藍(lán)牙技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)如何？藍(lán)牙技術(shù)的主要應(yīng)用

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)和語音通信開放的全球規(guī)范，它是基于低成本的近距離無線連接，為固定和移動(dòng)設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無線技術(shù)連接。 [1] 藍(lán)牙使當(dāng)前的一些便攜移動(dòng)設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠不需要電纜就能連接到互聯(lián)網(wǎng)，并且可以無線接入互聯(lián)網(wǎng)。1 藍(lán)牙免提通訊。

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的無線電空中接口(Radio Air Interface)，將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來，使各種3C設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。

藍(lán)牙圖標(biāo)將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用到車載免提系統(tǒng)中，是最典型的汽車藍(lán)牙應(yīng)用技術(shù)。利用手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)，打開手機(jī)藍(lán)牙功能與車載免提系統(tǒng)，只要手機(jī)在距離車載免提系統(tǒng)的10米之內(nèi)，都可以自動(dòng)連接，控制車內(nèi)的麥克風(fēng)與音響系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)全雙工免提通話。利用車載免提應(yīng)用框架作為藍(lán)牙免提通訊技術(shù)的基礎(chǔ)，很好的規(guī)范藍(lán)牙設(shè)備，并且匯集藍(lán)牙功能集，這樣就可以控制藍(lán)牙技術(shù)。

2 車載藍(lán)牙娛樂系統(tǒng)。車載藍(lán)牙娛樂系統(tǒng)，主要包括USB技術(shù)、音頻解碼技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等，將上述技術(shù)相融合，利用汽車內(nèi)部麥克風(fēng)、音響等，播放儲(chǔ)存在u盤中的各種音頻以及電話簿等，還增添了流行音樂等播放功能。以CAN為基礎(chǔ)連接車載系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)車載信息娛樂系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)也為系統(tǒng)保留了可擴(kuò)展性。 [4]

3 藍(lán)牙車輛遠(yuǎn)程狀況診斷。車載診斷系統(tǒng)主要依靠藍(lán)牙遠(yuǎn)程技術(shù)，及時(shí)進(jìn)行車輛檢修，尤其對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助車輛時(shí)刻掌握不同功能模塊的具體運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不正常，利用設(shè)定好的計(jì)算方法準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)故障的原因與故障類型，將故障診斷代碼上傳到車載運(yùn)行系統(tǒng)存儲(chǔ)器中。取更加方便快捷。

4 汽車藍(lán)牙防盜技術(shù)。隨著技術(shù)得逐漸成熟，藍(lán)牙在應(yīng)用廣泛性、使用安全性、傳輸準(zhǔn)確性、傳輸高效性等方面會(huì)有更進(jìn)一步的改善。尤其是藍(lán)牙防盜器的應(yīng)用，如果汽車處于設(shè)防狀態(tài)，藍(lán)牙感應(yīng)功能將會(huì)自動(dòng)連接汽車車主手機(jī)，一旦車輛狀態(tài)出現(xiàn)變化或者遭受盜竊，將會(huì)自動(dòng)報(bào)警，藍(lán)牙防盜技術(shù)的應(yīng)用，為汽車提供更安全環(huán)境。 [4] 二 藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中1 技術(shù)人員對(duì)數(shù)控機(jī)床的無線監(jiān)控。藍(lán)牙技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)于無線監(jiān)控方面，利用藍(lán)牙技術(shù)安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，為數(shù)控機(jī)床用戶生產(chǎn)提供方便，同時(shí)也維護(hù)了數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的安全。技術(shù)人員根據(jù)攜帶的藍(lán)牙監(jiān)控設(shè)備，隨時(shí)監(jiān)控與管理機(jī)床運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)問題及時(shí)治理。尤其是無線數(shù)據(jù)鏈路下實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)監(jiān)控能力，可以適當(dāng)干預(yù)機(jī)床運(yùn)行，比如停止主軸或者系統(tǒng)停機(jī)等。

一、藍(lán)牙無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于智能城市的打造來說，智能樓宇是其中的重要環(huán)節(jié)。其實(shí)藍(lán)牙無線傳感網(wǎng)絡(luò)就是用來監(jiān)測(cè)光照、溫度、濕度和占用情況的，對(duì)于智能樓宇來說，這項(xiàng)技術(shù)不僅可以提高生產(chǎn)率降低成本，而且對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備來說也能更好的及時(shí)的適應(yīng)周圍的環(huán)境條件，并且在維護(hù)時(shí)能夠盡快達(dá)到要求。

二、藍(lán)牙室內(nèi)導(dǎo)航

我們現(xiàn)在所常用的定位系統(tǒng)一般都是gps，但是gps也有一個(gè)很大的短板，就是沒有辦法做到室內(nèi)覆蓋，于是藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)便悄然而至。要想打造智慧城市提高人們的生活質(zhì)量和體驗(yàn)感，讓規(guī)劃者更好的了解和利用空間，就一定會(huì)用到基于位置服務(wù)的藍(lán)牙設(shè)備，并且這樣的設(shè)備出貨率會(huì)逐年增加。

三、數(shù)據(jù)傳輸

健身現(xiàn)在成為了新的時(shí)尚，與健身相關(guān)的個(gè)性化穿戴設(shè)備也成為了一種新的流行。藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸功能將穿戴式設(shè)備的功能推向了一個(gè)新的高度。不管是健身追蹤器還是智能手表，亦或是監(jiān)測(cè)步數(shù)、睡眠和血壓等，不僅是在健身領(lǐng)域，在醫(yī)療領(lǐng)域同樣也大放異彩。

四、音頻傳輸

藍(lán)牙的音頻傳輸是最基礎(chǔ)的功能，從藍(lán)牙耳機(jī)到現(xiàn)在的車載音響娛樂還有導(dǎo)航，藍(lán)牙音頻傳輸?shù)墓δ芤呀?jīng)越來越廣泛，未來相關(guān)的產(chǎn)品一定也會(huì)有更廣大的市場(chǎng)。1 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范，它以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。其工作頻段為全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s，采用時(shí)分雙工方案來實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。其理想的連接范圍為10cm～10m，通過增大發(fā)送電平可以將距離延長(zhǎng)至100 m，而延長(zhǎng)距離至1000m的方案目前還在討論中。

由于ISM頻帶是對(duì)所有無線電系統(tǒng)都開放的頻帶，因此使用其中的某個(gè)頻段都會(huì)遇到不可預(yù)測(cè)的干擾源。為此，藍(lán)牙特別設(shè)計(jì)了快速確認(rèn)和跳頻方案以確保鏈路穩(wěn)定，結(jié)合了極高跳頻速率(1600跳/s)和調(diào)頻技術(shù)，這使它比工作在相同頻段而跳頻速率均為50跳/s的802.11 FHSS和HomeRF無線電更具抗干擾性。目前，藍(lán)牙特殊興趣集團(tuán)(SIG)的實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備和802.11設(shè)備同時(shí)工作時(shí)，802.11對(duì)藍(lán)牙設(shè)備的干擾使得藍(lán)牙設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率約下降了12%，而藍(lán)牙設(shè)備對(duì)802.11的干擾使得其基本上無法傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在反映了藍(lán)牙技術(shù)抗干擾性強(qiáng)的同時(shí)，也體現(xiàn)了藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)該解決的一個(gè)問題，就是和其他協(xié)議的共存。只有和其他協(xié)議很好地共存，才能更加體現(xiàn)出藍(lán)牙技術(shù)的巨大生命力。目前，SIG也正在積極地尋找解決相互干擾問題的方法，并有望在藍(lán)牙協(xié)議的2.0版本中采用自適應(yīng)跳頻技術(shù)來解決。

藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換與分組交換的結(jié)合。在保留的時(shí)隙中可以傳輸同步數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包以不同的頻率發(fā)送。一個(gè)數(shù)據(jù)包名義上占用一個(gè)時(shí)隙，但實(shí)際上可以被擴(kuò)展到占用5個(gè)時(shí)隙。藍(lán)牙支持異步數(shù)據(jù)信道以及多達(dá)3個(gè)同時(shí)進(jìn)行的同步話音信道，還可以用一個(gè)信道同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音。每個(gè)話音信道支持64kbit/s，同步話音鏈路。異步信道可以支持一端最大速率為721kbit/s而另一端速率為57.6kbit/s的不對(duì)稱連接，也可以支持432.6kbit/s的對(duì)稱連接。

2 藍(lán)牙系統(tǒng)

2.1 藍(lán)牙系統(tǒng)中的常用名詞

Piconet：微網(wǎng)。兩個(gè)或多個(gè)共用同一藍(lán)牙信道的設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)被稱為是一個(gè)微網(wǎng)(piconet)。由于微微網(wǎng)中主動(dòng)設(shè)備的地址長(zhǎng)度為3bit，所以一個(gè)微微網(wǎng)的主動(dòng)成員數(shù)為2～8個(gè)。其中一個(gè)單元為master unit，其他單元為slave unit。

Scatternet：特殊松散網(wǎng)。由重疊覆蓋區(qū)域的多個(gè)微微網(wǎng)組成一個(gè)scatternet。

Master unit：主單元。即在一個(gè)微微網(wǎng)中，其時(shí)鐘和跳頻順序被用來同步其他單元的設(shè)備。

Slave units：從單元。即微微網(wǎng)中不是master的所有設(shè)備。

Am—address：主動(dòng)成員地址。用來區(qū)分微微網(wǎng)中各主動(dòng)單元長(zhǎng)度為3bit的地址。 Park：暫停模式。在微微網(wǎng)中與網(wǎng)絡(luò)保持同步但不進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的一種工作模式。

Sniff and hold mode：呼吸與保持模式。與網(wǎng)絡(luò)同步，但進(jìn)入睡眠狀態(tài)以節(jié)省能源的一種工作模式。

2.2 系統(tǒng)組成

藍(lán)牙系統(tǒng)主要有三大單元組成。

(1)無線單元

無線單元主要完成基帶信號(hào)和射頻信號(hào)之間的上下轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸。

(2)基帶單元 基帶單元主要完成跳頻控制，數(shù)據(jù)和信息的打包與傳輸。

(3)鏈路管理與控制單元 鏈路管理與控制是系統(tǒng)的核心部分，它負(fù)責(zé)連接的建立和拆除以及鏈路的安全和控制，還要為上層軟件提供訪問入口。

2.3 鏈路管理與控制

在微微網(wǎng)內(nèi)的連接被建立之前，所有的設(shè)備都處于旁觀(standby)狀態(tài)。此時(shí)，這些設(shè)備周期性地“監(jiān)聽”其他設(shè)備發(fā)出的查詢(inquire)消息或?qū)ず?page)信息。首先請(qǐng)求連接的單元是master單元，如果對(duì)方地址已經(jīng)存在于master 單元的地址簿中，master單元?jiǎng)t通過發(fā)出尋呼(page)消息包請(qǐng)求建立連接;如果地址未知，則首先通過inquire消息包查詢覆蓋范圍內(nèi)其他單元的地址，然后再用page消息包建立連接。

在查詢過程中，master單元使用特別預(yù)留的全球統(tǒng)一的Inquire事件ID號(hào)，并采用全球惟一的包含32個(gè)信道的信道序列發(fā)送此指令。進(jìn)行Inquire scan的設(shè)備周期性地在這32個(gè)信道上進(jìn)行監(jiān)聽，直到該設(shè)備的Inquire scan功能被禁止。在主單元端將這32個(gè)信道分為兩組，每組16個(gè)，主單元先在第一組的16個(gè)信道上發(fā)布Inquire指令，隨即在回復(fù)信道上進(jìn)行監(jiān)聽，如果被查詢單元接收到Inquire指令，則用FHS包發(fā)送自己的ID號(hào)和時(shí)鐘偏移;然后主單元在第二組的16個(gè)信道上發(fā)布Inquire指令，如此反復(fù)，直到覆蓋范圍內(nèi)所有單元都發(fā)回FHS包，主單元就建立了一個(gè)完整的覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備情況表。

在尋呼過程中，32個(gè)尋呼信道也分為兩組，主單元根據(jù)它最近知道的被呼單元的ID號(hào)和時(shí)鐘偏移來調(diào)整兩個(gè)信道組的頻率，然后先用第一組頻率持續(xù)呼叫1.25s。如果沒有收到回音，則再用第二組頻率持續(xù)呼叫1.25s。被呼單元?jiǎng)t每隔1.25s在尋呼信道中監(jiān)聽尋呼消息中的ID信息，一旦發(fā)現(xiàn)接收到的ID號(hào)與本身的ID號(hào)一致，則發(fā)送回復(fù)消息包。這樣，微微網(wǎng)就形成了。

如果微微網(wǎng)中已經(jīng)處于連接的設(shè)備在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)傳輸，master可以把slave置為hold模式，這時(shí)，只有一個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器工作。slave也可以主動(dòng)要求被置為hold模式。一旦處于hold模式的單元被激活，則數(shù)據(jù)傳遞也立即重新開始。hold模式一般被用于連接好幾個(gè)微微網(wǎng)的情況或者耗能低的設(shè)備，如溫度傳感器。除了hold模式外，藍(lán)牙還支持sniff模式和park模式兩種節(jié)能工作模式：在sniff模式下，slave降低了從微微網(wǎng)“收聽”消息的速率，“呼吸”間隔可以依應(yīng)用要求做適當(dāng)調(diào)整;在park模式下，設(shè)備依然與微微網(wǎng)同步但沒有數(shù)據(jù)傳送。工作在park模式下的設(shè)備放棄了Ama地址，偶爾“收聽”master的消息并恢復(fù)同步、檢查廣播消息。采用park模式可以使一個(gè)微微網(wǎng)中的master單元管理的slave單元數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于7個(gè)。如果我們把這幾種工作模式按照節(jié)能效率以升序排列，則依次是：呼吸模式、保持模式和暫停模式。

在活動(dòng)狀態(tài)下，藍(lán)牙技術(shù)支持兩種鏈路類型：面向連接的同步鏈路(SCO)和面向無連接的異步鏈路(ACL)。

SCO鏈路為對(duì)稱連接，利用保留時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)包。它可以被認(rèn)為是一種主單元和從單元之間的電路交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，主要用于傳送實(shí)時(shí)話音，也可以傳送數(shù)據(jù)，但在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，只用于重發(fā)被損壞的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。每個(gè)藍(lán)牙單元最多可同時(shí)支持3個(gè)SCO鏈路。

ACL鏈路既支持對(duì)稱連接，也支持不對(duì)稱連接。master負(fù)責(zé)控制鏈路帶寬，并決定微微網(wǎng)中的每個(gè)slave可以占用多少帶寬和連接的對(duì)稱性。slave只有被選中時(shí)才能傳送數(shù)據(jù)。ACL鏈路也支持master發(fā)給微微網(wǎng)中所有slave的廣播消息。ACL鏈路一般不能傳送話音，但可以傳送IP話音。

3 藍(lán)牙技術(shù)的主要應(yīng)用

從理論上講，藍(lán)牙技術(shù)可以被植入到所有的數(shù)字設(shè)備中，用于短距離無線數(shù)據(jù)傳輸。目前可以預(yù)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)所主要是計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、工業(yè)控制及PAN的連接。

3.1 藍(lán)牙在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

藍(lán)牙接口可以直接集成到計(jì)算機(jī)主板或者通過PC卡或USB接口連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間及計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的無線連接。這種無線連接對(duì)于便攜式計(jì)算機(jī)可能更有意義。通過在便攜式計(jì)算機(jī)中植入藍(lán)牙技術(shù)，便攜式計(jì)算機(jī)就可以通過藍(lán)牙移動(dòng)電話或藍(lán)牙接入點(diǎn)連接遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)，可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)中的某些資料更新后，可以在不需人工干預(yù)的情況下，對(duì)家用臺(tái)式電腦進(jìn)行同步更新。

3.2 藍(lán)牙在移動(dòng)電話中的應(yīng)用

從目前來看，移動(dòng)電話是藍(lán)牙技術(shù)的最大應(yīng)用領(lǐng)域，也是已經(jīng)有實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。通過在移動(dòng)電話中植入藍(lán)牙技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無線耳機(jī)、車載電話等功能，還能實(shí)現(xiàn)與便攜式計(jì)算機(jī)和其他手持設(shè)備的無電纜連接，組成一個(gè)方便靈活的PAN。當(dāng)藍(lán)牙技術(shù)普及后，藍(lán)牙移動(dòng)電話還能作為一個(gè)工具，實(shí)現(xiàn)所有的商用卡交易。

3.3 藍(lán)牙在其他方面的應(yīng)用

目前，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已越來越廣闊，如：將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于汽車行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車各部件的實(shí)時(shí)監(jiān)控;將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于建筑行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)智能化住宅;在人口密度大的地區(qū)(如車站、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)等)為用戶提供接入服務(wù)等。