蓝牙无线通信技术及其应用研究

蓝牙无线通信技术及其应用研究

摘要：蓝牙无线通信技术是短距离无线通信技术，它的显著优点就是消耗能源少、投资成本低、安全性能好等，它广泛的应用于生产和生活中的很多电子电器设备，其主要功能就是使得这些设备在没有电缆联网的情况下建立小范围内个人数字设备无线个域网。笔者将在本文中就简要的探讨射频技术和基带技术的蓝牙无线通信技术，并在此基础上对该技术的推广应用进行分析。

关键词：蓝牙无线通信数据传输

蓝牙无线通信技术最初是由年爱立信移动公司创制的，始于1994年方案，其创立之初的研发目标就是为电子设备间的通讯创造一组标准化的协议，使得系统不能兼容的电子设备之间实现低能耗和低成本的无线通信连接。随着很多著名厂商参与研发项目的合作，蓝牙技术得到发展和推广，并制定了全球统一的标准，工作频段设计在全球统一开发的2.4GHz的ISM 频段。蓝牙无线通信技术的应用十分广泛，该技术能够被集成到大致所有涉及各个领域的数字设备中。就我国蓝牙技术的发展现状来看，还处于起步发展阶段，较国际水平还有很大的差距，蓝牙技术的研发道路还很长，蓝牙无线通信技术要不断的增强实用性，这样才能不断的拓展蓝牙技术的市场，以便获得更好的经济效益。

1 蓝牙无线通信技术特点

蓝牙无线通信技术设计之初就是要使得电子设备和数字移动设备之间无需电缆就能实现连接，解决不兼容设备之间不能实现通讯连接的问题。由于无线技术设备所占的体积比较小，能耗很少，很多对数据传输速率要求不是很高的数字和电子设备来说都会首先考虑使用蓝牙技术进行通讯。蓝牙无线通信技术的的广泛应用主要有以下特点：

1.1 适应范围广

蓝牙无线通信技术之所以能够在全球范围内广泛使用就在于其工作频段的范围，由于蓝牙技术研发之时选择在全球统一开发的2.4GHz医学、工业和科学ISM频段，全世界范围内多数国家所使用的SM频段是在2.4到2.4835GHz之间，SM频段包含在全球统一的频段之中，各种在使用蓝牙无线通信技术的时候可以不受限于其所在地区的无线电资源部门的许可与否皆可使用。

1.2 可同时传输语音和数据

蓝牙采用的是分组交换和电力交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道或者语音和异步数据同时传输的信道。除此之外，蓝牙定义了面向同步链接链路SCO以及异步无连接链路ACL两种链路类型，其中ACL主要负责数据的传输，而SCO主要负责语音传输。也就是说蓝牙无线通信技术可以同时进行语音和数据的传输。

1.3 能实现临时性对等链接

蓝牙设备在进行对等连接的时候，主动发起连接请求的一方为主设备，被发起连接请求的一方为从设备。蓝牙的基本网络为由链接通信组成的微微网，当一个微微网形成时有一个主设备和主设备以外的一个或者多个从设备。

1.4 抗干扰能力强

蓝牙无线通信技术具备良好的抗干扰能力主要在于其使用跳频的工作方式来进行频谱的扩展。现在很多生活中使用的电器设备、局域网和无线设备等会在ISM频段工作，这就和蓝牙设备所在的频段可能会有冲突，这样的情况下，蓝牙设备将2.402到2.48GHz的频段分割成79个频点，相邻频点之间间隔1MHz，数据分组在任意频点发出之后继续跳到另一个频点发送，并且频点的选择顺序没有规律性，频率改变为1600次/s每个频率只持续625μs，由此，蓝牙设备的工作就不会受到其他设备的频段的干扰。

1.5 体积小，功耗小

现在电子设备的更新换代越来越快，体积越来越小越来越薄，所以这些设备中的蓝牙模块的体积也需随之改善，以便更好的集成到各种电子设备中去。蓝牙设备的耗能会根据其工作状态的不同会有所增减，处于工作状态的蓝牙一般耗能不多，而非工作状态下的呼吸模式（Sniff）、保持模式（Hold）、休眠模式（Park）消耗的能量较之更少。也就是说，蓝牙设备的体积比较小而且使用的时候均为低耗能模式。

1.6 开放接口标准，成本低廉

在蓝牙无线通信技术推广的过程中，SIG将该技术各种标准向全世界公开，所以，企业在研发和生产产品的时候要是能够兼容SIG的蓝牙产品，那么这样的产品在市场上的适用性就更强，与此同时，蓝牙相关的应用程序也随之得到极大的推广。在这样的背景之下，蓝牙技术得到广范围的普及，制造蓝牙产品所需的投资也很大程度上降低了。

2 蓝牙无线通信技术的应用

蓝牙无线通信技术的研发初衷就是要在尽可能多的领域实现数字移动设备之间的非电缆的无线通讯连接和相关数据的传输，很多数字和电子设备之间的联网信息能够实现实时的共享，蓝牙技术让设备的功能得到一定范围内的扩充。加之，蓝牙设备大多是成本比较低且体积比较小的集成模块，将其集成于电子设备中之后有利于形成了一些应用模型的出现。

无线键盘和鼠标是以电子计算机为连接中心的无线连接；一台打印机可以覆盖多台计算机的打印任务或者其他资源的共享；掌上电脑、数字照相机、智能手机可以通过打开蓝牙无线连接电脑进行信息数据的传输；办公室多台电脑通过蓝牙形成一个无线网络局域网；以及可以实现无线语音通信的新型的蓝牙扩展技术，如无线耳机的应用；集成蓝牙技术的电子小设备，腕表、车钥匙、电子笔等的应用也涉及到各个领域。这些都是对蓝牙无线通信技术的很好应用。

蓝牙技术可以通过网络接入点和拨号上网两种方式连接互联网，拨号上网可以让便携式计算机通过移动电话接入internet，蓝牙无线网络接入还可以作为公用电话交换网的接入点使用，这有利于家用电器的无线组网和网络控制，使得上网更加方便快捷。

3 蓝牙技术的应用前景的新思考

3.1 蓝牙所产生的电磁波对于人的身体健康不会有伤害，因为蓝牙设备在工作的时候起功率比较低，向对的，移动电话这样的高功率设备一般都会产生有损人体健康的电磁辐射，所以集成蓝牙设备的各种类型的电子装置将有很好的应用市场，比如用蓝牙耳机代替手机听筒进行手机对话将会减少手机辐射对大脑的影响。

3.2 红外线技术应用的时候会受制于红外线两个传输口的位置和防线，而蓝牙技术则能够突破这样的限制，将其适用范围拓展到三维立体覆盖的面，能够在一定范围内自动的识别和连接设备。除此之外，蓝牙无线通信的1MB/s的速度比红外线技术快，也就是说蓝牙技术相比较于红外线技术能够适用于更多的场合和更复杂的环境。鉴于这些特征，在工业自动化控制领域很多需要立体空间多方位的移动产品的检索识别、信息采集和数据整合等工作都得应用到蓝牙设备。

3.3 在信息技术时代，蓝牙技术在电子传感器的信息传输方面应用广泛。由于蓝牙技术的短距离数据传输速度快、不受限于方向和位置，所以能够将各类传感电子元件采集到的信息通过布设的线缆传输到处理单元；蓝牙技术可以使得小范围内的设备间视频传输变得更加快捷。从音频到视频的扩展完全可以在众多的应用领域得到实现，完全不受限于多媒体的类型。

3.4 “智能家居”是物联网的重大应用意向。用户只要在家中装置一个蓝牙收发基地台，那么家中的各种电器、电子设备和某一些家具都能实现统一的监控和管理。虚拟专用网络+ 蓝牙，掌上电脑+广域网+ 蓝牙等方式可实现智能家居的随时控制。不在家的时候用户可以通过蓝牙设备远程控制家中的电子设备；用户不在家的时候，若是家中出现意外事故的时候用