威的电子厂蓝牙技术培训

1、蓝牙技术培训主持：田启科2014-07-21学习内容 目的 什么是蓝牙技术 蓝牙技术版本54123 蓝牙的由来 蓝牙技术特点1 目的 了解蓝牙的由来。 了解什么是蓝牙技术。 蓝牙技术的特点。 蓝牙技术的应用。2 蓝牙名称的由来蓝牙的名字来源于10世纪丹麦王国-国王哈洛德.布美塔特(Harald Blatand) 2 蓝牙名称的由来他身处在十世纪的古北欧海盗时代.和其他许多君王一样，Harald四处扩张，为政治、经济和荣誉而战。公元960年哈洛德到达了他权力的最高点，征服了整个丹麦和挪威。因为他爱吃蓝梅，牙齿被染蓝，因此而得这一绰号“蓝牙”。2 蓝牙名称的由来 为什么要用 这名字?一个十世纪维京

2、国王和一个现代的短距离无线通信标准能扯上什么关系呢？ 因为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。 蓝牙一词象征“统一，扩张，包容，勇于挑战，征服一切”。3 什么是蓝牙技术蓝牙(Bluetooth)技术，是一种短距离低成本的无线连接技术，更是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性技术.3 什么是蓝牙技术支持多设备同时在锯齿网：使用蓝牙技术进行通信的设备，分为决定频率滚齿模式的“主叫方”和它通信对手“受取方”。因此可以把主叫方连同7台受取方共8台设备连接成名为锯齿网的子网。3 什么是蓝牙技术1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开

3、展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。 1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五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”热潮。4 蓝牙技术特点（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的是2.42.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。（2）同时可传输语音和数据：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。（3）可以建立临时性的对等连接（Ad-

4、hocConnection)：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。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（Piconet） 时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。4 蓝牙技术特点（4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）HomeRF等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了跳频（FrequencyHoppi

5、ng）方式来扩展频谱（SpreadSpectrum），将2.4022.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变1600次，每个频率持续625。（5）蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，（6）低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下，有四种工作模式激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active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。4

6、 蓝牙技术特点（7）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。（8）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，蓝牙产品价格飞速下降。5 蓝牙技术版本虽然已经有蓝牙4.0，但蓝牙已经经过了6个版本的演变，它们分别是蓝牙1.1、蓝牙1.2、蓝牙2.0、蓝牙2.1、蓝牙3.0、蓝牙4.0；1.1为蓝牙通讯协议的最早版本，略有些实验的性质，由于不是特别完善，所以比较容易产生干扰等情况，从而会影响到通讯质量，蓝牙1.1的数据传输量也较为低下

7、。 5 蓝牙 2.0 技术蓝牙2.0是1.2的改良版本，传输率约在1.8M/s2.1M/s范围内。有双工的工作方式，即同时进行语音通讯，以及传输档案或图片。 蓝牙（Bluetooth）是一种无线个人局域网（Wireless PAN），最初由爱立信创制，后来由蓝牙技术联盟订定技术标准。据说为了强调此技术及应用尚在萌芽阶段的意义，故将Bluetooth中文译名 蓝牙2.0为较文雅的“蓝芽”，并在台湾进行商业的注册。在2006年，蓝牙技术联盟组织已将全球中文译名统一改采直译为“蓝牙”。蓝牙2.0是1.2的改良版本，传输率约在1.8M/s2.1M/s范围内。有双工的工作方式，即同时进行语音通讯，以及传

8、输档案或图片。 5 蓝牙 2.0 技术特点1. 数据传输速度可达当前速率的3倍（在没有障碍物的情况下可高达10倍）2. 通过减少工作负载循环(duty cycle)降低能源消耗3.带宽的增加简化了多连接模式4.可与以往的蓝牙规范兼容5.进一步改善了BER（Bit Error Rate，位误差率）的表现。5 蓝牙 2.0 技术标准Bluetooth 2.1+EDR解读目前应用最为广泛的是Bluetooth2.0+EDR标准，该标准在2004年已经推出，支持Bluetooth 2.0+EDR标准的产品也于2006年大量出现。虽然Bluetooth 2.0+EDR标准在技术上作了大量的改进，但从1.

9、X标准延续下来的配置流程复杂和设备功耗较大的问题依然存在。为了改善蓝牙技术目前存在的问题，蓝牙SIG组织（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的蓝牙技术。1. 改善装置配对流程：由于有许多使用者在进行硬件之间的蓝牙配对时，会遭遇到许多问题，不管是单次配对，或者是永久配对，在配对的过程与必要操作过于繁杂，以往在连接过程中，需要利用个人识别码来确保连接的安全性，而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接。 5 蓝牙 2.0 技术标准2. 更佳的省电效果：蓝牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透过设定在2个装置之

10、间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。一般来说，当2个进行连接的蓝牙装置进入待机状态之后，蓝牙装置之间仍需要透过相互的呼叫来确定彼此是否仍在联机状态，当然，也因为这样，蓝牙芯片就必须随时保持在工作状态，即使手机的其它组件都已经进入休眠模式。为了改善了这样这样的状况，蓝牙2.1将装置之间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的0.1秒延长到0.5秒左右，如此可以让蓝牙芯片的工作负载大幅降低，也可让蓝牙可以有更多的时间可以彻底休眠。根据官方的报告，采用此技术之后，蓝牙装置在开启蓝牙联机之后的待机时间可以有效延长5倍以上。 5 蓝牙 2.0 技术标准举例来说，只要在手机选项中选择连接特定装置，在确

11、定之后，手机会自动列出目前环境中可使用的设备，并且自动进行连结。而短距离的配对方面，也具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near Field CoMMunication）机制。NFC是短距离的无线RFID技术，在针对12公尺的短距离联机应用上，以电磁波为基础，取代传统无线电传输。由于NFC机制掌控了配对的起始侦测，当范围内的2台装置要进行配对传输时，只要简单的在手机屏幕上点选是否接受联机即可。不过要应用NFC功能，系统必须要内建NFC芯片或者是具备相关硬件功能。 5 蓝牙 2.0 技术应用1）家庭应用随着科学技术不断发展，家庭中电子化产品日益增加，使用蓝牙可以便于住

12、户统一管理。蓝牙技术所使用的频段是开放的频段，这就使得任何用户都可方便的应用蓝牙技术，而无需对频道的使用进行付费及其他处理。通过设置密码，用户可以使自家住宅的蓝牙私有化。在家中拥有数台电脑后，蓝牙的存在使得用户可以只使用一部手机对任意一台电脑进行操控，或进行文件传输、局域网访问、同步。并且，耳机音响等外围设备可由蓝牙操控，省去了各种电线的纠缠。而其他的家电，如冰箱、空调等，也可根据相似原理，通过蓝牙控制。而内置蓝牙芯片的手机，还可以在家中当作无绳电话使用，同时，它又可以被拥有蓝牙的计算机控制。这样，家庭中的各种家电被蓝牙连成一个无线的网络，使用某一个蓝牙终端，比如手机，便可以对整个网络进行控制

13、。5 蓝牙 2.0 技术应用2）办公应用在办公室中，一个强大的“蓝牙网络”可以将办公信息即时更新，将各类文件高速推送。办公室中的各种内部交流也可以通过这个“蓝牙网”进行。无论是手机、计算机，还是打印机、数码相机，都可以利用蓝牙交流。蜘蛛网式的会议室也将被淘汰，白板记录仪、摄影机等都可以利用蓝牙技术来简化操作。3）公共场所现今在公共场所，wifi更加普及，而在应用蓝牙后，设置蓝牙基站的企业可以通过蓝牙技术向覆盖范围内的所有终端传送企业广告，而如餐厅，可以通过蓝牙技术将顾客的点单同步到传送台和后厨，可以大大节约人力和时间成本，主要依据于蓝牙具有的多种工作模式。5 蓝牙 3.0 技术蓝牙3.0根据8

14、02.11适配层协议应用了Wi-Fi技术，极大提高了传输速度。这样，蓝牙3.0设备将能通过Wi-Fi连接到其它设备进行数据传输。 2009年4月21日，蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed(蓝牙核心规范3.0版 高速)，蓝牙3.0的核心是Generic Alternate MAC/PHY(AMP)，这是一种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。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。 5 蓝

15、牙 3.0 技术作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高，而秘密就在802.11无线协议上。通过集成802.11 PAL(协议适应层)，蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps(即可在需要的时候调用802.11 WI-FI用于实现高速数据传输)。，是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。 蓝牙3.0功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。事实上，蓝牙联盟也正在着手制定新规范的低功耗版本。

16、 5 蓝牙 3.0 技术原理Bluetooth 3.0的核心技术是Generic Alternate MAC/PHY (AMP)，这是一个全新的交替射频技术，他允许蓝牙协议栈针对任何一个任务动态的选择正确的射频。Generic AMP决定了蓝牙功能和协议，使之具有可以使用一个或多个交替高速广播技术的高码率的优势。AMP修改了标准蓝牙核心架构以便在L2CAP层下使用多重交替广播，同时使用标准蓝牙射频(标注基本码率(BR)和扩展码率(EDR)分别为1 Mbps和3 Mbps)实现复原和连接以及匹配。其通俗一点的原理是允许消费类设备使用已有的蓝牙技术，同时通过使用第二种无线技术来实现更快的吞吐量。蓝

17、牙模块仅仅是用来创建两台设备之间配对，数据传输本身是通过Wi-Fi射频来完成，如果两部手机中有一部没有内建Wi-Fi模块的话，蓝牙传输的速度就会降到Bluetooth 2.0的速率。 5 蓝牙 3.0 技术功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。事实上，蓝牙联盟也正在着手制定新规范的低功耗版本。此外，新的规范还具备通用测试方法(GTM)和单向广播无连接数据(UCD)两项技术，并且包括了一组HCI指令以获取密钥长度。据称，配备了蓝牙2.1模块的PC理论上

18、可以通过升级固件让蓝牙2.1设备也支持蓝牙3.0。联盟成员已经开始为设备制造商研发蓝牙3.0解决方案。5 蓝牙 4.0 技术蓝牙4.0是蓝牙3.0的升级标准，蓝牙4.0最重要的特性是省电，极低的运行和待机功耗可以使一粒纽扣电池连续工作数年之久。此外，低成本和跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。目前蓝牙4.0已经走向了商用，在一些新款的手机上都应用到蓝牙4.0。 5.1 主要特点蓝牙4.0是蓝牙3.0 HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案，

19、可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。它支持两种部署方式：双模式和单模式。双模式中，低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1 EDR/3.0 HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。主要特性5.2 主要特性 超低的峰值、平均和待机模式功耗 使用标准纽扣电池可运行一年乃至数年 低成本 不同厂商设备交互性 无线覆盖范围增强 完全向下兼容 低延迟（APT-X)5.3 蓝牙4.0优点 蓝牙4.0将三种规格集一体，包括传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术，与3.0版本相比最大的不同就是低功耗。“4.0版本的功耗较老版本降低了90%，更省电，”蓝牙技术联盟大中华区技术市务经理吕荣良表示，“随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领