- 物聯網與短距離無線通信技術
- 董健編著
- 1875字
- 2018-12-28 13:30:15
2.5 藍牙技術的應用
藍牙無線技術的應用大體上可以劃分為替代線纜(Cable Replacement)、因特網橋(Internet Bridge)和臨時組網(Ad hoc Network)3個領域。
1)替代線纜
1994年,愛立信公司就將其作為替代設備之間線纜的一項短距離無線技術。與其他短距離無線技術不同,藍牙從一開始就定位于結合語音和數據應用的基本傳輸技術。最簡單的一種應用就是點對點(Point to Point)的替代線纜,例如耳機和移動電話、筆記本電腦和移動電話、PC和PDA(數據同步)、數碼相機和PDA以及藍牙電子筆和電話之間的無線連接。
圍繞替代線纜再復雜一點的應用就是多個設備或外設在一個簡單的個域網(PAN)內建立通信連接,如在臺式電腦、鼠標、鍵盤、打印機、PDA和移動電話之間建立無線連接。為了支持這種應用,藍牙還定義了“微網”(Piconet)的概念,同一個PAN內至多有8個數據設備,即1個主設備(Master)和7個從設備(Slave)共存。
2)因特網橋
藍牙標準還更進一步地定義了“網絡接入點”(Network Access Point)的概念,它允許一臺設備通過此網絡接入點來訪問網絡資源,如訪問LAN、Intranet、Internet和基于LAN的文件服務和打印設備。而且這種網絡資源不僅僅可以提供數據業務服務,還可以提供無線的語音業務服務,從而可以實現藍牙終端和無線耳機之間的移動語音通信。通過接入點和微型網的結合,可以極大地擴充網絡基礎設施,豐富網絡資源,從而最終實現不同類型和功能的多種設備依托此種網絡結構共享語音和數據業務服務。
建立這樣一個安全和靈活的藍牙網絡需要以下3部分軟件和硬件設施組成:一是藍牙接入點(Bluetooth Access Point,BAP),它們可以安裝在提供藍牙網絡服務的公共、個人或商業性建筑物上,目前大多數接入點只能在LAN和藍牙設備之間提供數據業務服務,而少數高檔次的系統可以提供無線語音連接;二是本地網絡服務器(Local Network Server),此設備是藍牙網絡的核心,它提供基本的共享式網絡服務,如接入Internet、Intranet和連接基于PBX的語音系統等;三是網絡管理軟件(Network Management Software),此軟件也是網絡的核心,集中式管理的形式能夠提供諸如網絡會員管理、業務瀏覽、本地業務服務、語音呼叫路由、漫游和記費等功能。藍牙無線網絡結構如圖2.9所示。

圖2.9 藍牙無線網絡結構
基于上述藍牙網絡的商業化應用已經浮出水面。在分布了多個藍牙接入點的商店,顧客可以利用帶有WAP、藍牙和Web瀏覽功能的移動電話付款、結賬和瀏覽店內提供的商品;在裝有基于藍牙的飯店客人服務系統的Holiday Inn中,客人使用愛立信具備藍牙功能的移動電話R520m就可以進行入住登記和結賬服務,甚至可以用移動電話打開預訂客房的房門。
在歐美國家,配備藍牙等無線因特網接入服務的設施被稱為“Hot Spot”,他們和日本等國都在積極探索開展Hot Spot業務的商業模式。
3)臨時組網
上述“網絡接入點”是基于網絡基礎設施(Infrastructured Network)的,即網絡中存在固定的、有線連接的網關。藍牙標準還定義了基于無網絡基礎設施(Infrastructure-less Network)的“散射網”(Scatternet)的概念,意在建立完全對等(P2P)的Ad hoc Network。所謂的Ad hoc Network是一個臨時組建的網絡,其中沒有固定的路由設備,網絡中所有的節點都可以自由移動,并以任意方式動態連接(隨時都有節點加入或離開),網絡中的一些節點客串路由器來發現和維持與網絡其他節點間的路由。Ad hoc Network應用于緊急搜索和救援行動中、會議和大會進行中及參加人員希望快速共享信息的場合。
藍牙標準中微微網采用主/從工作模式,若干個臨時組建的微微網可以建立連接構成散射網。由主設備的藍牙地址(BD-ADDR)及本地時鐘(CLKN)決定一個微微網的信道跳頻序列(Channel Hopping Sequence)及同步時鐘(CLK),微微網內的所有從設備與此跳頻序列保持同步。一個微微網內的從設備可以同時作為其他微微網的從設備,而一個微微網的主設備在其他微微網內只能作為從設備。在保證一定誤碼率及沖突限度的前提下,一個散射網可由至多10個微微網構成,由此可見,在一定范圍內可支持的藍牙無線設備的密度相當高。當前的藍牙協議并不支持完全對等的通信,如果在臨時組建的微微網內充當主單元的設備突然離去,剩余的設備不會自發地組建起一個新的微微網;同時,藍牙協議也不支持Ad hoc業務的分配和管理,藍牙的業務發現協議(SDP)為適應藍牙通信的動態特性進行了優化,但SDP集中于對藍牙設備上可利用業務的發現,而沒有定義如何訪問這些業務的方法(包括發現和得到協議、訪問方式、驅動和使用這些業務所需的代碼)、對訪問業務的控制和選擇等。盡管如此,藍牙的SDP可以與其他的業務發現協議共存,也可以通過藍牙定義的其他協議來訪問這些業務。為部分解決上述問題,北歐一家產品工作平臺開發商,藍牙SIG成員之一的Pocit Lab開發出了自發的短距離P2P業務平臺——BlueTalk,以及智能無線對等網絡——BlueTalkNet。他們的工作平臺在基于PDA的游戲上得到了應用,并且獲得了Bluetooth Congress 2001的“最具創新產品獎”(Most Innovative Product)。