藍牙技術的應用及其發(fā)展前景

1 前言
2000年年底公布的藍牙技術規(guī)范1.1版中，提出了13個應用規(guī)范，內容涵蓋了無繩電話（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，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)品的試驗性應用也在無線技術相對發(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 藍牙無線技術的應用
藍牙無線技術本身是巨大的潛在市場驅動下的產(chǎn)物，其最初的設想是為移動終端用戶和商務人士提供一項替代線纜（Ｃａｂｌｅ Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）的技術，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。
藍牙無線技術的應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個領域。
（1）替代線纜
1994年，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司就將其作為替代設備之間線纜的一項短距離無線技術。與其他短距離無線技術不同，藍牙從一開始就定位于結合語音和數(shù)據(jù)應用的基本傳輸技術。最簡單的一種應用就是點對點（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。
圍繞替代線纜再復雜一點的應用，就是多個設備或外設在一個簡單的“個人局域網(wǎng)”（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＡＮ）內建立通信連接，如在臺式計算機、鼠標、鍵盤、打印機、ＰＤＡ和移動電話之間建立無線連接。為了支持這種應用，藍牙還定義了“微網(wǎng)”（Ｐｉｃｏｎｅｔ）的概念，同一個ＰＡＮ內至多有8個數(shù)據(jù)設備（1個“主設備”（Ｍａｓｔｅｒ）和7個“從設備”（Ｓｌａｖｅ））共存。
（2）因特網(wǎng)橋
藍牙標準還更進一步地定義了“網(wǎng)絡接入點”（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）的概念，它允許一臺設備通過此網(wǎng)絡接入點來訪問網(wǎng)絡資源，如訪問ＬＡＮ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和基于ＬＡＮ的文件服務和打印設備。而且這種網(wǎng)絡資源不僅僅可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務服務，還可以提供無線的語音業(yè)務服務，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)的結合，可以極大地擴充網(wǎng)絡基礎設施，豐富網(wǎng)絡資源，從而最終實現(xiàn)不同類型和功能的多種設備依托此種網(wǎng)絡結構共享語音和數(shù)據(jù)業(yè)務服務。
建立這樣一個安全和靈活的藍牙網(wǎng)絡需要以下3部分軟件和硬件設施組成：一是藍牙接入點（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ，ＢＡＰ），他們可以安裝在提供藍牙網(wǎng)絡服務的公共、個人或商業(yè)性建筑物上，目前大多數(shù)接入點只能在ＬＡＮ和藍牙設備之間提供數(shù)據(jù)業(yè)務服務，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)絡服務器（Ｌｏｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｅｒ），此設備是藍牙網(wǎng)絡的核心，它提供基本的共享式網(wǎng)絡服務，如接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、Ｉｎｔｒａｎｅｔ和連接基于ＰＢＸ的語音系統(tǒng)等；三是網(wǎng)絡管理軟件（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔｗａｒｅ），此軟件也是網(wǎng)絡的核心，集中式管理的形式能夠提供諸如網(wǎng)絡會員管理、業(yè)務瀏覽、本地業(yè)務服務、語音呼叫路由、漫游和記費等功能。藍牙無線網(wǎng)絡的結構如圖1所示。

基于上述藍牙網(wǎng)絡的商業(yè)化應用已經(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賬服務，甚至可以用移動電話打開預定客房的房門。
在歐美國家，配備藍牙等無線因特網(wǎng)接入服務的設施被稱為“Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ”，他們和日本等國都在積極探索開展Ｈｏｔ Ｓｐｏｔ業(yè)務的商業(yè)模式。
（3）臨時組網(wǎng)
上述的“網(wǎng)絡接入點”是基于網(wǎng)絡基礎設施（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）的，即網(wǎng)絡中存在固定的、有線連接的網(wǎng)關。藍牙標準還定義了基于無網(wǎng)絡基礎設施（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是一個臨時組建的網(wǎng)絡，其中沒有固定的路由設備，網(wǎng)絡中所有的節(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)絡中的一些節(jié)點客串路由器來發(fā)現(xiàn)和維持與網(wǎng)絡其他節(jié)點間的路由。Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ應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)可以建立連接構成散型網(wǎng)。由主設備的藍牙地址（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)內的所有從設備與此跳頻序列保持同步。一個微網(wǎng)內的從設備可以同時作為其他微網(wǎng)的從設備，而一個微網(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，一個散型網(wǎng)可由至多10個微網(wǎng)構成，由此可見，在一定范圍內可支持的藍牙無線設備的密度相當高。 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)務的分配和管理，藍牙的業(yè)務發(fā)現(xiàn)協(xié)議（ＳＤＰ）為適應藍牙通信的動態(tài)特性進行了優(yōu)化，但ＳＤＰ集中于對藍牙設備上可利用業(yè)務的發(fā)現(xiàn)，而沒有定義如何訪問這些業(yè)務的方法（包括發(fā)現(xiàn)和得到協(xié)議，訪問方式，驅動和使用這些業(yè)務所需的代碼），對訪問業(yè)務的控制和選擇等。盡管如此，藍牙的ＳＤＰ可以與其他的業(yè)務發(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。 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)務平臺——ＢｌｕｅＴａｌｋ，以及智能的無線對等網(wǎng)絡——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 藍牙無線技術的發(fā)展前景
2001年，對藍牙工業(yè)來說是一個重要的轉折點，藍牙特殊興趣小組公布了較為穩(wěn)定的技術規(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，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的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品不再是概念性的設計，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。因為藍牙技術的基本應用都是基于現(xiàn)在正在迅速普及的移動設備，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)藍牙無線接入技術如主干網(wǎng)絡的神經(jīng)末梢將通信技術滲透到各行各業(yè)。藍牙無線通信技術的出現(xiàn)之所以引起企業(yè)界如此廣泛的關注，就是因為它為其他領域的技術發(fā)展注入了鮮活的生命力。例如，瑞典ＡＢＢ公司將藍牙技術、網(wǎng)絡技術及智能技術相結合應用在工業(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)的結合，藍牙無線技術還被稱為“爆發(fā)性技術”（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，甚至孕育出全新的產(chǎn)業(yè)領域。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、私人無線應用以及商業(yè)性無線業(yè)務等全方位的服務。利用藍牙無線技術在位置信息（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，即汽車在行駛過程中，周圍的地形、交通、商業(yè)、服務、收費或交易信息會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)為適應市場的需求和技術的發(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”為基礎開始工作。
藍牙無線技術對我國的信息化建設來說，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)權的藍牙產(chǎn)品早日投入市場，也希望有更多的有識之士關注和支持我國藍牙技術的成長與發(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”。