Quel type de technologie est la technologie Bluetooth ?

Bluetooth est une technologie de communication sans fil à courte portée qui permet d'obtenir une communication de données et une communication vocale pratique, rapide, flexible, sûre, peu coûteuse et à faible consommation d'énergie entre les appareils. L'utilisation de la technologie Bluetooth peut simplifier efficacement la communication entre les terminaux de communication mobiles, et peut également simplifier avec succès la communication entre l'appareil et Internet, de sorte que la transmission des données devienne plus rapide et plus efficace, élargissant ainsi la voie de la communication sans fil.

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La technologie Bluetooth est une technologie de communication sans fil à courte portée.

Bluetooth est une technologie radio qui prend en charge la communication à courte distance entre les appareils (généralement dans un rayon de 10 m). Elle peut échanger des informations sans fil entre de nombreux appareils, notamment les téléphones mobiles, les PDA, les casques sans fil, les ordinateurs portables, les périphériques associés, etc. L'utilisation de la technologie Bluetooth peut simplifier efficacement la communication entre les terminaux de communication mobiles, et peut également simplifier avec succès la communication entre l'appareil et Internet, de sorte que la transmission des données devienne plus rapide et plus efficace, élargissant ainsi la voie de la communication sans fil.

En tant que technologie de connexion sans fil à petite portée, Bluetooth peut réaliser une communication de données et une communication vocale pratiques, rapides, flexibles, sécurisées, peu coûteuses et à faible consommation d'énergie entre les appareils. communication par réseau personnel sans fil. La connexion à d’autres réseaux permet une plus large gamme d’applications. Il s’agit d’une communication sans fil ouverte de pointe qui permet à divers appareils numériques de communiquer sans fil. Il s’agit d’un type de technologie de transmission réseau sans fil utilisée à l’origine pour remplacer la communication infrarouge.

La technologie Bluetooth est une spécification mondiale ouverte pour les communications de données et vocales sans fil. Elle est basée sur des connexions sans fil à courte portée et à faible coût et établit une connexion spéciale pour les environnements de communication des appareils fixes et mobiles. Son essence est d'établir une interface radio aérienne universelle (Radio Air Interface) pour l'environnement de communication entre les appareils fixes ou mobiles, et de combiner davantage la technologie de communication avec la technologie informatique pour permettre à divers appareils 3C d'être connectés les uns aux autres sans fils ni câbles. Dans certaines circonstances, une communication ou une opération mutuelle peut être réalisée à courte distance. En termes simples, la technologie Bluetooth est une technologie qui utilise une radio de faible puissance pour transmettre des données entre différents appareils 3C. Bluetooth fonctionne dans la bande de fréquences ISM (c'est-à-dire industrielle, scientifique, médicale) commune à l'échelle mondiale de 2,4 GHz et utilise le protocole IEEE802.15. En tant que technologie émergente de communication sans fil à courte distance, elle favorise vigoureusement le développement de réseaux personnels sans fil à faible débit.

Origine du nom

Le nom Bluetooth vient du roi Harald Bluetooth, un roi danois du 10ème siècle. La signification de Blatand en anglais peut être interprétée comme Bluetooth (Bluetooth) car le roi j'aime manger. des myrtilles et mes gencives sont bleues tous les jours, alors je l'appelle Bluetooth.

Dans la phase préparatoire de l'association industrielle, il faut un nom très expressif pour nommer cette technologie de haute technologie. Les organisateurs de l'industrie, après une nuit de discussions sur l'histoire de l'Europe et l'avenir de la technologie sans fil, certains ont pensé qu'il serait approprié de lui donner le nom du roi Blatand. Le roi Blatand unit la Norvège, la Suède et le Danemark ; il est aussi articulé et sociable que cette technologie à venir, qui sera définie comme permettant un travail coordonné entre différentes zones industrielles, en maintenant ensemble les différentes zones du système. Bonne communication, comme le travail entre ordinateurs et téléphones portables. et l'industrie automobile.

Historique du développement

Développé par Ericsson en 1994

En 1997, Ericsson a contacté d'autres fabricants d'équipements

En février 1998, un groupe d'intérêt spécial SIG (Special Interest Group

) ;

Dans En mai 1998, cinq fabricants bien connus, dont Ericsson, Nokia, Toshiba, IBM et Intel Corporation, ont développé conjointement

Au cours du second semestre 1999, les principaux fabricants d'équipements tels que Microsoft, Motorola, Samsung et Lucent ont largement promu les applications de la technologie Bluetooth ;

Le 13 octobre 2006, Bluetooth SIG (Bluetooth Technology Alliance) s'est développé et compte plus de 200 sociétés membres de l'alliance et environ 6 000 sociétés membres applicatives.

Les principales caractéristiques de la technologie Bluetooth et des produits Bluetooth sont :

1 La technologie Bluetooth est applicable à de nombreux appareils et ne nécessite pas de câbles. Elle connecte les ordinateurs et les télécommunications sans fil pour la communication.

2 La bande de fréquences de travail de la technologie Bluetooth est universelle et adaptée à une utilisation illimitée par les utilisateurs du monde entier, résolvant ainsi les barrières nationales des téléphones mobiles cellulaires. Les produits de technologie Bluetooth sont faciles à utiliser. Vous pouvez utiliser un appareil Bluetooth pour rechercher un autre produit de technologie Bluetooth, établir rapidement une connexion entre les deux appareils et transmettre automatiquement des données sous le contrôle du logiciel de contrôle.

3 La technologie Bluetooth possède de fortes capacités de sécurité et anti-interférences. La technologie Bluetooth ayant une fonction de saut de fréquence, elle évite efficacement les sources d'interférences dans la bande ISM. La technologie Bluetooth a une bonne compatibilité. La technologie Bluetooth a pu se développer en une technologie indépendante du système d'exploitation, obtenant de bonnes performances de compatibilité dans divers systèmes d'exploitation.

4 Distance de transmission courte : à ce stade, la portée de travail principale de la technologie Bluetooth est d'environ 10 mètres. Après avoir augmenté la puissance de la radiofréquence, la technologie Bluetooth peut fonctionner dans une portée de 100 mètres. Ce n'est qu'ainsi que la qualité du travail peut être assurée. De la transmission Bluetooth soit garantie l'efficacité et améliore la vitesse de propagation du Bluetooth. De plus, pendant le processus de connexion à la technologie Bluetooth, les interférences entre la technologie et d'autres produits électroniques peuvent être efficacement réduites, garantissant ainsi que la technologie Bluetooth peut fonctionner normalement. La technologie Bluetooth offre non seulement une qualité et une efficacité de transmission élevées, mais présente également des caractéristiques de sécurité de transmission élevées.

5 Propagation grâce à la technologie de spectre étalé à sauts de fréquence : lors de l'application réelle de la technologie Bluetooth, les points de fréquence d'origine peuvent être divisés et convertis si une technologie Bluetooth avec une vitesse de saut de fréquence plus rapide est utilisée, alors l'unité principale de l'ensemble du système Bluetooth. Ils seront tous convertis via un saut de fréquence automatique, sautant ainsi de manière aléatoire. Étant donné que la technologie Bluetooth elle-même possède des capacités de sécurité et anti-interférence élevées, la qualité du fonctionnement Bluetooth peut être améliorée lors d'applications pratiques.

Informations sur la version

Il existe six versions Bluetooth V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0 Lien de téléchargement des informations sur la version :

1, version V1.1

Le taux de transmission est d'environ 748 ~ 810 kb/s, car il s'agit d'une conception précoce, il est facilement perturbé par des produits de même fréquence et affecte la qualité de la communication.

2, version V1.2

a également un taux de transmission de seulement 748 ~ 810 kb/s, mais ajoute (logiciel amélioré) une fonction de saut de fréquence anti-interférence.

3, version V2.0+EDR

est une version améliorée et mise à niveau de 1.2. Le taux de transmission est d'environ 1,8 M/s ~ 2,1 M/s. Il commence à prendre en charge le mode duplex, c'est-à-dire la communication vocale. d'un côté et la communication vocale de l'autre. Il peut transférer des fichiers/images de haute qualité, et bien sûr la version 2.0 prend également en charge le fonctionnement stéréo.

La norme la plus utilisée est la norme Bluetooth 2.0+EDR, lancée en 2004. Les produits prenant en charge la norme Bluetooth 2.0+EDR sont également apparus en grand nombre en 2006. Bien que la norme Bluetooth 2.0+EDR ait apporté de nombreuses améliorations techniques, les problèmes de processus de configuration complexes et de consommation électrique élevée des appareils hérités de la norme 1.X existent toujours.

4, version V2.1

Meilleur effet d'économie d'énergie : la version Bluetooth 2.1 ajoute la fonction SniffSubrating, qui permet d'économiser la consommation d'énergie en définissant l'intervalle d'envoi de signaux de confirmation mutuelle entre deux appareils.

5, version V3.0+HS

Le 21 avril 2009, la Bluetooth Technology Alliance (Bluetooth SIG) a officiellement promulgué la spécification standard de nouvelle génération « Bluetooth Core Spécification Version 3.0 High Speed ​​» (Bluetooth Core Spécification Version 3.0 High Speed) ), le cœur de Bluetooth 3.0 est « GenericAlternate MAC/PHY » (AMP), qui est une nouvelle technologie de radiofréquence alternative qui permet à la pile de protocoles Bluetooth de sélectionner dynamiquement la fréquence radio correcte pour n'importe quelle tâche. Les technologies qui devaient initialement être utilisées dans la nouvelle spécification comprenaient 802.11 et UMB, mais l'application de l'UMB a été annulée dans la nouvelle spécification.

6, version V4.0

Bluetooth 4.0 comprend trois sous-spécifications, à savoir la technologie Bluetooth traditionnelle, le Bluetooth haut débit et la nouvelle technologie Bluetooth basse consommation. Les améliorations du Bluetooth 4.0 se reflètent principalement dans trois aspects : la durée de vie de la batterie, les économies d'énergie et les types d'appareils. Il possède de nombreuses fonctionnalités telles qu'un faible coût, une interopérabilité entre fournisseurs, une faible latence de 3 millisecondes, une distance ultra longue de plus de 100 mètres, un cryptage AES-128, etc. De plus, la distance de transmission effective de Bluetooth 4.0 a également été amélioré. La distance de transmission effective de la version Bluetooth 3.0 est de 10 mètres (environ 32 pieds), tandis que la distance de transmission effective du Bluetooth 4.0 peut atteindre jusqu'à 100 mètres (environ 328 pieds).

Caractéristiques techniques du Bluetooth

En termes simples, Bluetooth est une technologie radio haut débit à courte portée et une norme ouverte mondiale pour la transmission sans fil de la voix et des données. Il utilise des technologies avancées telles que le spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS), l'accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) et l'accès multiple par répartition en code (CDMA) pour établir la transmission d'informations entre plusieurs systèmes de communication et d'information dans une petite plage.

1. Les principales caractéristiques techniques du Bluetooth :

(1) Bande de fréquence de travail : bande de fréquence 2,4 GHz pour les sciences industrielles et médicales (ISM), pas besoin de demander une licence. La plupart des pays utilisent 79 points de fréquence, la fréquence porteuse est de (2402+k) MHz (k=0, 1, 2...78) et l'intervalle de fréquence porteuse est de 1 MHz. Adoptez le mode duplex par répartition dans le temps TDD.

(2), Taux de transmission : 1 Mb/s (V2.0 ou supérieur)

(3), Méthode de débogage : modulation GFSK avec BT=0,5, indice de modulation 0,28-0,35.

(4) Adoptez la technologie de saut de fréquence : le taux de saut de fréquence est de 1 600 sauts/seconde, qui est augmenté à 3 200 sauts/seconde lors de l'établissement du lien (y compris la pagination et la requête). Bluetooth utilise des sauts de fréquence rapides et une technologie de paquets courts pour réduire les interférences co-canal et garantir la fiabilité de la transmission.

(5) Méthode de modulation vocale : Modulation Delta à pente variable continue (CVSD), qui présente une forte résistance à la décoloration. Même si le taux d'erreur binaire atteint 4 %, la qualité vocale est acceptable.

(6) Prise en charge des services de commutation de circuits et de commutation de paquets : Bluetooth prend en charge la connexion directionnelle synchrone en temps réel (liaison SCO) et la connexion non directionnelle asynchrone en temps non réel (liaison ACL). La première transmet principalement des informations en temps réel telles que). la voix. Cette dernière repose principalement sur des paquets de données. La voix et les données peuvent être transmises séparément ou simultanément. Bluetooth prend en charge un canal de données asynchrone, ou trois canaux vocaux synchrones simultanés, ou des canaux qui transmettent simultanément des données asynchrones et une voix synchrone. Chaque canal vocal prend en charge la voix synchrone à 64 kbps ; le canal asynchrone prend en charge la communication duplex asymétrique à 723,2/57,6 kbps ou la communication duplex symétrique à 433,9 kbps.

(7) Prise en charge de la communication point à point et point à multipoint : les appareils Bluetooth peuvent former deux types de réseaux de manière spécifique : Piconet et réseau distribué (Scatternet), où le piconet est établi par la connexion de deux appareils. Pour commencer, il peut comprendre jusqu’à huit appareils. Dans un piconet, il n'y a qu'un seul appareil maître (Maître) et les autres sont des appareils esclaves (Esclave). Différentes paires d'appareils maître-esclave peuvent utiliser différentes méthodes de liaison. Dans une communication, la méthode de liaison peut également être modifiée arbitrairement. Plusieurs piconets indépendants sont reliés entre eux de manière spécifique pour former un réseau distribué. Tous les appareils Bluetooth sont peer-to-peer, il n'y a donc pas de concept de station de base dans Bluetooth.

(8) Distance de travail : les appareils Bluetooth sont divisés en trois niveaux de puissance, à savoir : 100 mW (20 dBm), 2,5 mW (4 dBm) et 1 mW (0 dBm). Les plages de travail effectives correspondantes sont : 100 mètres, 10 mètres et 1 mètre. .

Composition du système Bluetooth

1. Unité de radiofréquence sans fil (Radio) : Responsable de la transmission et de la réception des données et de la voix, caractérisée par une courte distance et une faible consommation d'énergie. Les antennes Bluetooth sont généralement de petite taille et légères, et sont des antennes microruban.
2. Unité de contrôle de bande de base ou de liaison (LinkController) : effectue une conversion mutuelle entre les signaux radiofréquence et les signaux numériques ou vocaux, et met en œuvre des protocoles de bande de base et d'autres procédures de connexion sous-jacentes.
3. Unité de gestion des liens (LinkManager) : responsable de la gestion de la communication entre les appareils Bluetooth et de la mise en œuvre de l'établissement, de la vérification, de la configuration des liens et d'autres opérations.
4. Implémentation du protocole logiciel Bluetooth : comme le montre la partie violette de l'image ci-dessus, nous l'expliquerons en détail plus tard.

Spécification du protocole Bluetooth

Protocole de transmission, protocole intermédiaire, protocole d'application

1. Le protocole de transmission

est responsable de la confirmation de l'emplacement des appareils Bluetooth, ainsi que de l'établissement et de la gestion du Bluetooth. appareils Le lien physique entre :

Protocole de transmission sous-jacent :

Partie radiofréquence Bluetooth (Radio), contrôleur de gestion de liaison de bande de base (Baseband&Link Controller), protocole de gestion de liaison (Link ManagerProtocol LMP). Responsable de la mise en œuvre physique de la transmission sans fil du langage et des données et de la mise en réseau entre les appareils Bluetooth.

Protocole de transmission de haut niveau :

Protocole de contrôle et d'adaptation de lien logique (LogicalLink Control and Adaptation Protocol) L2CAP, Host Control Interface (HCI). Il protège les opérations de transmission de bas niveau telles que la sélection de séquences de sauts de fréquence pour les applications de haut niveau et fournit des formats de paquets de données efficaces et propices aux programmes de haut niveau.

2. Protocole intermédiaire

Fournit la prise en charge nécessaire aux protocoles ou programmes d'application de haut niveau pour fonctionner sur les liaisons logiques Bluetooth et fournit différentes interfaces standard pour les applications.

Protocole de simulation de port série : RFCOMM, protocole de découverte de services : SDP, protocole d'interopérabilité IrDA, protocole d'accès réseau : PPP, IP, TCP, UDP, protocole de contrôle téléphonique : TCS, jeu de commandes AT.

3. Protocole d'application

Logiciel d'application sur la pile de protocoles Bluetooth et les protocoles impliqués, tels que l'accès Internet commuté et les applications de fonctions linguistiques.

Le cadre d'application de Bluetooth est le suivant :

(1), cadre d'application général : requête, établissement de services de connexion, etc.
(2), cadre d'application du téléphone Bluetooth : contrôle du téléphone, langage
(3) ; , Cadre d'application de réseau Bluetooth : lié aux applications réseau ;
(4), cadre de service d'interaction d'objets : IrDA, OBEX ;
(5), cadre de contrôle audio et vidéo Bluetooth.

Interface matérielle

Les puces Bluetooth générales communiquent avec la puce de contrôle principale via UART, USB, SDIO, I2S, PCCard. Comme le montre la figure ci-dessous, il communique avec la puce de contrôle principale via UART.

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