蓝牙技术及其硬件设计
2007-01-22 源自:学知识
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摘要：文章从蓝牙技术提出的背景和其优越性出发，分析了它的协议体系结构及其各个协议之间的关系。最后，通过给出一个蓝牙模块的硬件设计方案，详细说明了如何在实际的新产品中应用这一最新技术。
关键词： 蓝牙 蓝牙技术 蓝牙协议体系 蓝牙模块
1 蓝牙技术的提出和其优越性
蓝牙技术是由蓝牙特别兴趣集团（SIG：Sepecial Interest Group）于1998年发起提出的。SIG最初是由IBM、Intel、Nokia、Ericssion、Toshiba等公司组成。但是目前，加入SIG的企业已经达到两千多家，短短两年时间，SIG成员几乎覆盖了全球通信、网络、芯片、外设、软件等行业所有入门熟知的大企业，其发展势头异常迅猛。当然这里由于蓝牙技术的下列性质所决定的。
（1）无线性
蓝牙技术最初是以取消连接各种电器之间的连线为目标的。蓝牙技术主要面向网络中的各种数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、HFC、PDA、打印机、传真机、数码相机、移动电话、高品质耳机等。蓝牙通过无线的方式将它们连成一个围绕个人的网络，省去了用户接线的烦恼，在各种便携设备之间实现无缝的资源共享。
（2）蓝牙技术的开放性
与生俱来的开放性赋予了蓝牙强大的生命力。从它诞生之日起，蓝牙就是一个由厂商们自己发起的技术协议，完全公开，而并非某一家独有和保密。只要是SIG的成员，都有权无偿使用蓝牙的新技术，而且蓝牙技术标准制订后，任何厂商都可以无偿地拿来生产产品，只要产品通过SIG组织的测试并符合蓝牙标准后，品牌即可投入市场。
（3）蓝牙产品的互操作性和兼容性
蓝牙产品在满足蓝牙规范的前提下，还必须通过SIG的认证程序（qualification program），只有通过了认证程序，才能走向市场。这就保证了即使是不同公司的蓝牙产品，也可实现互操作和数据共享，达到完全兼容的目的。
（4）蓝牙协议和其他无线协议的区别
这里主要谈谈蓝牙和IEEE-802.11的区别。IEEE-802.11是应用于高端的无线局域网技术，其传输距离可达50m到数百米，传输速度为-11Mbit/s。而有别于IEEE-802.11的蓝牙则主要用于短距离传输（一般为10m，功率放大可以达到100m）数据和语音（1Mbit/s），而且功耗非常低。尽管蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段，IEEE-802.11与蓝牙技术在某些情况下可以共存。这主要是因为，蓝牙特别设计了快速跳频及前向纠错方案以保证链路稳定和传输可靠，有很强的抗干扰能力。
（5）对人体安全影响不大
随着无线技术的深入人心，辐射也成为消费者非常关心的问题。由世界卫星组织、IEEE等专家组成的小组表示，检测中并未发现蓝牙产品的辐射对人体有影响。蓝牙产品的输出功率仅为1mW，是微波炉使用功率的百万分之一，也仅仅是移动电话功率的一小部分，而且，这些输出中只有一小部分被人体吸收。
2 蓝牙协议体系结构
蓝牙技术的一个主要目的就是使符合该规范的各种设备能够互通，这就要求本地设备和远端设备使用相同的协议。当然，不同的应用，其使用的协议栈可能不同。但是，它们都必须使用蓝牙技术规范中的物理层和数据链路层。完整的蓝牙协议体系结构如图1所示。当然，不是任何应用都必须使用所有全部协议，可以只采用部分协议，例如语音通信时，就只需经过基带协议（Baseband）就行，而不用通过L2CAP。
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