23-无线个域网：蓝牙和智能家庭.pptVIP

无线个域网：蓝牙和智能家庭 杨舰 yangjian@fudan.edu.cn 什么是无线个域网 无线个域网 (Wireless Personal Area Network)是指通过低功耗、短距离的无线传输技术将个人电子装置互联起来的一种网络技术 工作在ISM波段（什么是ISM？） WPAN标准由IEEE 802.15工作组制定，下设了7个子工作组，其中IEEE 802.15.1负责制定蓝牙的标准 Who is Bluetooth? 蓝牙 (Bluetooth)是公元10世纪丹麦国王哈拉尔德 (Harald Gormson) 的外号 海盗出身的哈拉尔德统一了斯堪的那维亚半岛，并将基督教带到丹麦 蓝牙寓意统一无线短距离传输技术的标准，比如蓝牙在PC、手机和汽车市场等行业中的统一应用趋势 What is Bluetooth? 蓝牙是一种短距离无线通信协议 工作在2.4GHz的频带 传输距离：10 m 最高传输速率 1Mb/s(有效速率723Kb/s) 蓝牙是WPAN中的重要传输技术，广泛应用在各种电子装置上，具有价格便宜，使用方便，功耗低的特点 Bluetooth vs. Wi-Fi 应用领域不同 Wi-Fi主要是替代有线的局域网技术 蓝牙则是为了取代个人电子设备的外接线缆 覆盖范围不同 Wi-Fi覆盖半径一般为数百米 蓝牙覆盖半径为10米 设备功耗不同 Wi-Fi设备多需要外接电源，电池的续航能力弱 蓝牙设备主要靠电池供电，目标是设计超低能耗的设备，例如不换电池可维持10年 蓝牙技术的诞生 1994年，爱立信公司工程师设计了蓝牙的最初方案，目的是在移动电话和其他配件间建立低功耗、低成本的无线连接 发明者希望为设备间的通讯创造一组统一规则(标准化协议)，以解决用户间互不兼容的移动电子设备。 1998年，“蓝牙技术联盟”成立， 致力于推动蓝牙无线技术的发展 Bluetooth SIG 蓝牙技术联盟 (Bluetooth Special Interest Group-SIG)成立于1998年5月，最初包括爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔五家公司 Bluetooth SIG对成员的蓝牙产品进行测试，确保其符合规范和互操作的要求，并授权通过测试的产品使用蓝牙的标志 最初的中文名称为“蓝芽”，寓意该技术正处于萌芽中，后改为“蓝牙” 蓝牙发展历史 1999年， Bluetooth 1.0 规格发布 2000年，首款蓝牙手机、耳机 2001年，首台蓝牙打印机、笔记本电脑和汽车免提套装 2002年，首款蓝牙键盘鼠标套装、数码相机 2005年，首副蓝牙太阳镜 2006年，首款蓝牙手表，电子相框 2007年，首台蓝牙电视， Bluetooth SIG 迎来其第 9,000 名成员 蓝牙产品 蓝牙三大应用 Personal Ad-hoc Networks Cable Replacement Landline Data/Voice Access Points 蓝牙的其他应用 通过蓝牙在PDA、手机等电子设备之间自动进行日程共享、电子名片交换等功能 用蓝牙来替代红外线做电视、音响、空调等的遥控器，不受视距(Line-of-Sight)通信的限制 家用电器中嵌入蓝牙芯片，可以构成蓝牙自组织网络，通过预设的场景和运行逻辑，可以实现复杂的功能（Smart Home） …… 蓝牙中的Piconet 多至8个蓝牙设备可构成一个微微网(Piconet) 一个微微网中，有一个主设备单元和最多7个从设备单元 主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列，从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制。 每条链路通过加密的方式防止窃听和干扰 Piconet的例子 例如，办公室的PC机可以是一个主设备单元，而无线键盘、无线鼠标和无线打印机可以充当从设备单元的角色 主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列，从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制 蓝牙中的Scatternet 同一个蓝牙信号覆盖区域，多至10个Piconet可以连接成分布网 (Scatternet) 一个Piconet中的主设备单元同时也可以作为另一个微微网中的从设备单元，这种设备单元又称为复合设备单元 通过Scatternet可以允许很多蓝牙设备共享同一区域，提高带宽的利用率 Piconet and Scatternet 蓝牙与智能家庭 家庭娱乐和通信：通过机顶盒提供数字电视、视音频点播、时移电视、网络游戏，视频电话，以及远程教育等业务 家庭安全：为家庭提供监控和告警，例如：闯入警报、户外警报、烟雾/溢水监测和告警等 家庭自动控制：利用网络进行家电控制，照明控制，门窗控制等 家庭医疗保健：作为一个远期方案，家庭医疗业务能够对家庭成员进行远程日常健康检查，心电图/血压/血