的硬件产品。

在这种情况以及其他情况下，采用了CSR公司BlueCore芯片和UniFi单芯片的用户在可以预见的操作情形中保证能够获得无缝共存，因为CSR公司的其他方法满足了这些技术共存的需要。随着越来越多技术先进的电话拥有多媒体功能，预料这样的服务质量将对用户体验带来重大的影响，这方面正在形成一个巨大的全球市场。

结论

各种共存系统，如适应性跳频技术(AFH)、时分多路复用(TDM)、功率控制以及根据信道质量确定数据速率(CQDDR)，使得蓝牙链路更加可靠。但是，无线设计没有停留于仅采用AFH和TDM等技术。能否有效地实施最终取决于能够获得高度整合各种专利技术的解决方案，这些技术必须能够克服将蓝牙和WiFi两种技术置入同一设备的各种障碍。设计者的最佳选择就是整合一个双方共同开发的蓝牙＋WiFi组合解决方案。他们需要工程技术完备的共存解决方案，这些解决方案专门设计用于无线电设备之间的通信，目的是减少干扰。