藍牙技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展前景

1 前言
2000年年底公布的藍牙技術(shù)規(guī)范1.1版中，提出了13個應(yīng)用規(guī)范，內(nèi)容涵蓋了無繩電話（Ｃｏｒｄｌｅｓｓ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）、3合1式電話（Ｉｎｔｅｒｃｏｍ）、無線耳機（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(shù)據(jù)同步（Ｄａｔａ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等應(yīng)用。從2000年中期到2001年上半年，具有無線耳機、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(xù)推出，雖然僅僅是局限于某些地區(qū)的限量銷售，而且價格比較昂貴，但從中我們可以聽出藍牙ＳＩＧ已經(jīng)開始加快推廣藍牙無線技術(shù)，盡快推向市場，使之商品化的堅定腳步聲。同時，基于上述藍牙產(chǎn)品的試驗性應(yīng)用也在無線技術(shù)相對發(fā)達的歐、美、日等國家相繼展開，隨著藍牙芯片價格的不斷下滑、性能不斷完善、功能逐步增強，藍牙無線技術(shù)低價格、低功耗和全球統(tǒng)一的特征日益突現(xiàn)，從而最終將實現(xiàn)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 藍牙無線技術(shù)的應(yīng)用
藍牙無線技術(shù)本身是巨大的潛在市場驅(qū)動下的產(chǎn)物，其最初的設(shè)想是為移動終端用戶和商務(wù)人士提供一項替代線纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）的技術(shù)，并能提供對等（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－Ｐｅｅｒ）的基于臨時組網(wǎng)（Ａｄ Ｈｏｃ Ｓｃａｔｔｅｒｎｅｔ） 的各種移動通信終端和便攜式計算終端之間的無線連接。
藍牙無線技術(shù)的應(yīng)用大體上可以劃分為替代線纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）、因特網(wǎng)橋（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｂｒｉｄｇｅ）和臨時組網(wǎng)（Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）3個領(lǐng)域。
（1）替代線纜
1994年，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司就將其作為替代設(shè)備之間線纜的一項短距離無線技術(shù)。與其他短距離無線技術(shù)不同，藍牙從一開始就定位于結(jié)合語音和數(shù)據(jù)應(yīng)用的基本傳輸技術(shù)。最簡單的一種應(yīng)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(shù)據(jù)同步）、數(shù)碼相機和ＰＤＡ以及藍牙電子筆和移動電話之間的無線連接。
圍繞替代線纜再復(fù)雜一點的應(yīng)用，就是多個設(shè)備或外設(shè)在一個簡單的“個人局域網(wǎng)”（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＡＮ）內(nèi)建立通信連接，如在臺式計算機、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(yīng)用，藍牙還定義了“微網(wǎng)”（Ｐｉｃｏｎｅｔ）的概念，同一個ＰＡＮ內(nèi)至多有8個數(shù)據(jù)設(shè)備（1個“主設(shè)備”（Ｍａｓｔｅｒ）和7個“從設(shè)備”（Ｓｌａｖｅ））共存。
（2）因特網(wǎng)橋
藍牙標準還更進一步地定義了“網(wǎng)絡(luò)接入點”（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）的概念，它允許一臺設(shè)備通過此網(wǎng)絡(luò)接入點來訪問網(wǎng)絡(luò)資源，如訪問ＬＡＮ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和基于ＬＡＮ的文件服務(wù)和打印設(shè)備。而且這種網(wǎng)絡(luò)資源不僅僅可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，還可以提供無線的語音業(yè)務(wù)服務(wù)，從而可以實現(xiàn)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(wǎng)的結(jié)合，可以極大地擴充網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，豐富網(wǎng)絡(luò)資源，從而最終實現(xiàn)不同類型和功能的多種設(shè)備依托此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共享語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。
建立這樣一個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(shè)施組成：一是藍牙接入點（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、個人或商業(yè)性建筑物上，目前大多數(shù)接入點只能在ＬＡＮ和藍牙設(shè)備之間提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)，而少數(shù)高檔次的系統(tǒng)可以提供無線語音連接；二是本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Ｌｏｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｅｒ），此設(shè)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的語音系統(tǒng)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)會員管理、業(yè)務(wù)瀏覽、本地業(yè)務(wù)服務(wù)、語音呼叫路由、漫游和記費等功能。藍牙無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

基于上述藍牙網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)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(jié)賬和瀏覽店內(nèi)提供的商品；在裝有基于藍牙的飯店客人服務(wù)系統(tǒng)的Ｈｏｌｉｄａｙ Ｉｎｎ中，客人使用Ｅｒｉｃｓｓｏｎ的Ｒ520ｍ具備藍牙功能的移動電話就可以進行入住登記和結(jié)賬服務(wù)，甚至可以用移動電話打開預(yù)定客房的房門。
在歐美國家，配備藍牙等無線因特網(wǎng)接入服務(wù)的設(shè)施被稱為“Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ”，他們和日本等國都在積極探索開展Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ業(yè)務(wù)的商業(yè)模式。
（3）臨時組網(wǎng)
上述的“網(wǎng)絡(luò)接入點”是基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的，即網(wǎng)絡(luò)中存在固定的、有線連接的網(wǎng)關(guān)。藍牙標準還定義了基于無網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)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是一個臨時組建的網(wǎng)絡(luò)，其中沒有固定的路由設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點都可以自由移動，并以任意方式動態(tài)連接（隨時都有節(jié)點加入或離開），網(wǎng)絡(luò)中的一些節(jié)點客串路由器來發(fā)現(xiàn)和維持與網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點間的路由。Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ應(yīng)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。 藍牙標準中微網(wǎng)采用主／從工作模式，若干個臨時組建的微網(wǎng)可以建立連接構(gòu)成散型網(wǎng)。由主設(shè)備的藍牙地址（ＢＤ—ＡＤＤＲ）及本地時鐘（ＣＬＫＮ）決定一個微網(wǎng)的信道跳頻序列（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）及同步時鐘（ＣＬＫ），微網(wǎng)內(nèi)的所有從設(shè)備與此跳頻序列保持同步。一個微網(wǎng)內(nèi)的從設(shè)備可以同時作為其他微網(wǎng)的從設(shè)備，而一個微網(wǎng)的主設(shè)備在其他微網(wǎng)內(nèi)只能作為從設(shè)備。在保證一定誤碼率及沖突限度的前提下，一個散型網(wǎng)可由至多10個微網(wǎng)構(gòu)成，由此可見，在一定范圍內(nèi)可支持的藍牙無線設(shè)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，如果在臨時組建的微網(wǎng)內(nèi)充當主單元的設(shè)備突然離去，剩余的設(shè)備不會自發(fā)地組建起一個新的微網(wǎng)；同時，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(xiàn)協(xié)議（ＳＤＰ）為適應(yīng)藍牙通信的動態(tài)特性進行了優(yōu)化，但ＳＤＰ集中于對藍牙設(shè)備上可利用業(yè)務(wù)的發(fā)現(xiàn)，而沒有定義如何訪問這些業(yè)務(wù)的方法（包括發(fā)現(xiàn)和得到協(xié)議，訪問方式，驅(qū)動和使用這些業(yè)務(wù)所需的代碼），對訪問業(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(xiàn)協(xié)議共存，也可以通過藍牙定義的其他協(xié)議來訪問這些業(yè)務(wù)。 為部分解決上述問題，北歐一家產(chǎn)品工作平臺開發(fā)商，藍牙ＳＩＧ成員之一的Ｐｏｃｉｔ Ｌａｂ開發(fā)出了自發(fā)的短距離Ｐ2Ｐ業(yè)務(wù)平臺——ＢｌｕｅＴａｌｋ，以及智能的無線對等網(wǎng)絡(luò)——ＢｌｕｅＴａｌｋＮｅｔ。他們的工作平臺在基于ＰＤＡ的游戲上得到了應(yīng)用，并且獲得了Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ 2001 的“最具創(chuàng)新產(chǎn)品獎”（Ｍｏｓｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ）。
3 藍牙無線技術(shù)的發(fā)展前景
2001年，對藍牙工業(yè)來說是一個重要的轉(zhuǎn)折點，藍牙特殊興趣小組公布了較為穩(wěn)定的技術(shù)規(guī)范1.1版，許多開發(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(yīng)用也浮出水面，針對廣大消費者的大范圍市場推廣即將被啟動。
(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(guī)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(shè)計，而是實實在在可以使用和購買的商品，有超過25家公司對其產(chǎn)品和應(yīng)用進行了現(xiàn)場演示。
(2)一旦藍牙芯片的性價比達到一定的水平，同時找到有利于市場推廣的突破點及適當?shù)纳虡I(yè)運行模式，其普及的速度將如水庫中積滿的池水一樣傾瀉而出，洶涌而至。因為藍牙技術(shù)的基本應(yīng)用都是基于現(xiàn)在正在迅速普及的移動設(shè)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(yù)測顯示，到2003年，具備藍牙功能的設(shè)備將超過2億部，到2005年，這個數(shù)字將達到9.55億部。
(3)藍牙無線接入技術(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)。藍牙無線通信技術(shù)的出現(xiàn)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(jié)合應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境中。美國的Ｃｒｏｓｓｂｏｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 公司在2000年推出了ＣｒｏｓｓＮｅｔ，首次將無線傳感器的數(shù)據(jù)通過藍牙無線傳輸?shù)揭蛱鼐W(wǎng)上作遠距離的數(shù)據(jù)查詢、檢測、管理和控制等，他們還將此系統(tǒng)具體應(yīng)用到了化學氣體泄漏的監(jiān)測中。
(4)除了與傳統(tǒng)工業(yè)的結(jié)合，藍牙無線技術(shù)還被稱為“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(chǔ)，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(tǒng)，致力于為汽車提供公共安全、私人無線應(yīng)用以及商業(yè)性無線業(yè)務(wù)等全方位的服務(wù)。利用藍牙無線技術(shù)在位置信息（Ｌｏｃａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）方面的應(yīng)用，有可能產(chǎn)生一種Ｐ－Ｃｏｍｍｅｒｃｅ的全新商業(yè)模式，即汽車在行駛過程中，周圍的地形、交通、商業(yè)、服務(wù)、收費或交易信息會被源源不斷地提供給駕駛?cè)藛T和乘客，徹底改變?nèi)藗兊南M方式。
(5)為適應(yīng)市場的需求和技術(shù)的發(fā)展，藍牙ＳＩＧ正在制定下一代的藍牙標準。目前有12個工作組（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）、3個研究小組以及2個專家小組（Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）正在以藍牙的正式標準“Ｖｅｒｓｉｏｎ 1.1”為基礎(chǔ)開始工作。
藍牙無線技術(shù)對我國的信息化建設(shè)來說，既是挑戰(zhàn)也是機遇。我們衷心希望具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的藍牙產(chǎn)品早日投入市場，也希望有更多的有識之士關(guān)注和支持我國藍牙技術(shù)的成長與發(fā)展，也許在不久的將來，人們會驚奇地發(fā)現(xiàn)我們的工作與生活都在逐步變“藍”。