「藍芽」(bluetooth)技術是由世界著名的5家大公司——愛立信(ericsson)、諾基亞(nokia)、東芝(toshiba)、國際商用機器公司(ibm)和英特爾(intel),於2023年5月聯合宣布的一種無線通訊新技術。
1.藍芽技術
「藍芽」(bluetooth)原為歐洲中世紀的丹麥皇帝hnddⅱ的名字,他為統一四分五裂的瑞典、芬蘭、丹麥有著不朽的功勞。瑞典的ericsson公司為這種即將成為全球通用的無線技術命此名,也許大有一統天下的含義。
藍芽技術是一種無線資料與語音通訊的開放性全球規範,它以低成本的近距離無線連線為基礎,為固定與移動裝置通訊環境建立乙個特別連線的短程無線電技術。其實質內容是要建立通用的無線電空中介面(radio air inte***ce)及其控制軟體的公開標準,使通訊和算機進一步結合,使不同廠家生產的可攜式裝置在沒有電線或電纜相互連線的情況下,能在近距離範圍內具有互用、相互操作的效能(interoperability)。其程式寫在乙個9mm×9mm的微晶元中。
「藍芽」技術的作用是簡化小型網路裝置(如移動pc、掌上電腦、手機)之間以及這些裝置與internet之間的通訊,免除在無繩**或移動**、數據機、頭套式送/受話器、pdas、計算機、印表機、幻燈機、區域網等之間加裝電線、電纜和聯結器。而且,這種技術可以延伸到那些完全不同的新裝置和新應用中去。例如,如果把藍芽技術引人到移動**和膝上型電腦中,就可以去掉移動**與膝上型電腦之間的令人討厭的連線電纜而通過無線使其建立通訊。印表機、pda、台式電腦、傳真機、鍵盤、遊戲操縱桿以及所有其它的數字裝置都可以成為藍芽系統的一部分。除此之外,藍芽無線技術還為已存在的數字網路和外設提供通用介面以組建乙個遠離固定網路的個人特別連線裝置群。
「藍芽」技術的無線電收發器的鏈結距離可達30英呎,不限制在直線範圍內,甚至裝置不在同一間房內也能相互鏈結;並且可以鏈結多個裝置,最多可達7個,這就可以把使用者身邊的裝置都鏈結起來,形成乙個「個人領域的網路」(personal areanetwork)。
2.藍芽4.0技術解析
藍芽4.0是2023年最新藍芽版本,是3.0的公升級版本;較3.0版本更省電、成本低、3毫秒低延遲、超長有效連線距離、aes-128加密等;通常用在藍芽耳機、藍芽音箱等裝置上。
速度:支援1mbps資料傳輸率下的超短資料報,最少8個八組位,最多27個。所有連線都使用藍芽2.1加入的減速呼吸模式(sniff subrating)來達到超低工作迴圈。
跳頻:使用所有藍芽規範版本通用的自適應跳頻,最大程度地減少和其他2.4ghz ism頻段無線技術的串擾。
主控制:更加智慧型,可以休眠更長時間,只在需要執行動作的時候才喚醒。
延遲:最短可在3毫秒內完成連線設定並開始傳輸資料。
範圍:提高調製指數,最大範圍可超過100公尺(根據不同應用領域, 距離不同)。
健壯性:所有資料報都使用24-bitcrc校驗,確保最大程度抵禦干擾。
安全:使用aes-128 ccm加密演算法進行資料報加密和認證。
拓撲:每個資料報的每次接收都使用32位定址,理論上可連線數十億裝置;針對一對一連線優化,並支援星形拓撲的一對多連線;使用快速連線和斷開,資料可以再網狀拓撲內轉移而無需維持複雜的網狀網路。
3.藍芽4.1技術解析
傳輸速率更快
支援「多連一」:在藍芽4.1技術中,就允許裝置同時充當「bluetooth smart」 和「bluetooth smart ready」,也就是說使用者可以把多款裝置連線到乙個藍芽裝置上
支援ipv6:可穿戴裝置上網不易的問題,也可以通過藍芽4.1來解決,因為,新標準加入了對ipv6專用通道聯機的支援。
降低與lte網路間的干擾:一旦藍芽4.1和lte網路同時傳輸資料,藍芽4.1就會自動協調兩者的傳輸資訊,從而減少其它訊號對於自身的干擾,傳輸速率也就有了保障。
向下相容,無需更換晶元:4.1不僅可以向下相容 4.0,更重要的是對現有的4.0裝置來說,不需要更換晶元,只需要公升級韌體就可以免費公升級到藍芽4.1。
4.藍芽系統組成
藍芽系統一般由以下4個功能單元組成:
*天線單元
*鏈路控制(韌體)單元
*鏈路管理(軟體)單元
*藍芽軟體(協議)單元
5.藍芽的工作原理
藍芽通訊的主從關係
藍芽技術規定每一對裝置之間進行藍芽通訊時,必須乙個為主角色,另一為從角色,才能進行通訊,通訊時,必須由主端進行查詢,發起配對,建鏈成功後,雙方即可收發資料。理論上,乙個藍芽主端裝置,可同時與7個藍芽從端裝置進行通訊。乙個具備藍芽通訊功能的裝置, 可以在兩個角色間切換,平時工作在從模式,等待其它主裝置來連線,需要時,轉換為主模式,向其它裝置發起呼叫。乙個藍芽裝置以主模式發起呼叫時,需要知道對方的藍芽位址,配對密碼等資訊,配對完成後,可直接發起呼叫。
藍芽的呼叫過程
藍芽主端裝置發起呼叫,首先是查詢,找出周圍處於可被查詢的藍芽裝置。主端裝置找到從端藍芽裝置後,與從端藍芽裝置進行配對,此時需要輸入從端裝置的 pin碼,也有裝置不需要輸入pin碼。配對完成後,從端藍芽裝置會記錄主端裝置的信任資訊,此時主端即可向從端裝置發起呼叫,已配對的裝置在下次呼叫時,不再需要重新配對。已配對的裝置,做為從端的藍芽耳機也可以發起建鏈請求,但做資料通訊的藍芽模組一般不發起呼叫。鏈路建立成功後,主從兩端之間即可進行雙向的資料或語音通訊。在通訊狀態下,主端和從端裝置都可以發起斷鏈,斷開藍芽鏈路。
藍芽一對一的串列埠資料傳輸應用
藍芽資料傳輸應用中,一對一串列埠資料通訊是最常見的應用之一,藍芽裝置在出廠前即提前設好兩個藍芽裝置之間的配對資訊,主端預存有從端裝置的pin碼、位址等,兩端裝置加電即自動建鏈,透明串列埠傳輸,無需外圍電路干預。一對一應用中從端裝置可以設為兩種型別,一是靜默狀態,即只能與指定的主端通訊,不被別的藍芽裝置查詢;二是開發狀態,既可被指定主端查詢,也可以被別的藍芽裝置查詢建鏈。
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