蓝牙技术浅析

鲍晓娟,曹树伟

（1.赤峰学院 远程教育学院；2.赤峰学院 物理与电子信息工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

1 蓝牙技术的产生

1.1 蓝牙的起源

“蓝牙”这个名称来源于第10世纪一位丹麦国王世纪的丹麦国王哈拉尔德 (Harald Gormsson)的外号.出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王.而国王哈拉尔德(Harald Blatand)喜欢吃蓝莓，牙齿每天都是蓝色的所以获得“蓝牙”的绰号.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，行业组织人员经过对未来无线技术发展以及欧洲历史的讨论后，认为用Blatand国王的名字给这项新技术命名再合适不过了.因为Blatand国王将挪威、瑞典和丹麦统一起来.他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的新技术，保持着各个系统领域之间的良好交流.

1.2 蓝牙的概念

1.2.1 概念

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术.利用蓝牙技术能在多个设备之间进行无线信息交换，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路.

1.2.2 蓝牙技术的内容

蓝牙技术产采用时分双工传输方案实现全双工传输，采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1Mb/s，以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加.蓝牙产品采用的是跳频技术，能够抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰；采用2.4GHz的ISM (即工业、科学、医学)频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；蓝牙技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙；蓝牙技术支持一个异步数据通道，或者3个并发的同步语音通道，或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道.蓝牙的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音，异步通道支持的最大速率为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.

1.2.3 软件结构

蓝牙设备应具有互操作性，对于某些设备，从无线电兼容模块和空中接口，直到应用层协议和对象交换格式，都要实现互操作性；对另外一些设备（如头戴式设备等）的要求则宽松得多.蓝牙计划的目标就是要确保任何带有蓝牙标记的设备都能进行互换性操作.软件的互操作性始于链路级协议的多路传输、设备和服务的发现，以及分组的分段和重组.蓝牙设备必须能够彼此识别，并通过安装合适的软件识别出彼此支持的高层功能.互操作性要求采用相同的应用层协议栈.不同类型的蓝牙设备对兼容性有不同的要求，用户不能奢望头戴式设备内含有地址簿.蓝牙的兼容性是指它具有无线电兼容性，有语音收发能力及发现其它蓝牙设备的能力，更多的功能则要由手机、手持设备及笔记本电脑来完成.为实现这些功能，蓝牙软件构架将利用现有的规范，如OBEX、HID（人性化接口设备）、vCard/vCalendar及TCP/IP等，而不是再去开发新的规范.设备的兼容性要求能够适应蓝牙规范和现有的协议.

1.3 蓝牙技术的特点

蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接.在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（Industrial,Scientific and Medical,ISM）频段.蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信，使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联，大大提高办公和通信效率.因此，蓝牙将成为无线通信领域的新宠，将为广大用户提供极大的方便而受到青睐.从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备.

蓝牙技术的特点可归纳为如下几点：

1.3.1 全球范围适用

工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4-2.4835GHz.

1.3.2 可建立临时对等连接

主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个皮网时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备.

1.3.3 抗干扰能力强

蓝牙采用了跳频方式来扩展频谱，抵抗来自这些设备的干扰.

随着韩剧在中国的流行，剧中经常出现的部队锅在中国也变得耳熟能详，不少城市更是如雨后春笋般冒出了一家家主打韩式部队锅的餐厅。

1.3.4 安全性

提供了认证和加密功能，以保证链路级的安全.

1.3.5 语音数据同时传输

蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道.

1.3.6 近距离通信

蓝牙技术通信距离为10m,可根据需要扩展至100m，以满足不同设备的需要.

蓝牙设备在通信连状态下，有四种工作模式：激活模式，呼吸模式保持（Hold）模式，休眠模式.模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式.另外，蓝牙设备体积小方便携带.

1.3.8 开放的接口标准

SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的任何单位和个人都可以进行蓝牙产品的开发，只要最终通过SIG的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场.

1.3.9 成本低

随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格也在下降，蓝牙设备在慢慢得到普及.

2 蓝牙技术的应用

在电子设备以及网络非常普及的今天，由于蓝牙技术有着其他技术无法比拟的优越性，所以其应用范围非常广泛，在很多领域都能发挥其独特的优势.主要应用在以下几个领域，如图所示：

蓝牙技术的应用图

3 蓝牙技术的发展前景

作为一种短距离无线通信技术，蓝牙可以将通信、个人电脑、网络、工业、自动化和家用电器等等通过语音或数据联接在一起，距离可以达到10米，甚至100米.蓝牙技术的优势就在于它使用户从纷繁复杂的连线中解放出来，商家和客户可以更简单灵活的实现同步通信，同时也更有利于在同事、朋友或办公网络中建立更快速便捷的联络.

近年来蓝牙技术发展很快，蓝牙技术的优越性使得多种蓝牙设备在市场上得到了普及发展前景良好.但是蓝牙技术在医疗电子、工业控制和家电自动化这些领域的研究及应用还不够成熟，有待进一步开发.一项新技术的出现，人们对它的期望值往往很高，但是任何新技术的发展都需要一个过程，蓝牙技术也不例外.不过相信通过软件开发人员的不断努力，蓝牙技术未来的发展是不可估量的.

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