藍牙技術(shù)的應用及其發(fā)展前景

1 前言
2000年年底公布的藍牙技術(shù)規范1.1版中，提出了13個(gè)應用規范，內容涵蓋了無(wú)繩電話(huà)（Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）、3合1式電話(huà)（Ｉｎｔｅｒｃｏｍ）、無(wú)線(xiàn)耳機（Ｈｅａｄｓｅｔ）、撥號上網(wǎng)（Ｄｉａｌ－ｕｐ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）、傳真（Ｆａｘ）、局域網(wǎng)接入（ＬＡＮ Ａｃｃｅｓｓ）、文件傳輸（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）和數據同步（Ｄａｔａ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等應用。從2000年中期到2001年上半年，具有無(wú)線(xiàn)耳機、撥號上網(wǎng)、局域網(wǎng)接入、文件傳輸和同步等功能的藍牙產(chǎn)品被陸續推出，雖然僅僅是局限于某些地區的限量銷(xiāo)售，而且價(jià)格比較昂貴，但從中我們可以聽(tīng)出藍牙ＳＩＧ已經(jīng)開(kāi)始加快推廣藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)，盡快推向市場(chǎng)，使之商品化的堅定腳步聲。同時(shí)，基于上述藍牙產(chǎn)品的試驗性應用也在無(wú)線(xiàn)技術(shù)相對發(fā)達的歐、美、日等國家相繼展開(kāi)，隨著(zhù)藍牙芯片價(jià)格的不斷下滑、性能不斷完善、功能逐步增強，藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)低價(jià)格、低功耗和全球統一的特征日益突現，從而最終將實(shí)現藍牙產(chǎn)品從“昔日王榭堂前燕”到“飛入尋常百姓家”的目標。
2 藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)本身是巨大的潛在市場(chǎng)驅動(dòng)下的產(chǎn)物，其最初的設想是為移動(dòng)終端用戶(hù)和商務(wù)人士提供一項替代線(xiàn)纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）的技術(shù)，并能提供對等（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－Ｐｅｅｒ）的基于臨時(shí)組網(wǎng)（Ａｄ Ｈｏｃ Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ） 的各種移動(dòng)通信終端和便攜式計算終端之間的無(wú)線(xiàn)連接。
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用大體上可以劃分為替代線(xiàn)纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、因特網(wǎng)橋（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｂｒｉｄｇｅ）和臨時(shí)組網(wǎng)（Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）3個(gè)領(lǐng)域。
（1）替代線(xiàn)纜
1994年，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司就將其作為替代設備之間線(xiàn)纜的一項短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)。與其他短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)不同，藍牙從一開(kāi)始就定位于結合語(yǔ)音和數據應用的基本傳輸技術(shù)。最簡(jiǎn)單的一種應用就是點(diǎn)對點(diǎn)（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ）的替代線(xiàn)纜，例如耳機和移動(dòng)電話(huà)、筆記本電腦和移動(dòng)電話(huà)、ＰＣ和ＰＤＡ（數據同步）、數碼相機和ＰＤＡ以及藍牙電子筆和移動(dòng)電話(huà)之間的無(wú)線(xiàn)連接。
圍繞替代線(xiàn)纜再復雜一點(diǎn)的應用，就是多個(gè)設備或外設在一個(gè)簡(jiǎn)單的“個(gè)人局域網(wǎng)”（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＡＮ）內建立通信連接，如在臺式計算機、鼠標、鍵盤(pán)、打印機、ＰＤＡ和移動(dòng)電話(huà)之間建立無(wú)線(xiàn)連接。為了支持這種應用，藍牙還定義了“微網(wǎng)”（Ｐｉｃｏｎｅｔ）的概念，同一個(gè)ＰＡＮ內至多有8個(gè)數據設備（1個(gè)“主設備”（Ｍａｓｔｅｒ）和7個(gè)“從設備”（Ｓｌａｖｅ））共存。
（2）因特網(wǎng)橋
藍牙標準還更進(jìn)一步地定義了“網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)”（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）的概念，它允許一臺設備通過(guò)此網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )資源，如訪(fǎng)問(wèn)ＬＡＮ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和基于ＬＡＮ的文件服務(wù)和打印設備。而且這種網(wǎng)絡(luò )資源不僅僅可以提供數據業(yè)務(wù)服務(wù)，還可以提供無(wú)線(xiàn)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)，從而可以實(shí)現藍牙終端和無(wú)線(xiàn)耳機之間的移動(dòng)語(yǔ)音通信。通過(guò)接入點(diǎn)和微型網(wǎng)的結合，可以極大地擴充網(wǎng)絡(luò )基礎設施，豐富網(wǎng)絡(luò )資源，從而最終實(shí)現不同類(lèi)型和功能的多種設備依托此種網(wǎng)絡(luò )結構共享語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)服務(wù)。
建立這樣一個(gè)安全和靈活的藍牙網(wǎng)絡(luò )需要以下3部分軟件和硬件設施組成：一是藍牙接入點(diǎn)（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ，ＢＡＰ），他們可以安裝在提供藍牙網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的公共、個(gè)人或商業(yè)性建筑物上，目前大多數接入點(diǎn)只能在ＬＡＮ和藍牙設備之間提供數據業(yè)務(wù)服務(wù)，而少數高檔次的系統可以提供無(wú)線(xiàn)語(yǔ)音連接；二是本地網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器（Ｌｏｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｅｒ），此設備是藍牙網(wǎng)絡(luò )的核心，它提供基本的共享式網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，如接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ和連接基于ＰＢＸ的語(yǔ)音系統等；三是網(wǎng)絡(luò )管理軟件（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ），此軟件也是網(wǎng)絡(luò )的核心，集中式管理的形式能夠提供諸如網(wǎng)絡(luò )會(huì )員管理、業(yè)務(wù)瀏覽、本地業(yè)務(wù)服務(wù)、語(yǔ)音呼叫路由、漫游和記費等功能。藍牙無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的結構如圖1所示。

基于上述藍牙網(wǎng)絡(luò )的商業(yè)化應用已經(jīng)浮出水面。在分布了多個(gè)藍牙接入點(diǎn)的商店，顧客可以利用帶有ＷＡＰ、藍牙和Ｗｅｂ瀏覽功能的移動(dòng)電話(huà)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(wù)系統的Ｈｏｌｉｄａｙ Ｉｎｎ中，客人使用Ｅｒｉｃｓｓｏｎ的Ｒ520ｍ具備藍牙功能的移動(dòng)電話(huà)就可以進(jìn)行入住登記和結賬服務(wù)，甚至可以用移動(dòng)電話(huà)打開(kāi)預定客房的房門(mén)。
在歐美國家，配備藍牙等無(wú)線(xiàn)因特網(wǎng)接入服務(wù)的設施被稱(chēng)為“Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ”，他們和日本等國都在積極探索開(kāi)展Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ業(yè)務(wù)的商業(yè)模式。
（3）臨時(shí)組網(wǎng)
上述的“網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)”是基于網(wǎng)絡(luò )基礎設施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的，即網(wǎng)絡(luò )中存在固定的、有線(xiàn)連接的網(wǎng)關(guān)。藍牙標準還定義了基于無(wú)網(wǎng)絡(luò )基礎設施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的“散型網(wǎng)”（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(gè)臨時(shí)組建的網(wǎng)絡(luò )，其中沒(méi)有固定的路由設備，網(wǎng)絡(luò )中所有的節點(diǎn)都可以自由移動(dòng)，并以任意方式動(dòng)態(tài)連接（隨時(shí)都有節點(diǎn)加入或離開(kāi)），網(wǎng)絡(luò )中的一些節點(diǎn)客串路由器來(lái)發(fā)現和維持與網(wǎng)絡(luò )其他節點(diǎn)間的路由。Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ應用于緊急搜索和救援行動(dòng)中、會(huì )議和大會(huì )進(jìn)行中及參加人員希望快速共享信息的場(chǎng)合。 藍牙標準中微網(wǎng)采用主／從工作模式，若干個(gè)臨時(shí)組建的微網(wǎng)可以建立連接構成散型網(wǎng)。由主設備的藍牙地址（ＢＤ—ＡＤＤＲ）及本地時(shí)鐘（ＣＬＫＮ）決定一個(gè)微網(wǎng)的信道跳頻序列（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）及同步時(shí)鐘（ＣＬＫ），微網(wǎng)內的所有從設備與此跳頻序列保持同步。一個(gè)微網(wǎng)內的從設備可以同時(shí)作為其他微網(wǎng)的從設備，而一個(gè)微網(wǎng)的主設備在其他微網(wǎng)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(gè)散型網(wǎng)可由至多10個(gè)微網(wǎng)構成，由此可見(jiàn)，在一定范圍內可支持的藍牙無(wú)線(xiàn)設備的密度相當高。 當前的藍牙協(xié)議并不支持完全對等的通信，如果在臨時(shí)組建的微網(wǎng)內充當主單元的設備突然離去，剩余的設備不會(huì )自發(fā)地組建起一個(gè)新的微網(wǎng)；同時(shí)，藍牙協(xié)議也不支持Ａｄ Ｈｏｃ業(yè)務(wù)的分配和管理，藍牙的業(yè)務(wù)發(fā)現協(xié)議（ＳＤＰ）為適應藍牙通信的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了優(yōu)化，但ＳＤＰ集中于對藍牙設備上可利用業(yè)務(wù)的發(fā)現，而沒(méi)有定義如何訪(fǎng)問(wèn)這些業(yè)務(wù)的方法（包括發(fā)現和得到協(xié)議，訪(fǎng)問(wèn)方式，驅動(dòng)和使用這些業(yè)務(wù)所需的代碼），對訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)的控制和選擇等。盡管如此，藍牙的ＳＤＰ可以與其他的業(yè)務(wù)發(fā)現協(xié)議共存，也可以通過(guò)藍牙定義的其他協(xié)議來(lái)訪(fǎng)問(wèn)這些業(yè)務(wù)。 為部分解決上述問(wèn)題，北歐一家產(chǎn)品工作平臺開(kāi)發(fā)商，藍牙ＳＩＧ成員之一的Ｐｏｃｉｔ Ｌａｂ開(kāi)發(fā)出了自發(fā)的短距離Ｐ2Ｐ業(yè)務(wù)平臺——ＢｌｕｅＴａｌｋ，以及智能的無(wú)線(xiàn)對等網(wǎng)絡(luò )——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(chuàng )新產(chǎn)品獎”（Ｍｏｓｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ）。
3 藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展前景
2001年，對藍牙工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的轉折點(diǎn)，藍牙特殊興趣小組公布了較為穩定的技術(shù)規范1.1版，許多開(kāi)發(fā)商發(fā)布了他們的第一代藍牙產(chǎn)品，而藍牙最初的商業(yè)化應用也浮出水面，針對廣大消費者的大范圍市場(chǎng)推廣即將被啟動(dòng)。
(1)藍牙已不再是一項虛擬的技術(shù)，也不再停留在理論的標準規范上。
在ＣｅＢＩＴ 2001上，有470家公司展示了與藍牙有關(guān)的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品不再是概念性的設計，而是實(shí)實(shí)在在可以使用和購買(mǎi)的商品，有超過(guò)25家公司對其產(chǎn)品和應用進(jìn)行了現場(chǎng)演示。
(2)一旦藍牙芯片的性?xún)r(jià)比達到一定的水平，同時(shí)找到有利于市場(chǎng)推廣的突破點(diǎn)及適當的商業(yè)運行模式，其普及的速度將如水庫中積滿(mǎn)的池水一樣傾瀉而出，洶涌而至。因為藍牙技術(shù)的基本應用都是基于現在正在迅速普及的移動(dòng)設備，例如手機、ＰＤＡ和筆記本電腦等。美國Ｃａｈｎｅｒｓ Ｉｎ－Ｓｔａｔ Ｇｒｏｕｐ發(fā)布的一項預測顯示，到2003年，具備藍牙功能的設備將超過(guò)2億部，到2005年，這個(gè)數字將達到9.55億部。
(3)藍牙無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)如主干網(wǎng)絡(luò )的神經(jīng)末梢將通信技術(shù)滲透到各行各業(yè)。藍牙無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的出現之所以引起企業(yè)界如此廣泛的關(guān)注，就是因為它為其他領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展注入了鮮活的生命力。例如，瑞典ＡＢＢ公司將藍牙技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及智能技術(shù)相結合應用在工業(yè)環(huán)境中。美國的Ｃｒｏｓｓｂｏｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 公司在2000年推出了ＣｒｏｓｓＮｅｔ，首次將無(wú)線(xiàn)傳感器的數據通過(guò)藍牙無(wú)線(xiàn)傳輸到因特網(wǎng)上作遠距離的數據查詢(xún)、檢測、管理和控制等，他們還將此系統具體應用到了化學(xué)氣體泄漏的監測中。
(4)除了與傳統工業(yè)的結合，藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)還被稱(chēng)為“爆發(fā)性技術(shù)”（Ｄｉｓｒｕｐｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），即它能夠激發(fā)各組織和團體去開(kāi)拓新的商業(yè)模式，從而徹底改變他們的經(jīng)濟和競爭基礎，甚至孕育出全新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。例如，ＩＴＳ （Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）是一種智能運輸系統，致力于為汽車(chē)提供公共安全、私人無(wú)線(xiàn)應用以及商業(yè)性無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)等全方位的服務(wù)。利用藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)在位置信息（Ｌｏｃａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）方面的應用，有可能產(chǎn)生一種Ｐ－Ｃｏｍｍｅｒｃｅ的全新商業(yè)模式，即汽車(chē)在行駛過(guò)程中，周?chē)牡匦?、交通、商業(yè)、服務(wù)、收費或交易信息會(huì )被源源不斷地提供給駕駛人員和乘客，徹底改變人們的消費方式。
(5)為適應市場(chǎng)的需求和技術(shù)的發(fā)展，藍牙ＳＩＧ正在制定下一代的藍牙標準。目前有12個(gè)工作組（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）、3個(gè)研究小組以及2個(gè)專(zhuān)家小組（Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）正在以藍牙的正式標準“Ｖｅｒｓｉｏｎ 1.1”為基礎開(kāi)始工作。
藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)對我國的信息化建設來(lái)說(shuō)，既是挑戰也是機遇。我們衷心希望具有我國自主知識產(chǎn)權的藍牙產(chǎn)品早日投入市場(chǎng)，也希望有更多的有識之士關(guān)注和支持我國藍牙技術(shù)的成長(cháng)與發(fā)展，也許在不久的將來(lái)，人們會(huì )驚奇地發(fā)現我們的工作與生活都在逐步變“藍”。