蓝牙技术在智能家庭网络中的应用
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蓝牙技术在智能家居中的应用摘要蓝牙技术是一种短距离的无线连接技术，是未来家庭网络系统的重要组成部分。
在分析蓝牙技术的基础上，探讨蓝牙技术在家庭网络系统中的应用。
蓝牙技术应用在家庭网络中，具有高可靠性、低复杂度、低功耗、低成本的优点，但仍然有一些问题需要解决，如相邻设备之间为防止信息误传和被截取，必须要用户提前设臵对应频段；蓝牙芯片的价格较高；蓝牙模块较难生产等。
但相信，随着蓝牙网络家电产品和网络设备的出现，家庭网络能化的进一步普及，这些问题将逐渐被解决，而蓝牙家庭网络系统也将给未来的家庭生活带来巨大的革命。
关键词蓝牙技术家庭网络跳频技术微微网Bluetooth technology in the application of home networkAbstract blue tooth technology will be one kind of short distance wireless connection technology, the intelligence lives at home the system is the entire future intelligence plot system important constituent. In analyzes the blue tooth technology in the foundation, discusses the blue tooth technology to live at home in the system application in the intelligence.The blue tooth technology application lives at home in the intelligence, has redundant reliable, the low complexity, the low power loss, the low cost merit, but still had some questions to need to solve, if between the neighboring equipment for prevented the information false report and is intercepted, had to want the user to establish the corresponding frequency band ahead of time; The blue tooth chip price is high; The blue tooth module is difficult to produce and so on. But believed that, along with the blue tooth network electrical appliances product and the network equipment appearance, lives at home the intellectualized further popularization, these questions gradually are solved, but the blue tooth intelligence will live at home the system also to give the future the family life to bring the huge revolution.Key word The blue tooth technology Piconet intelligence lives at home the system前言数字化和网络化在飞速的发展，伴随着这股热潮，智能化也在不断的涌入世界的每一个角落，已经在历史的齿轮上势不可挡的发展，其踪迹遍及各种行业，各种领域，随之应运而生的智能化的家庭网络也在掀起一股热潮！这不仅是科技发展的必然结果，也是人们生产生活的需要。
但是现代家庭中，各种弱电线缆很多，如宽带网络线路\有线电视线路/电话线/防盗线路等等，在生活造成线路多而密的烦恼，因此，我们需要有一种可以减少或者消除这种烦恼的方法。
蓝牙技术的出现，解决了传统家庭布线方式的不规范和维护等问题，使智能化的家庭网络成为可能。
目前，无线网络技术主要可分为IrDA红外线技术、IEEE802.11b协议技术、Home RF协议和蓝牙技术．红外IrDA技术虽然实现成本很低，但必须直线视距连接，限制太大，并不适合我们通常意义上的家庭网络；802.11b的传输速率高、连接设备多，但其射频和基带协议更复杂，实现成本高，难以进入平民家庭，其功耗大、抗干扰性和安全性也不及蓝牙。
Home RF抗干扰性和安全性也不及蓝牙且其无法用芯片或模块实现，成本比蓝牙高．蓝牙技术属于IEEE802.15协议，作为一种低功耗、低数据速率、低成本的技术，非常适合于家庭自动化、安全保障系统及进行低数据率传输的低成本设备之间，蓝牙技术是很符合信息家电发展的优选技术，很适合家居智能化的要求，必将在未来的智能家居中获得广泛应用。
第一章蓝牙技术的发展1.1 蓝牙简介蓝牙技术是Ericsson移动通信公司在1994年开始启动的，其目的是实现最高数据传输速率1Mb/s（有效传输速率为721kb/s）、最大传输距离为10m的无线通信。
“蓝牙（Bluetooth）是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。
它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式、安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。
由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此，特别选用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。
蓝牙技术工作在全球通用的2.4GHz ISM频段。
从理论上讲，以2.4GHz ISM频段运行的技术能使用距30m以内的设备互相连接，但实际上很难达到。
现阶段，蓝牙的发射范围可达10m，可以同时实现8台设备的相互联通。
当检测到距离小于10m时，接收设备可动态地调节功能；当业务量减小或停止时，蓝牙设备即可进入低功耗工作模式。
1.2 蓝牙中的关键技术1.2.1 跳频技术蓝牙工作的频段是全球通用的2.4GHz ISM频段。
该频段对所有无线电系统都开放，因此，蓝牙在使用过程中经常会遇到不可预测的干扰源，例如手机、无绳电话、微波炉等。
这使得蓝牙系统的传送错误率远远高于实际应用水平，为此，采用跳频技术是避免干扰的一项有效措施。
所谓跳频技术，就是将整个频带分成若干跳频信道（Hop Channel）。
在一次连接中，蓝牙芯片所控制的收发器按照一定的码序列，不断地从一个信道跳转到另一个信道；而接收方也是按照相同的跳转规律进行通信。
这实际上属于一种硬件加密手段，除非第三方掌握了接收双方的切换信道干什么，否则，从理论上计野外法完整获得信息的，而干扰源也是不可能按同样的规律进行干扰的。
跳频的瞬时带宽很窄，但通过扩展频谱技术，可以使这个窄带宽被成倍地扩展成宽频带，使被干扰的可能性变得很小，由此就可以保证传送的完整性和系统的稳定性。
1.2.2 纠错技术在蓝牙技术中使用了三种纠错方案：1/3比例前向纠错码（1/3FEC）、2/3比例前向纠错码（2/3FEC）和用于数据的自动请求重发（ARQ）方式。
1/3比例前向纠错码是一种较简单的纠错码方式，属于重复码，实现时对每位信息重复三次。
2/3比例前向纠错码是一种（15，10）精简的汉明码表示方法，用于部分分组。
使用ARQ方式，在一个时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到确认（或超时）信息。
只有数据在接收端通过了报头错误检测和循环冗余检测，被认为无错后，才向发送端反回确认信息；否则，返回一个错误信息。
1.3 逻辑信道蓝牙有五种逻辑信道，他们可以用来传输不同类型的信息。
LC（控制信道）和LM（链路管理）信道用于链路层，而UA、UI和US信道则用于携带异步、类异步和同步用户信息。
1.3.1蓝牙编址蓝牙有4种基本类型的设备地址：BD_ADDR 48位长的蓝牙设备地址（IEEE802标准）。
该地址划分为LAP（24位地址低端部分）、UAP（8位地址高端部分）和NAP（16位无意义地址部分）。
AM_ADDR 3位长的活动成员地址。
所有的0信息AM_ADDR都用于广播消息。
PM_ADDR 8位长的成员地址，分配给处于暂停状态的从单元使用。
AR_ADDR访问请求地址（access request address）被暂停状态的从单元用来确定访问窗口内从单元—主单元半时隙，通过它发送访问消息。
24 8 16LAP UAP NAP1.3.2蓝牙数据包微微网信道内的数据都是通过数据包传输的。
通常的数据包格式如下所示标准的蓝牙数据包ACCESS CODE [72] HEADER [54] PAYLOAD [0-2745]* 单位：位访问码（Access code）用于时序同步、偏移补偿、寻呼和查询。
访问码分为三类：信道访问码CAC（Channel Access Code）、设备访问码DAC（Device Access Code）和查询访问码IAC（Inquiry Access Code）。
信道访问码标识微微网（对微微网唯一），而DAC则用于寻呼及其响应。
IAC用于查询。
数据包报头包含了数据包确认、乱序数据包重排的数据包编号、流控、从单元地址和报头错误检查等信息。
数据包的数据部分（payload）可以包含语音字段、数据字段或者两者皆有。
数据包可以占据一个以上的时隙（多时隙数据包），而且可以在下一个时隙中持续传输。
数据部分还可以携带一个16位长的CRC码用于数据错误检测和错误纠正。
SCO数据包则不包括CRC。
有5种普通类型数据包、4种SCO数据包和7种ACL数据包。
其简要说明请见下表。
蓝牙数据包类型类型名称说明Common ID 携带设备访问码（DAC）或者查询访问码（IAC）。
占据一个时隙。
Common NULL NULL数据包没有数据，用于获得链路信息和流控。
占据一个时隙，无确认。
Common POLL 无数据和确认。
主单元用它检查从单元是否启动。
占据一个时隙。
Common FHS 表明蓝牙设备地址和发送方时钟的特殊控制数据包。
用于寻呼主单元响应、查询响应和跳频同步。
占据一个时隙。
2/3 FEC编码。
Common DM1 支持任何链路中的控制消息。
还可以携带规则用户数据，占据一个时隙。
