Технология Bluetooth

Особенности технологии Bluetooth и истоки её зарождения

В настоящее время практически любое портативное устройство поддерживает технологию беспроводной передачи данных Bluetooth. Первыми устройствами, в которых появилась эта замечательная технология, были в основном сотовые телефоны, затем ноутбуки, КПК. Дальше – больше. Сейчас чип Bluetooth встраивают практически во все мобильные устройства и не только.

Обладателями Bluetooth стали принтеры, MP3-плееры, беспроводные компьютерные мыши.

Кто же стоял у истоков появления технологии Bluetooth?

История появления Bluetooth началась в 1994 году. В шведской компании Ericsson проводились разработки маломощного и недорогого радиоинтерфейса для беспроводной связи между мобильным телефоном и его аксессуарами. Первые технологические наработки и схемные решения были разработаны в исследовательском центре Ericsson в городе Лунд, в Швеции.

В 1998 году для дальнейшей разработки технологии Bluetooth совместно с Ericsson объединились такие известные компании как Nokia, Intel, IBM, Toshiba. К 2004 году список компаний и фирм участвующих в развитии и продвижении Bluetooth технологий достиг почти 2000 (Sony, Apple, Microsoft, Nokia, IBM, Toshiba, Intel и другие). Неудивительно, что за довольно короткий срок технология беспроводной связи Bluetooth стала столь распространённой и доступной, ведь за её продвижение взялись крупнейшие корпорации мира.

Почему Bluetooth?

Своё название Bluetooth — технология получила благодаря разработчикам компаний Ericsson и Nokia. Именно они решили назвать данную технологию по имени датского короля Харальда Синезубого (Harald BlueTooth). Харальд Синезубый в десятом веке принёс христианство в Данию, объединив её с Норвегией.

Выбор разработчиками именно такого названия, скорее был продиктован целью обозначить Bluetooth как радиоинтерфейс, который способен легко и просто объединять компьютерные устройства без кабелей и проводов.

Основные сведения о Bluetooth

Технология Bluetooth призвана обеспечивать радиосвязь на короткие расстояния, даже в тех случаях, когда нарушаются условие LoS (Line of Sight – прямая видимость). Микросхемы Bluetooth работают на частоте 2,44 Ггц (2,4 – 2,485 Ггц.) в так называемой промышленной полосе частот (ПНМ – промышленность, наука, медицина, согласно англоязычной аббревиатуре ISM – Industry, Science, Medicine).

Мощность передатчиков невелика и может быть 1.0; 2.5 и 100 мВт.

Bluetooth – устройства могут объединяться в пикосеть из 7 устройств, формируя PAN (Personal Access Network – персональную сеть доступа). Одно из 7 устройств становится главным (master), а остальные становятся ведомыми (slaves). Главным устройством (master), как правило, становится более мощное устройство.

Если устройств более 7, то формируется новая пикосеть. Несколько пикосетей образуют распределённую сеть (Scatter net).

Любой радиопередатчик Bluetooth имеет свой уникальный 48-битовый адрес, который совместим с адресным форматом компьютерных локальных сетей IEEE 802.

Не секрет, что полосу частот, которую использует технология Bluetooth, также занимают беспроводные локальные сети Wi-Fi (IEEE 802.11) и другие беспроводные устройства вплоть до радиобрелков для открывания дверей гаража и микроволновых печей.

Естественно, это вызывает увеличение помех и сбоев при передаче. Обеспечить надёжную передачу данных в таких сложных условиях технологии Bluetooth помогает метод FH (Frequency Hopping). Режим FH использует способ FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) – скачкообразную перестройку частоты с расширением спектра. Частота перескоков – 1660 в секунду. FHSS используется совместно с дуплексным временным разделением (TDD). Режим Frequency Hopping обеспечивает надёжную радиосвязь в условиях сильной интерференции с другими источниками излучения.

При невозможности осуществить передачу данных (например, из-за работающей поблизости микроволновки) происходит перестройка на другой радиоканал.

Первые разработки технологии Bluetooth обладали очень нехорошим качеством. Как только в офисах наступал обеденный перерыв все устройства, оснащённые Bluetooth — чипами переставали нормально работать. Причиной этому служили микроволновые печи, которые включались в обеденный перерыв и «глушили» маломощные устройства Bluetooth. Микроволновые печи работают в той же полосе частот, что и Bluetooth (2,45 ГГц). В последующих разработках этот недочёт был устранён.

Как можно использовать технологию Bluetooth в радиолюбительской практике?

Для радиолюбителей получить возможность использовать Bluetooth в самодельных устройствах весьма заманчива. Область применения Bluetooth-устройств может быть очень широка, но в основном это телеметрия и телеуправление.

До недавнего времени использование Bluetooth в радиолюбительских устройствах вызывало трудности из–за сложности реализации аппаратной и программной части.

В радиолюбительских условиях трудно качественно изготовить печатную плату с учётом СВЧ диапазона. Для пайки Bluetooth чипа требуется специализированное паяльное оборудование.

Сейчас на рынке электронных компонентов можно встретить готовые Bluetooth модули, которые включают контроллер и радиочастотную часть в завершённом устройстве.

Примером готового Bluetooth модуля может служить микросхема LMX9830 фирмы National Semiconductor. Документацию (datasheet) на эту микросхему можно найти на сайте www.alldatasheet.com

На основе Bluetooth модуля серии LMX98хх изготавливаются Bluetooth сборки. К примеру, фирма Amber Wireless (www.amber-wireless.de) производит серию модулей BlueNicecom, которые могут быть использованы в радиолюбительской практике. Для использования модулей BlueNicecom не потребуется сложного паяльного оборудования.

В журнале “Радио” №6 2010 г. приводится пример разработки дистанционного измерителя температуры на базе модуля BlueNicecom.