物联网与短距离无线通信技术[董健] 第二章ppt课件
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作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范 ，蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，为 固定与移动设备通信环境建立一个特别连接，完成 数据信息的短程无线传输。其实质内容是要建立通 用的无线电空中接口（Radio Air Interface）及 其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结 合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电 缆相互连接的情况下，能够在近距离范围内具有互 用、互操作的性能（Interoperability）。
3.近距离通信
蓝牙技术通信距离为10m，如果需要的话，还可以选用 放大器使其扩展到100m。这已经足够在办公室内任意摆 放外围设备，而不用再担心电缆长度是否够用。
.Βιβλιοθήκη Baidu
14
2.1.3 蓝牙技术的特点
4.安全性
同其它无线信号一样，蓝牙信号很容易被截取，因此蓝牙协 议提供了认证和加密功能，以保证链路级的安全。蓝牙系统认证 与加密服务由物理层提供，采用流密码加密技术，适合于硬件实 现，密钥由高层软件管理。如果用户有更高级别的保密要求，可 以使用更高级、更有效的传输层和应用层安全机制。认证可以有 效防止电子欺骗以及不期望的访问，而加密则保护链路隐私。除 此之外，跳频技术的保密性和蓝牙有限的传输范围也使窃听变得 困难。
.
7
2.1.2 蓝牙技术概述
它推动和扩大了无线通信的应用范围，使网络 中的各种数据和语音设备能互连互通，从而实现 个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。“蓝 牙”技术的目的是使特定的移动电话、便携式电 脑以及各种便携式通信设备的主机之间在近距离 内实现无缝的资源共享。
.
8
2.1.2 蓝牙技术概述
.
13
2.1.3 蓝牙技术的特点
2. 功耗低、体积小
蓝牙技术本来目的就是用于互连小型移动设备及其外 设，它的市场目标是移动笔记本电脑、移动电话、小型的 PDA以及它们的外设，因此蓝牙芯片必须具有功耗低、体 积小的特点，以便于集成到小型便携设备中去。蓝牙产品 输出功率很小(只有1mW)，仅是微波炉使用功率的百万分 之一，是移动电话的一小部分
1999年11月，比尔·盖茨专程到拉斯维加斯一间只有11名员 工的小公司访问，只因这家公司已研制成功一种含蓝牙技术的胸 卡，随后，微软便宣布加入SIG。目前，包括索尼、惠普、戴尔 在内的2500多家公司都签署了相关协议加入该组织，共享这一先 进技术，而且数目还在不断的增长，从而在全球范围内掀起了一 股蓝牙热潮。这么多的精英公司集中在一项技术的大旗下，在商 业史上是史无前例的，一项公开的全球统一的技术规范得到了工 业界如此广泛的关注和支持，也是以往所罕见的。这说明基于此
。
关于这位国王的名字有两种说法：一种说法是
他的全名是Harald Blatand，Blatand在英语中意
思为“蓝牙”（Bluetooth）；还有一种说法是这
位英雄的丹麦国王酷爱吃蓝梅，以致于牙齿都被染
成了蓝色，因此“蓝牙”（Bluetooth）成了他的
绰号。
.
3
2.1.1“蓝牙”的由来
1000年后的今天，世界范围内电子设备技术高速发 展。瑞典的爱立信公司于1994年成立了一个专项科研小 组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的 可能性进行研究，他们的最初目的在于建立无线电话与 PC卡、耳机及桌面设备等产品的连接。但是随着研究的 深入，科研人员越来越感到这项技术所独具的个性和巨 大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本 无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说 服其他企业加入到它的研究中来。
1998年2月，瑞典爱立信（ERICSSON）、芬兰诺基亚（NOKIA ）、日本东芝（TOSHIBA）、美国IBM和英特尔（Intel）公司五 家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小 组）SIG（Special Interest Group）。之后，蓝牙引起了越来 越多企业的关注。
第二章 蓝牙技术
本章内容
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙应用 • 组网形式 • 协议栈
.
2
2.1.1 “蓝牙”的由来
“蓝牙”这个名字的来历颇具传奇色彩。公元
10世纪的北欧正值动荡年代，各国之间战争频繁，
丹麦国王哈拉德二世挺身而出，到处疾呼和平。经
过他的不懈努力，战争终于停止，各方领袖坐到了
谈判桌前，至此，四分五裂的挪威和丹麦得以统一
.
9
2.1.2 蓝牙技术概述
BLUETOOTH1.0技术指标和系统参数
.
10
2.1.2 蓝牙技术概述
.
11
2.1.3 蓝牙技术的特点
蓝牙技术是为了实现以无线电波替换移动设备所 使用的电缆而产生的。它试图以相同成本和安全性完 成一般电缆的功能，从而使移动用户摆脱电缆束缚， 这就决定了蓝牙技术具备以下技术特性。
.
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2.1.1“蓝牙”的由来
1000年后的今天，世界范围内电子设备技术高速发
展。瑞典的爱立信公司于1994年成立了一个专项科研小
组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的
可能性进行研究，他们的最初目的在于建立无线电话与
PC卡、耳机及桌面设备等产品的连接。但是随着研究的
深入，科研人员越来越感到这项技术所独具的个性和巨
大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本
无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说
服其他企业加入到它的研究中来。
他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信
技术，并将此技术命名为“蓝牙”，来表达要将这种全
新的无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心
。
.
5
2.1.1“蓝牙”的由来
项技术的产品具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。
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6
2.1.2 蓝牙技术概述
蓝牙是一个开放性的无线通信标准，设计者的初 衷是用隐形的连接线代替线缆。其目标和宗旨是：保 持联系，不靠电缆，拒绝插头，并以此重塑人们的生 活方式。它将取代目前多种电缆连接方案，通过统一 的短程无线链路，在各信息设备之间可以穿过墙壁或 公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的 话音和数据通信。
.
12
2.1.3 蓝牙技术的特点
1.成本低
为了能够替代一般电缆，它必须具备和一般电缆 差不多的价格，这样才能被广大普通消费者所接受， 也才能使这项技术普及开来。蓝牙的最终目标是集成 于单价为5美元的CMOS芯片。目前，蓝牙芯片价格降不 下来，既有经济原因，也有技术原因。从技术角度来 看，蓝牙芯片集成了无线、基带和链路管理层功能， 而链路管理功能实际上既可以通过硬件实现，也可以 通过软件实现，如果由软件实现链路管理层功能，那 么芯片被简化，价格也将变得合理。
3.近距离通信
蓝牙技术通信距离为10m，如果需要的话，还可以选用 放大器使其扩展到100m。这已经足够在办公室内任意摆 放外围设备，而不用再担心电缆长度是否够用。
.Βιβλιοθήκη Baidu
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2.1.3 蓝牙技术的特点
4.安全性
同其它无线信号一样，蓝牙信号很容易被截取，因此蓝牙协 议提供了认证和加密功能，以保证链路级的安全。蓝牙系统认证 与加密服务由物理层提供，采用流密码加密技术，适合于硬件实 现，密钥由高层软件管理。如果用户有更高级别的保密要求，可 以使用更高级、更有效的传输层和应用层安全机制。认证可以有 效防止电子欺骗以及不期望的访问，而加密则保护链路隐私。除 此之外，跳频技术的保密性和蓝牙有限的传输范围也使窃听变得 困难。
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2.1.2 蓝牙技术概述
它推动和扩大了无线通信的应用范围，使网络 中的各种数据和语音设备能互连互通，从而实现 个人区域内的快速灵活的数据和语音通信。“蓝 牙”技术的目的是使特定的移动电话、便携式电 脑以及各种便携式通信设备的主机之间在近距离 内实现无缝的资源共享。
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2.1.2 蓝牙技术概述
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2.1.3 蓝牙技术的特点
2. 功耗低、体积小
蓝牙技术本来目的就是用于互连小型移动设备及其外 设，它的市场目标是移动笔记本电脑、移动电话、小型的 PDA以及它们的外设，因此蓝牙芯片必须具有功耗低、体 积小的特点，以便于集成到小型便携设备中去。蓝牙产品 输出功率很小(只有1mW)，仅是微波炉使用功率的百万分 之一，是移动电话的一小部分
1999年11月，比尔·盖茨专程到拉斯维加斯一间只有11名员 工的小公司访问，只因这家公司已研制成功一种含蓝牙技术的胸 卡，随后，微软便宣布加入SIG。目前，包括索尼、惠普、戴尔 在内的2500多家公司都签署了相关协议加入该组织，共享这一先 进技术，而且数目还在不断的增长，从而在全球范围内掀起了一 股蓝牙热潮。这么多的精英公司集中在一项技术的大旗下，在商 业史上是史无前例的，一项公开的全球统一的技术规范得到了工 业界如此广泛的关注和支持，也是以往所罕见的。这说明基于此
。
关于这位国王的名字有两种说法：一种说法是
他的全名是Harald Blatand，Blatand在英语中意
思为“蓝牙”（Bluetooth）；还有一种说法是这
位英雄的丹麦国王酷爱吃蓝梅，以致于牙齿都被染
成了蓝色，因此“蓝牙”（Bluetooth）成了他的
绰号。
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2.1.1“蓝牙”的由来
1000年后的今天，世界范围内电子设备技术高速发 展。瑞典的爱立信公司于1994年成立了一个专项科研小 组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的 可能性进行研究，他们的最初目的在于建立无线电话与 PC卡、耳机及桌面设备等产品的连接。但是随着研究的 深入，科研人员越来越感到这项技术所独具的个性和巨 大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本 无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说 服其他企业加入到它的研究中来。
1998年2月，瑞典爱立信（ERICSSON）、芬兰诺基亚（NOKIA ）、日本东芝（TOSHIBA）、美国IBM和英特尔（Intel）公司五 家著名厂商，组成了一个特殊利益集团（有的书译为特别兴趣小 组）SIG（Special Interest Group）。之后，蓝牙引起了越来 越多企业的关注。
第二章 蓝牙技术
本章内容
• 蓝牙技术概述 • 蓝牙应用 • 组网形式 • 协议栈
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2.1.1 “蓝牙”的由来
“蓝牙”这个名字的来历颇具传奇色彩。公元
10世纪的北欧正值动荡年代，各国之间战争频繁，
丹麦国王哈拉德二世挺身而出，到处疾呼和平。经
过他的不懈努力，战争终于停止，各方领袖坐到了
谈判桌前，至此，四分五裂的挪威和丹麦得以统一
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2.1.2 蓝牙技术概述
BLUETOOTH1.0技术指标和系统参数
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2.1.2 蓝牙技术概述
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2.1.3 蓝牙技术的特点
蓝牙技术是为了实现以无线电波替换移动设备所 使用的电缆而产生的。它试图以相同成本和安全性完 成一般电缆的功能，从而使移动用户摆脱电缆束缚， 这就决定了蓝牙技术具备以下技术特性。
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2.1.1“蓝牙”的由来
1000年后的今天，世界范围内电子设备技术高速发
展。瑞典的爱立信公司于1994年成立了一个专项科研小
组，对移动电话及其附件的低能耗、低费用无线连接的
可能性进行研究，他们的最初目的在于建立无线电话与
PC卡、耳机及桌面设备等产品的连接。但是随着研究的
深入，科研人员越来越感到这项技术所独具的个性和巨
大的商业潜力，同时也意识到凭借一家企业的实力根本
无法继续研究，于是，爱立信将其公诸于世，并极力说
服其他企业加入到它的研究中来。
他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信
技术，并将此技术命名为“蓝牙”，来表达要将这种全
新的无线传输技术在全球推广，并实现全球通用的雄心
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2.1.1“蓝牙”的由来
项技术的产品具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。
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2.1.2 蓝牙技术概述
蓝牙是一个开放性的无线通信标准，设计者的初 衷是用隐形的连接线代替线缆。其目标和宗旨是：保 持联系，不靠电缆，拒绝插头，并以此重塑人们的生 活方式。它将取代目前多种电缆连接方案，通过统一 的短程无线链路，在各信息设备之间可以穿过墙壁或 公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的 话音和数据通信。
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2.1.3 蓝牙技术的特点
1.成本低
为了能够替代一般电缆，它必须具备和一般电缆 差不多的价格，这样才能被广大普通消费者所接受， 也才能使这项技术普及开来。蓝牙的最终目标是集成 于单价为5美元的CMOS芯片。目前，蓝牙芯片价格降不 下来，既有经济原因，也有技术原因。从技术角度来 看，蓝牙芯片集成了无线、基带和链路管理层功能， 而链路管理功能实际上既可以通过硬件实现，也可以 通过软件实现，如果由软件实现链路管理层功能，那 么芯片被简化，价格也将变得合理。