工作范围约10m，可加至100m
蓝牙标准的发展
V4.0 (2010年) V3.0 (2009年 )
V1.1 (1991年) V2.1 (2004年)
V2.2
V1.2
蓝牙4.0
• V1.1(1998年) • • 为最早期版本，传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率 的产品干扰下影响通讯质量 V2.1(2004年) • • 改善了装置配对流程，短距离的配对方面，具备了在两个支持蓝牙的手机设 备之间互相进行配对与通讯传输的NFC机制，具备更佳的省电效果 V3.0(2009年) • • 全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。
天线发射功率符合 FCC 关于 ISM 波段的要求 。 -发射功率： 100mW -跳频速率：1600 跳/ 秒 描述了链路控制器，实现 了基带协议和其他的底层 连接规程 - 媒体接入控制(MAC) -差错控制 -认证与加密
系统组成
蓝牙规范是为个人区域内的 无线通信制定的协议，它包 括两部分： 核心（Core） 部分和协议子集（Profile） 部分。协议栈仍采用分层结 构，分别完成数据流的过滤 和传输,跳频和数据帧传输, 连接的建立和释放,链路的 控制,数据的拆装等功能。
1,000
802.11b 100 ZigBee
802.11a/g
Bluetooth 2.0 Bluetooth 10 10 100 1,000 Bluetooth 1.5 10,000
Hiper LAN/2 WiMedia
速率
kbps
100,000
2.4GHz ISM 频段
ISM频段：Industry Science and Medical Band （工业、科学、医学）
WSN（Wireless Sensor Network）：一 种新型的无基础设施网络，它综合了传感器 技术、嵌入式处理技术、现代网络以及无线 通信技术等，能够通过各个传感器节点进行 实时监测、感知和采集各种现场信息。它的 节点是传感器这种特殊的嵌入式设备，它们 静态地随机分布于某一区域。
用户
无线传感器网络特性
全球范围 适用
主设备是组网连接主动发 起连接请求的蓝牙设备， 几个蓝牙设备连接成一个 皮网（Piconet）时，其中 只有一个主设备，其余的 均为从设备。
同时传输 语音数据
可建立临时 对等连接
蓝牙技术 特点
近距离通信
蓝牙技术通信距离为10m,可根 据需要扩展至100m，以满足不同 设备的需要。
蓝牙采用了跳频（ Frequency Hopping）方式来 扩展频谱，抵抗来自这些设 备的干扰。 提供了认证和加密功能， 以保证链路级的安全。
很好的抗干扰 能力和安全性
功耗低 体积小
蓝牙设备在通信连（Connection） 状态下，有四种工作模式：激活（ Active）模式，呼吸（Sniff）模式 保持（Hold）模式，休眠（Park） 模式，Active 模式是正常的工作状 态，另外三种模式是为了节能所规 定的低功耗模式。
蓝牙系统的组成
蓝牙技术简介
上讲回顾
• 掌握传感器的作用及定义
• 掌握传感了解无线传感器网络的关键技术
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本讲提纲
• 无线网络协议对比
• 蓝牙技术的简介
• 蓝牙的通信连接过程
• 蓝牙网络的应用
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无线传感器网络的定义
监测区域 传感器节点
服务器
网关 ZigBee等
4
链路管理器（LM）软件实现 链路的建立认证及链路配置等 -通过连接管理协议（LMP） 建立通信联系。 - LM 利用链路控制器（LC） 提供的服务实现上述功能。
蓝牙系统的技术特点
工作在2.45GHz频段 收发机配置符合IEEE 802标准48位地址
射频特性
数据频率为1Mb／s 使用扩频和跳频技术，噪音环境也能工作
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蓝牙技术的特点
• 蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范，它最初的目标是取 代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆 连接，其特点如下：
蓝牙技术的特点
蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段 ，全球大多数国家ISM频段的范 围是2.4-2.4835GHz。 蓝牙采用电路交换和分组交换 技术，支持异步数据信道、三路 语音信道以及异步数据与同步语 音同时传输的信道。
常用的短距离无线技术比较
8
蓝牙概述
9
什么是蓝牙技术
• 蓝牙技术采用高速跳频扩展技术FHSS（Frequency Hopping Spread Spectrum）,跳频速率为每秒1600次，每次传送一个 封包，封包大小从126bit-2871bit皆可，而且其封包内容可以 是包含数据或语音等不同的资料。资料封包可借助自动重送（ ARQ）机制来加以保护，而声音封包因采用CVSD（连续可调 变斜面三角器波形编码）方式编码而可以不在重送以增加效率 。其设备采用的是GFSK调制技术，其最高传输速率为1Mbps ，实际数据有效速率为721Kbps，话音采用连续可变斜率调制 CVSD（Continuous Variable Slope Delta Modulation 连续 可变斜率调制）编码方式，CVSD方式抗干扰能力很强，即使 在误码率达到4%时仍然有可以接受的话音质量。
• 无线传感器网络特性
Sensor node:
缓存小 CPU计算速度慢 无线通信传输 电池耗电 可能具备定位功能
Sink node
传感器网络的控制中心，能够收集 sensor node的所有数据。
常用的无线技术
距离（米）
GSM
GPRS
EDGE
3G
10,000
2000 2003-4 2005
汽车电子设备
人机接口设备(键盘、鼠标、遥控器)
传输速率更高，功耗更低。
V4.0(2010年) • 包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。蓝牙
4.0的改进之处主要体现在三个方面：电池续航时间、节能和设备种类。有
效传输距离最大达到100m
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蓝牙4.0设备种类
• 蓝牙4.0设备种类
2.4G蓝牙低功耗系统
消费类电子产品 移动电话外围扩展设备 运动和休闲设备 健康医疗用品(血压计、体温计….)