Giới thiệu tổng quan v Bluetooth ề
Khái niệ m Bluetooth
Bluetooth là công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện tử giao tiếp với nhau trong khoảng cách ngắn, sử dụng sóng vô tuyến qua băng tần ISM từ 2.40 đến 2.48 GHz Băng tần này không cần đăng ký và được dành riêng cho các thiết bị không dây trong các lĩnh vực công nghiệp, khoa học và y tế Bluetooth được thiết kế để thay thế dây cáp giữa máy tính và các thiết bị truyền thông cá nhân, giúp kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử một cách thuận tiện và tiết kiệm chi phí.
Khi được kích hoạt, Bluetooth tự động phát hiện các thiết bị tương thích trong khu vực lân cận và kết nối với chúng Công nghệ này chủ yếu được sử dụng để truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả.
L ịch sử hình thành và phát tri n c a Bluetooth 8 ể ủ 1 L ịch sử tên Bluetooth
Bluetooth được đặt theo tên vua Đan Mạch Harald I Bluetooth (910 - 985), người đã thống nhất Đan Mạch và Na Uy Hiện nay, Bluetooth biểu trưng cho sự kết nối giữa công nghệ máy tính và viễn thông, đóng vai trò quan trọng trong việc tích hợp công nghệ máy tính và truyền thông đa phương tiện.
1.2.2 Hình thành và phát triển c a Bluetooth ủ
Năm 1994, Ericsson lần đầu tiên giới thiệu một đề án nhằm hợp nhất các loại thiết bị điện tử khác nhau mà không cần sử dụng đến các sợi cáp nối phức tạp Đề án này thực chất là một mạng vô tuyến không dây, sử dụng một vi mạch nhỏ gọn chỉ 9mm, có khả năng chuyển tín hiệu sóng vô tuyến đến các thiết bị điều khiển, thay thế cho các sợi dây cáp điều khiển rườm rà.
Năm 1998, năm công ty hàng đầu thế giới là Ericsson, Nokia, IBM, Intel và Toshiba đã hợp tác để thiết kế và triển khai một chuẩn công nghệ không dây mới mang tên Bluetooth Mục tiêu của họ là kết nối các thiết bị điện tử lại với nhau thông qua sóng vô tuyến.
Vào ngày 20-5-1998, nhóm nghiên cứu Special Interest Group (SIG) chính thức được thành lập với mục tiêu phát triển công nghệ Bluetooth trong lĩnh vực viễn thông Tất cả các công ty có kế hoạch ứng dụng công nghệ Bluetooth đều có thể tham gia vào nhóm này.
- Tháng 7- 1999, các chuyên gia trong SIG đã đưa ra thuyế t minh k thu t Bluetooth ỹ ậ phiên b n 1.0 ả
Bảo cáo đề xuất tại môn học kỹ thuật truyền số liệu tóm hiểu công nghệ Bluetooth Công nghệ này cho phép truyền tải dữ liệu không dây giữa các thiết bị, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc kết nối Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong các ứng dụng di động và thiết bị thông minh, hỗ trợ người dùng trong việc chia sẻ thông tin nhanh chóng và an toàn.
Vào năm 2000, SIG đã chào đón 4 thành viên mới, bao gồm 3Com, Lucent Technologies, Microsoft và Motorola Cùng năm đó, công nghệ Bluetooth đã được cấp dấu chứng nhận kỹ thuật ngay trong lần ra mắt đầu tiên.
Năm 2001, Bluetooth 1.1 ra mắt cùng với bộ phát triển phần mềm Bluetooth XTNDAccess Blue SDK, đánh dấu bước tiến quan trọng trong sự phát triển của công nghệ Bluetooth, với ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau và thu hút sự quan tâm của nhiều nhà sản xuất Công nghệ Bluetooth đã được bình chọn là công nghệ vô tuyến tốt nhất trong năm.
Vào tháng 7 năm 2002, Bluetooth SIG đã thành lập cơ quan đầu não toàn cầu tại Overland Park, Kansas, Hoa Kỳ Năm 2002 cũng đánh dấu sự ra đời của các thế hệ máy tính Apple hỗ trợ Bluetooth Không lâu sau đó, Bluetooth được tích hợp trên máy Macintosh với hệ điều hành MAC OS Công nghệ Bluetooth cho phép chia sẻ dữ liệu giữa các máy MAC, đồng bộ hóa và chia sẻ thông tin liên lạc giữa các thiết bị Palm, cũng như truy cập internet qua điện thoại di động hỗ trợ Bluetooth như Nokia, Ericsson và Motorola.
Vào tháng 5 năm 2003, CSR (Cambridge Silicon Radio) đã giới thiệu một chip Bluetooth mới với khả năng tích hợp dễ dàng và giá cả hợp lý Điều này đã góp phần vào sự ra đời của thế hệ Motherboard tích hợp Bluetooth, giúp giảm thiểu chênh lệch giá giữa các mainboard có và không có Bluetooth Đến tháng 11 năm 2003, dòng sản phẩm Bluetooth 1.2 đã được ra mắt.
Vào năm 2004, thị trường điện thoại di động tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự ra mắt của các mẫu điện thoại mới hỗ trợ Bluetooth như N7610, N6820 và N6230 Motorola giới thiệu sản phẩm Bluetooth đầu tiên của mình, đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ kết nối không dây Các sản phẩm Bluetooth liên tục được phát triển và thu hút sự chú ý tại chương trình "Operation Blue Shock" diễn ra tại Triển lãm Điện tử Tiêu dùng Quốc tế (CES) tại Las Vegas vào ngày 09-01-2004.
Vào ngày 6 tháng 1 năm 2004, tại hội nghị Bluetooth CES (Consumer Electronics Show) diễn ra ở Las Vegas, tổ chức Bluetooth SIG đã thông báo rằng số thành viên của mình đã đạt con số 3000 Đây là một cột mốc quan trọng, xác nhận Bluetooth SIG trở thành tổ chức có số lượng thành viên đông đảo nhất trong nhiều lĩnh vực công nghệ, từ máy móc tự động đến thiết bị y tế, PC và điện thoại di động, tất cả đều ứng dụng công nghệ không dây Bluetooth trong sản phẩm của họ.
Bluetooth đang phát triển với tốc độ nhanh chóng, mở rộng khả năng ứng dụng ngày càng đa dạng Theo nghiên cứu của công ty Frost & Sullivan, thị trường Bluetooth dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng mạnh trong năm tới.
2001 có 4.2 tri u s n ph m t ệ ả ẩ ừ ứ ng d ng công ngh ụ ệ Bluetooth được đưa ra thị trườ ng, con số này s ẽ tăng lên 1.01 tỷ vào năm 2006.
Trong những năm gần đây, công nghệ Bluetooth đã trở thành một trong những lĩnh vực truyền thông sôi động nhất Sự phát triển của Bluetooth mang lại hy vọng cho việc chấm dứt thời kỳ kết nối bằng dây, mở ra nhiều cơ hội mới cho các thiết bị không dây.
Bảo cáo đồ án môn học kỹ thuật truyền thông số liệu tóm hiệu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, cho phép kết nối giữa các thiết bị một cách nhanh chóng và hiệu quả Việc áp dụng Bluetooth trong các lĩnh vực như điện thoại di động, máy tính và thiết bị gia dụng đã mang lại nhiều tiện ích cho người dùng Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về nguyên lý hoạt động, ưu điểm và ứng dụng của công nghệ Bluetooth trong cuộc sống hàng ngày.
10 đó là khả năng kế t nối không dây thông minh và trong su ốt, điề u này sẽ là hiện thực chỉ trong một tương lai gần mà thôi
1.3 Các đặc điểm của Bluetooth
- Tiêu th ụ năng lượ ng th p, cho phép ng d ấ ứ ụng đượ c trong nhi u lo i thi t b , bao ề ạ ế ị gồm c ả các thiế ị c t b ầm tay và điệ n tho ại di độ ng
- Giá thành h (giá m ạ ột chip Bluetooth đang giả m d n và có th xu ầ ể ống dướ i m ức 5$ m ột đơn vị).
- Khoảng cách giao ti p cho phép: ế
● Khoảng cách giữa hai thiết b u cuối có thể lên đến 10m ngoài tr i và 5m ị đầ ờ trong toà nhà
● Khoảng cách thi t b ế ị đầ u cu i và Access point có th lên t i 100m ngoài tr ố ể ớ ời và 30m trong toà nhà
Bluetooth hoạt động trên băng tần 2.4GHz trong dải băng tần ISM, cho phép tốc độ truyền dữ liệu tối đa đạt 1Mbps Công nghệ này không yêu cầu thiết bị phải nhìn thấy nhau trực tiếp, giúp tăng cường tính linh hoạt và tiện lợi trong việc kết nối.
Ứ ng d ng c a Bluetooth 10 ụ ủ 1 Thiết bị thông minh
Các mẫu điện thoại di động như Sony Ericsson P800, P900 và Nokia 3650, 7610, 7650 được trang bị công nghệ Bluetooth tích hợp, giúp người dùng dễ dàng kết nối mà không cần cáp Tính năng này cho phép kết nối với tai nghe Bluetooth, camera kỹ thuật số và máy tính, mang đến trải nghiệm xem TV, chụp ảnh, quay phim, nghe nhạc MP3, FM, cũng như duyệt web và kiểm tra email trực tiếp từ điện thoại.
Bảo cáo đồ án môn học kỹ thuật truyền thông sử dụng công nghệ Bluetooth là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hiện đại Công nghệ Bluetooth cho phép kết nối không dây giữa các thiết bị, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc truyền tải dữ liệu Trong báo cáo này, chúng tôi sẽ phân tích các ứng dụng của công nghệ Bluetooth, cách thức hoạt động và những lợi ích mà nó mang lại cho người dùng Việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ này trong các dự án thực tế sẽ giúp nâng cao kỹ năng và kiến thức cho sinh viên trong ngành kỹ thuật truyền thông.
Palm Tungsten W là một thiết bị trung tâm dữ liệu cầm tay, tích hợp công nghệ thư điện tử không dây, thông điệp SMS, các chức năng điện thoại, ứng dụng kinh doanh và phần mềm quản lý thông tin cá nhân của Palm Với khả năng hoạt động trên ba băng tần 900-1800-1900 MHz, Palm Tungsten W được thiết kế để sử dụng nhanh chóng trên các mạng GSM/GPRS, cho phép người dùng tận dụng như một chiếc điện thoại với tai nghe Bluetooth Đặc biệt, Palm Tungsten W không sử dụng SIM và có thể kết nối với bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ nào.
1.4.2 Thiết bị truy n thanh ề Gồm các lo i tai nghe(headset), loa và các tr ạ ạm thu âm thanh …
Bảo cáo đề xuất về môn học kỹ thuật truyền thông sử dụng công nghệ Bluetooth, nhằm nâng cao hiệu quả trong việc truyền tải dữ liệu Công nghệ Bluetooth mang lại nhiều lợi ích cho việc kết nối và giao tiếp không dây, giúp tối ưu hóa quy trình học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực kỹ thuật.
Công ty Logitech chuyên sản xuất thiết bị ngoại vi cho máy tính PC và nổi bật với các loại tai nghe Bluetooth di động So với các phiên bản tai nghe Bluetooth 1.2, sản phẩm của Logitech có loa với đường kính 2 cm, mang lại âm thanh chất lượng vượt trội.
Tiêu chuẩn Bluetooth 1.2 giúp giảm thiểu thời gian kết nối và tiết kiệm năng lượng khi kết nối với các thiết bị Bluetooth khác Ngoài ra, khả năng sử dụng công nghệ này còn giúp tránh xung nhiễu từ các thiết bị sử dụng băng tần 2.4GHz khác, như mạng không dây Wi-Fi và điện thoại không dây.
Với hỗ trợ Bluetooth 1.2, âm thanh nghe qua tai nghe to, như trên loa
Tai nghe cung c p t n s ấ ầ ố trả ề ớn và có âm lượ v l ng t ối đa lớn hơn cầ n thi ết để ử s dụng trong trường hợp nhất định
1.4.3 Thiết bị truy n d u ề ữ liệ Gồm chu t, bàn phím, joystick, camera, bút k ộ ỹ thuật s , máy in, LAN access point, ố
Hình 1.4 Thi ết bị truyề n d ữ liệ u
Modem Zoom được sử dụng để kết nối Internet hoặc mạng cục bộ thông qua điện thoại Thiết bị này có hai cổng giao tiếp với PC hoặc PDA: cổng không dây Bluetooth class 1 với bán kính hoạt động lên đến 100m và cổng RS232 qua cổng COM Tốc độ truyền dữ liệu đạt 56Kbps.
Bluetooth MDU 0001USB là thiết bị kết nối không dây sử dụng công nghệ Bluetooth class 2, với phạm vi sóng lên đến 10m, kết nối với PC qua USB 1.1 Mặc dù có kích thước nhỏ gọn như đầu ngón tay, thiết bị này được tích hợp hầu hết các chuẩn giao tiếp hiện có.
Bảo cáo đề tài môn học kỹ thuật truyền thông số liệu tóm hiệu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, cho phép kết nối và giao tiếp giữa các thiết bị một cách dễ dàng và hiệu quả Việc ứng dụng Bluetooth trong các lĩnh vực như điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị gia dụng thông minh đang ngày càng phổ biến, mang lại nhiều tiện ích cho người dùng.
RS232, FTP, Dial-up, Fax, và OBEX là những giao thức quan trọng giúp MDU 0001USB hoạt động như một đài phát sóng khi kết nối với PC Khi cài đặt driver và khởi động thiết bị, PC có khả năng dò tìm và kết nối với tất cả máy tính và PDA trong phạm vi 10 mét, cho phép trao đổi dữ liệu một cách dễ dàng.
Hình 1.6 Máy ảnh điề u khi n b ể ằng điệ n tho ại di độ ng
Sản phẩm của Sony Ericsson, ROB-ẩ ủ 1, cho phép điều khiển không dây qua bàn phím joystick hoặc màn hình cảm ứng trên điện thoại P900 và P910 Người dùng có thể xem hình ảnh trên màn hình điện thoại từ ống kính và chụp ảnh giống như một máy ảnh thông thường.
Với kh ả năng lăn tròn xung quanh với kho ng cách 50m cách ả ngườ ử ụ i s d ng, ROB-
1 cùng lúc truy n hình ề ảnh trên điệ n tho ại di độ ng
Thiết b có 3 bánh xe và có d ng hình c u k t h p v i công ngh ị ạ ầ ế ợ ớ ệ máy ả nh thông minh giúp di chuyển nhanh nh ẹn và cơ độ ng v i góc nhìn r ng ớ ộ
Với đường kính 11cm, ROB-1 có khả năng di chuyển về phía trước, phía sau, và xoay quanh một điểm, đồng thời nghiêng kính lên tới 70 độ và xuống 20 độ Thiết bị được trang bị đèn chiếu phía trước để chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng yếu Bộ nhớ ớ l giúp lưu trữ một số ảnh trước khi chuyển chúng vào điện thoại hoặc máy tính qua cổng USB.
1.4.4 Các ng d ứ ụng nhúng Điề u khiển nguồn năng lượng trong xe hơi, các loại nh c cụ, trong công nghi p, y ạ ệ tế,…
Bảo cáo đồ án môn học kỹ thuật truyền số liệu, tập trung vào công nghệ Bluetooth, là một phần quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ không dây hiện đại Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá các khía cạnh của công nghệ Bluetooth, từ nguyên lý hoạt động đến ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày Việc hiểu rõ về công nghệ này không chỉ giúp nâng cao kiến thức chuyên môn mà còn mở ra nhiều cơ hội trong lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông.
Hình 1.7 Màn hình hi n th theo giao di ể ị ện dành cho điệ n tho i ạ
Khách hàng của sedan Lexus LS430 và xe thể thao LX470 không cần phải rời mắt khỏi đường khi nhận hoặc thực hiện cuộc gọi điện thoại di động Tất cả các thao tác được thực hiện đơn giản thông qua nút bấm trên tay lái hoặc màn hình kỹ thuật số.
Bảo cáo đề xuất tại môn học công nghệ truyền thông liên lạc, sử dụng công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc kết nối các thiết bị, cho phép truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả Việc áp dụng công nghệ này trong giáo dục không chỉ nâng cao trải nghiệm học tập mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho việc giao tiếp và chia sẻ thông tin giữa học sinh và giáo viên.
Hình 1.9 Máy ch p hình k ụ ỹ thuậ ố có hỗ t s trợ Bluetooth để truyề n hình nh ả
1.4.5 Một số ng d ng khác ứ ụ
Các khái ni m dùng trong công ngh Bluetooth 16 ệ ệ 1 Master Unit
Trong một Piconet, thiết bị Master đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và đồng bộ hóa các thiết bị khác, thường là thiết bị đầu tiên truyền dữ liệu Master quyết định kênh truyền thông và kiểu bướm nhảy (hopping) để đảm bảo thông tin được truyền tải hiệu quả Mỗi Piconet sở hữu một kiểu hopping duy nhất, giúp phân biệt và tổ chức các kết nối trong mạng.
Là t t c các thi t b còn l i trong piconet, m t thi t b không là Master thì ph i là ấ ả ế ị ạ ộ ế ị ả Slave Tối đa 7 Slave dạng Active và 255 Slave dạng Parked(Inactive) trong 1 Piconet
Có 3 dạng Slave trong m t Piconet: ộ
Slave là thiết bị hoạt động có khả năng trao đổi thông tin với Master và các Slave khác trong Piconet Các thiết bị này được xác định thông qua địa chỉ MAC (Media Access Control) hay AMA (Active Member Address), là một số 48 bit Do đó, trong một Piconet, tối đa có 8 thiết bị hoạt động, bao gồm 1 Master và 7 Slave.
Bảo cáo đề xuất về môn học kỹ thuật truyền thông, liên quan đến công nghệ Bluetooth, đã được trình bày chi tiết Nội dung báo cáo này nhằm mục đích cung cấp cái nhìn tổng quan về ứng dụng và tiềm năng của công nghệ Bluetooth trong lĩnh vực truyền thông Các khía cạnh như hiệu suất, khả năng kết nối và ứng dụng thực tiễn của Bluetooth sẽ được thảo luận sâu sắc, nhằm nâng cao hiểu biết và ứng dụng công nghệ này trong các dự án tương lai.
Chế độ Standby là trạng thái không hoạt động, trong đó thiết bị không trao đổi dữ liệu và sóng radio không ảnh hưởng đến nó Công suất tiêu thụ giảm tối thiểu nhằm tiết kiệm năng lượng, đồng thời thiết bị không có khả năng dò tìm bất kỳ mã truy cập nào Đây được coi là một biện pháp hữu hiệu để kiểm soát thiết bị trong năm ngoài cùng của Master.
Trong một Piconet, trạng thái "Parked" là trạng thái không hoạt động, trong đó một thiết bị thường xuyên kết nối nhưng không có địa chỉ MAC Thiết bị ở trạng thái này giống như đang ở chế độ "ngủ" và sẽ nhận tín hiệu từ Master thông qua tín hiệu "beacon" Các thiết bị Parked được xác định bằng địa chỉ PMA (Packed Member Address), một số 8 bit dùng để phân biệt các Slave Parked, với tối đa 255 thiết bị có thể ở trạng thái này trong một Piconet.
2.1.3 Piconet Piconet là t p h p các thi t b ậ ợ ế ị đượ c k t n i thông qua k ế ố ỹ thuậ t Bluetooth theo mô hình Ad- Hoc(đây là kiể u m ạng đượ c thi ết lậ p cho nhu c u truy n d ầ ề ữ liệ u hi n hành và t ệ ức thời, t ốc độ nhanh và k ết nối sẽ tự động h y sau khi truy n xong) Trong 1 Piconet thì ch ủ ề ỉ có 1 thiết b ị là Master Đây thườ ng là thi t b ế ị đầ u tiên tạ o k t n i, nó có vai trò quy ế ố ết đị nh số kênh truy n thông và th c hi ề ự ện đồ ng b gi a các thành ph n trong Piconet, các thi t b ộ ữ ầ ế ị còn lại là Slave Đó là các thiết b ị gử i yêu c ầu đến Master
Trong một Piconet, tối đa có 7 Slave có thể hoạt động đồng thời, và chúng phải kết nối với Master để truyền thông tin Slave không thể giao tiếp trực tiếp với nhau; mọi dữ liệu đều phải thông qua Master, người sẽ điều phối thời gian và tần số cho các Slave.
Hình 2 1 M t Piconet trong th ộ ực tế
Bảo cáo đồ án môn học kỹ thuật truyền thông sử dụng công nghệ Bluetooth là một phần quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng hiện đại Công nghệ Bluetooth cho phép kết nối không dây giữa các thiết bị, tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải dữ liệu và thông tin Việc áp dụng công nghệ này trong các dự án học tập không chỉ nâng cao kỹ năng thực hành mà còn giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết Thông qua việc thực hiện đồ án, sinh viên có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về các khía cạnh kỹ thuật, từ lập trình đến thiết kế mạch điện, góp phần chuẩn bị cho sự nghiệp tương lai trong lĩnh vực công nghệ thông tin.
Piconet được hình thành khi hai thiết bị kết nối với nhau, chẳng hạn như laptop và điện thoại di động Mỗi Piconet có giới hạn tối đa 8 thiết bị, với 3 bit MAC cho mỗi thiết bị Tất cả các thiết bị Bluetooth trong Piconet đều hoạt động ngang hàng và có chức năng xác định.
Bảo cáo đề tài môn học kỹ thuật truyền thông số liệu tóm hiểu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc kết nối các thiết bị điện tử, cho phép truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả Việc áp dụng công nghệ này trong các lĩnh vực như điện thoại di động, máy tính và thiết bị gia dụng đã mang lại nhiều tiện ích cho người dùng Các nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn cho thấy Bluetooth không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao trải nghiệm sử dụng sản phẩm.
19 lập 1 Piconet, 1 thi t b s ế ị ẽ đóng vai Master để đồng b v t n s và th ộ ề ầ ố ời gian truy n phát, ề và các thi t b khác làm Slave ế ị
- Scatternet là 2 hay nhi ều Piconet độc lập và không đồ ng b , các Piconet này ộ kết hợp l i truy n thông v nhau ạ ề ới
● Một thiết b có thể vừa là Master của Piconet này, vừa là Slave c a Piconet ị ủ khác
Trong Piconet, vai trò của thiết bị không cố định, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa Master và Slave Nếu Master không đủ tài nguyên để phục vụ Piconet, nó có thể chuyển quyền điều khiển cho một Slave khác có khả năng mạnh mẽ hơn Điều này là cần thiết vì trong Piconet, Clock và kiểu Hopping phải được đồng bộ hóa để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
- Có 2 cách hình thành m ột Scatternet:
Piconet có thể tạo ra một Slave từ Piconet khác, với các Piconet hoạt động độc lập và không đồng bộ Slave này sẽ phân chia các khoảng thời gian (time slots - TS) để quản lý kết nối hiệu quả.
TS ở Piconet này, vài TS Piconet kia ở
Bảo cáo đề xuất ứng dụng công nghệ Bluetooth trong môn học Kỹ thuật truyền thông Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc kết nối và truyền tải dữ liệu, giúp nâng cao hiệu quả học tập và giảng dạy Sự tích hợp này không chỉ tạo ra môi trường học tập tương tác mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho sinh viên trong việc tiếp cận thông tin và công nghệ hiện đại.
Hình 2 5 S hình thành m t scatternet theo cách 1 ự ộ
Trong cách 2, một Slave trong Piconet có thể trở thành Master trong một Piconet khác, tương tự như cách 1 bằng cách chia các thời gian Phương pháp này cho phép hai Piconet đồng bộ hóa về xung nhịp và kiểu nhảy tần số Khi một Slave đảm nhận vai trò Master trong Piconet mới, nó mang theo xung nhịp và kiểu nhảy tần số của Piconet cũ, đồng thời cung cấp cho các Slave trong Piconet mới mà nó điều khiển.
Hình 2 6 S hình thành m t Scatternet theo cách 2 ự ộ
Khi xuất hiện nhiều Piconet độc lập trên cùng một kênh, các gói dữ liệu sẽ bị mất và phải được truyền lại Đặc biệt, nếu tín hiệu là âm thanh (tín hiệu thoại), chúng sẽ bị bỏ qua.
Địa chỉ thiết bị 22 2.3 K ỹ thuật tr i phả ổ nhả ầ y t n trong công ngh Bluetooth 22 ệ 2.3.1 Khái niệ m tr ải phổ trong công ngh không dây 22 ệ
• Có 4 lo ại đị a ch khác nhau có th gán cho m t thi t b Bluetooth: BD_ADDR, ỉ ể ộ ế ị AM_ADDR, PM_ADDR, AR_ADDR
BD_ADDR (Bluetooth Device Address) là địa chỉ MAC 48 bit theo tiêu chuẩn IEEE, giống như địa chỉ MAC của mỗi card mạng, giúp xác định duy nhất một thiết bị Bluetooth trên toàn cầu Địa chỉ này bao gồm 3 byte dành cho nhà sản xuất thiết bị và 3 byte cho số hiệu sản phẩm.
Địa chỉ AM_ADDR (Active Member Address) hay còn gọi là địa chỉ MAC (Media Access Control) của một thiết bị Bluetooth, là một số 3 bits dùng để phân biệt giữa các Slave active trong một Piconet Với 2^3 = 8, tối đa có 7 Slave active có thể tham gia trong một Piconet, trong khi địa chỉ 000 được sử dụng cho Broadcast, cho phép truyền tín hiệu đến tất cả các thành viên trong Piconet Địa chỉ này chỉ tồn tại khi Slave ở trạng thái active.
PM_ADDR (Địa chỉ thành viên đã đỗ) là một biến có kích thước 8 bits, dùng để phân biệt các thiết bị Slave đang ở trạng thái đỗ Do đó, có thể có tối đa 255 thiết bị trong trạng thái đỗ Địa chỉ này được xác định khi thiết bị Slave chuyển sang trạng thái đỗ.
• AR_ADDR(Access Request Address): đị a chỉ này đượ c dùng b ởi parked Slave để xác định nơi mà nó đượ c phép g ửi thông điệ p yêu cầu truy cập tới
2.3 Kỹ thuật tr i ph ả ổ nhả ầ y t n trong công ngh Bluetooth ệ 2.3.1 Khái niệm tr ải phổ trong công ngh không dây ệ
Trong truyền thông bằng sóng radio cổ điển, người ta sử dụng một tần số ổn định để truyền dữ liệu Tuy nhiên, khả năng mất dữ liệu là rất lớn do tần số này có thể bị nhiễu Hơn nữa, tốc độ truyền sẽ không cao.
Bảo cáo về tài mận học các thuở truyền số liệu tôm hiếu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả Nhờ vào khả năng kết nối không dây, Bluetooth giúp cải thiện trải nghiệm người dùng trong nhiều lĩnh vực Việc áp dụng công nghệ này trong các ứng dụng thực tiễn đã mang lại nhiều lợi ích, từ việc truyền tải âm thanh đến việc kết nối các thiết bị thông minh.
Truyền thông triệt phác sử dụng kỹ thuật truyền tín hiệu với nhiều tần số đồng thời, bao gồm DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) và FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), nhằm nâng cao khả năng chống nhiễu, bảo mật và tốc độ truyền dữ liệu.
Trải phổ nhị tần số là kỹ thuật phân chia dải băng tần thành một tập hợp các kênh tần hẹp, cho phép thực hiện việc truyền tín hiệu hiệu quả trên các kênh đó Phương pháp này sử dụng nhị phân để truyền tải thông tin qua các kênh tần số theo một thứ tự nhất định.
Hình 2 7 K ỹ thuật trả i ph nh ổ ảy tầ n s ố
2.3.2 Kỹ thuật nh y t n s trong công ngh Bluetooth ả ầ ố ệ
Việc truyền dữ liệu qua Bluetooth sử dụng kỹ thuật nhảy tần số, cho phép các gói dữ liệu được truyền trên các tần số khác nhau Dải băng tần ISM 2.4GHz được chia thành 79 kênh, với tốc độ nhảy lên đến 1600 lần mỗi giây, giúp giảm thiểu nhiễu và kéo dài khoảng cách truyền tải của các gói tin, từ đó tăng tốc độ truyền thông hiệu quả.
Bảo cáo đề xuất môn học kỹ thuật truyền thông số liệu tóm hiểu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, giúp kết nối các thiết bị một cách dễ dàng và hiệu quả Việc áp dụng công nghệ này trong các lĩnh vực khác nhau mang lại nhiều lợi ích, từ việc cải thiện trải nghiệm người dùng đến việc tối ưu hóa quy trình làm việc.
Hình 2 8 Các Packet truy n trên các t n s khác nhau ề ầ ố
Hình 2 9 Các packet truy n trên khe th i gian ề ờ
Bảo cáo đồ án môn học kĩ thuật truyền thông là một phần quan trọng trong chương trình học, giúp sinh viên nắm vững các kiến thức cơ bản về công nghệ Bluetooth Nội dung báo cáo cần thể hiện rõ ràng các khía cạnh kỹ thuật, ứng dụng thực tiễn và tiềm năng phát triển của công nghệ này Sinh viên nên chú trọng vào việc phân tích các ưu điểm và nhược điểm của Bluetooth, đồng thời đưa ra các ví dụ minh họa cụ thể để làm rõ hơn những điểm đã nêu Việc tuân thủ các quy định SEO trong việc trình bày nội dung cũng rất cần thiết để báo cáo dễ dàng tiếp cận và thu hút sự chú ý của người đọc.
Việc truy cập vào các khe thời gian là rất quan trọng trong quá trình truyền dữ liệu Mỗi khe thời gian thường kéo dài 625μs, trong khi một packet thường nằm trong một khe đơn Tuy nhiên, có thể có từ 3 đến 5 packet trong một khe Đối với các packet đa khe, yêu cầu về thời gian phải được duy trì không đổi cho đến khi toàn bộ packet được gửi đi.
Sử dụng packet đa khe giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu nhờ vào phần header của mỗi packet chỉ yêu cầu 1 lần 220 ms cho thời gian chuyển đổi Thời gian truyền 3 packets đơn khe lớn hơn thời gian truyền 1 packet 3 khe Tuy nhiên, trong môi trường có nhiều tín hiệu truyền, các packet dài chiếm nhiều timeslot sẽ dễ bị nhiễu và có nguy cơ bị mất mát cao hơn.
- Mỗi packet chứa 3 thành ph n: Access Code(Mã truy c p), Header, Payload ầ ậ
Hình 2 10 C u trúc gói tin Bluetooth ấ
- Kích thước của Access Code và Header là c ố đị nh
★ Access code: g m 72 bits, dùng trong vi ồ ệc đồ ng b d ộ ữ liệu, đị nh danh, báo hiệu
Bảo cáo đề xuất tài m ơn học kỹ thuật truyền số liệu t ừ t ôm hi ệu công nghệ Bluetooth.
- Trong Header có 54 bits, trong đó:
▪ 3 bits đượ c dùng trong việc đ ịnh đị a ch ỉ, do đó có tối đa 7 Active slave.
▪ 4 bits ti p theo cho bi t lo ế ế ại packet(m t s ộ ố không dùng đế n)
▪ 1 bit ARQ: cho bi t packet là Broadcast không có ACK ế
▪ 1 bit Sequencing: l ọc bỏ nh ng packet trùng do truy n l ữ ề ại.
▪ 8 bits HEC: ki m tra tính toàn v n c a header ể ẹ ủ Tổng c ộng có 18 bits, các bit đó đượ c mã hoá v i 1.3 FEC(Forward Error ớ Correction) để có được 54 bits
★ Payload: ph n ch a d u truy ầ ứ ữ liệ ền đi, có thể thay đổi t 0 t i 2744 bit/packet ừ ớ Payload có th ể là dữ u Voice ho liệ ặc data.
2.4 Cách th ức hoạt độ ng c ủa Bluetooth 2.4.1 Cơ chế truyền và sửa lỗi
Kỹ thuật Bluetooth là một công nghệ phức tạp, sử dụng kỹ thuật nhảy tần số trong các khoảng thời gian (timeslot) để hoạt động hiệu quả trong môi trường có nhiễu tần số radio Bluetooth áp dụng chiến lược nhảy tần số để tạo ra sự kết nối mạnh mẽ và thông minh, cho phép truyền thông ổn định Sau khi nhận một gói tin, Bluetooth sẽ nhanh chóng chuyển sang một tần số khác, giúp tránh nhiễu từ các tín hiệu bên ngoài.
Bluetooth hoạt động trên băng tần radio với tốc độ nhịp nhanh và sử dụng gói dữ liệu (packet) hiệu quả hơn so với các hệ thống khác Nhờ vào tốc độ nhanh và khả năng truyền tải gói dữ liệu ngắn, Bluetooth giảm thiểu khả năng bị nhiễu từ sóng vi sóng và các thiết bị gây nhiễu khác trong môi trường xung quanh.
- Có 3 phương pháp được s d ng trong vi c ki ử ụ ệ ểm tra tính đúng đắn c a d ủ ữ liệu truyền đi:
Các t ng giao th c trong Bluetooth 30 ầ ứ 1 Bluetooth Radio
Bảo cáo đào tạo môn học kỹ thuật truyền số liệu tóm hiếu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đang trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, giúp kết nối thiết bị dễ dàng và hiệu quả Việc áp dụng công nghệ này trong giáo dục mở ra nhiều cơ hội cho việc học tập và giao tiếp, đồng thời nâng cao trải nghiệm người dùng.
Các giao th ức cốt lõi trong Bluetooth:
+ Bluetooth Radio + Baseband + Link Manager Protocol - LMP + Logical Link Control and Adaptation Protocol - L2CAP + Radio Frequency Communication - RFCOMM
+ Service Discovery Protocol - SDP + Telephony Control Protocol - TCP + Adopted Protocol - AP
Bảo cáo đề xuất tại môn học kỹ thuật truyền dẫn số liệu, tóm tắt công nghệ Bluetooth và ứng dụng của nó trong việc kết nối thiết bị Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, cho phép người dùng kết nối và chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả Việc hiểu rõ về Bluetooth sẽ giúp sinh viên nắm bắt các khái niệm cơ bản cũng như các ứng dụng thực tiễn trong cuộc sống hàng ngày.
Hình 2 18 Các t ng giao th c Bluetooth ầ ứ 2.5.1 Bluetooth Radio
Tầng Bluetooth radio là thành phần quan trọng trong cấu trúc của công nghệ Bluetooth, định nghĩa yêu cầu cho bộ phận thu phát sóng hoạt động ở tần số 2.4GHz ISM Băng tần ISM là băng tần không cần đăng ký, được sử dụng cho các thiết bị không dây trong các lĩnh vực công nghiệp, khoa học và y tế.
Nhờ vào giao tiếp bằng sóng radio mà dữ liệu Bluetooth có th xuyên qua các v ể ật thể r n và phi kim ắ
Sóng radio của Bluetooth sử dụng phương pháp nhảy tần số (frequency hopping) để truyền dữ liệu, với mỗi gói tin được phát trên các tần số khác nhau Tốc độ nhảy nhanh này giúp giảm thiểu hiện tượng nhiễu sóng Ở nhiều quốc gia, Bluetooth có 79 bước nhảy, mỗi bước cách nhau 1MHz, bắt đầu từ 2.402GHz đến 2.480GHz Tuy nhiên, ở một số quốc gia như Pháp và Nhật Bản, số bước nhảy bị giới hạn chỉ còn 23 bước.
Bảo cáo đề xuất tại môn học kỹ thuật truyền dẫn số liệu, trong đó nhấn mạnh ứng dụng công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đã trở thành một phần quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu không dây, giúp cải thiện hiệu suất và tiện ích trong các thiết bị hiện đại Việc áp dụng công nghệ này trong lĩnh vực giáo dục và học tập mở ra nhiều cơ hội cho việc chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Bluetooth đượ c thiết kế để ho ạt độ ng ở m ức năng lượ ng th ấp Đặ c tả đưa ra 3 mứ c năng lượng từ 1mW tới 100mW
● Mức năng lượng 1(100mW): được thiết kế cho những thiết b có phạm vi ị hoạt động r ng(~100m) ộ
● Mức năng lượng 2(2.5mW): được thi t k cho nh ng thi t b có ph m vi ho ế ế ữ ế ị ạ ạt động thông thườ ng(~10m)
● Mức năng lượng 3(1mW): được thiết kế cho những thiết bị có phạm vi hoạt động ngắn(~10cm)
Những thi t b có kh ế ị ả năng điều khi n m ể ức năng lượng có th t ể ối ưu hoá năng lượng bằng cách dùng nh ng l nh LMP ữ ệ
2.5.2 Baseb and Baseband protocol n ằm ở ầ t ng v ật lý củ a Bluetooth Nó qu n lý nh ng kênh truy n ả ữ ề và liên k t v t lý tách bi t kh i nh ng d ch v ế ậ ệ ỏ ữ ị ụ khác như sử ỗ a l i, ch ọn bướ c nh y và b o ả ả mật T ng Baseband n m bên trên t ng radio trong ch ng giao th c c a Bluetooth ầ ằ ầ ồ ứ ủBaseband protocol được cài đặt như là mộ t Link Controller Nó cùng v i Link Manager ớ thực hi n nh ng công vi ệ ữ ệc ở ứ m c th ấp như kế ố t n i, qu ản lý năng lượ ng T ng Baseband ầ củng qu n lý nh ng k t n ả ữ ế ối đồ ng b ộ và không đồ ng b , qu ộ ản lý các gói tin, th c hi ự ện tìm kiếm và yêu c u k t n ầ ế ối đế n các thi ế ị Bluetooth khác t b
Bảo cáo đề xuất trong môn học kỹ thuật truyền thông sử dụng công nghệ Bluetooth.
2.5.3 Link Manager Protocol Link Manager(LM) th c hi n vi c thi t l p kênh truy n, xác nh n h p l , c u hình ự ệ ệ ế ậ ề ậ ợ ệ ấ kênh truy n Nó tìm ki m nh ng LM khác và giao ti p v i chúng thông qua Link Manager ề ế ữ ế ớ Protocol Để thực hi ện đượ c vai trò của mình, LM dùng những dịch vụ do tầng Link Controller bên dưới cung cấp
Về cơ bản, các lệnh LMP bao gồm các PDU(Protocol Data Unit - Xem thêm trong phần SDP bên dưới) được gử ừ i t thiết bị này sang thiết bị khác
2.5.4 Host Controller Interface HCI cung c p m t giao di n cho phép các t ấ ộ ệ ầng bên trên điề u khi n Baseband ể Controller và Link Manager, đồ ng thời cho phép truy c ập đế n tr ạng thái c a phần cứng và ủ các thanh ghi điề u khiển Về bản chất, giao diện này cung cấp m ột phương thứ c duy nhất để truy c ập đế n nh ững khả năng của băng tần cơ sở HCI tồn tại trong 3 phần: Host - Transport layer - Host controller M i ph ỗ ần đóng mộ t vai trò khác nhau trong h ệ thố ng HCI
2.5.4.1 Những thành ph n ch ầ ức năng củ a HCI
HCI được chia thành ba phần chính: HCI firmware, HCI driver và Host controller transport layer, mỗi phần đảm nhiệm một chức năng riêng biệt Hình ảnh dưới đây minh họa mô hình hoạt động của các thành phần HCI.
Bảo cáo đào tạo môn học kỹ thuật truyền số liệu tóm hiếu công nghệ Bluetooth Công nghệ Bluetooth đang trở thành một phần thiết yếu trong việc kết nối và truyền tải dữ liệu không dây Nó cho phép các thiết bị giao tiếp với nhau một cách hiệu quả, mang lại sự tiện lợi cho người dùng Việc hiểu rõ về kỹ thuật và ứng dụng của Bluetooth trong các lĩnh vực khác nhau là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất và khả năng tương tác giữa các thiết bị.
Firmware HCI nằm trong Bộ điều khiển máy chủ (Host Controller), đóng vai trò quan trọng trong phần cứng của Bluetooth Nó cung cấp các lệnh HCI cho phần cứng Bluetooth bằng cách truy cập vào các lệnh ở tầng Baseband và Link Manager.
HCI driver nằm ở phần Host, cụ thể là phần mềm Khi có sự kiện xảy ra, một HCI sẽ gửi thông tin về sự kiện đến Host Host sẽ phân tích gói tin nhận được để xác định loại sự kiện và sau đó chuyển các gói tin lên các tầng bên trên.
Lớp vận chuyển của bộ điều khiển máy chủ (Host Controller Transport Layer) cho phép giao tiếp giữa driver HCI và firmware Có nhiều loại lớp vận chuyển như USB, UART và RS232 Nhờ vào lớp vận chuyển này, phần cứng và phần mềm có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu mà không cần biết chi tiết về cách thức dữ liệu được truyền tải.
Hình 2 21 Host controller transport layer
Bảo cáo đề xuất môn học kỹ thuật truyền dẫn số liệu, tập trung vào công nghệ Bluetooth Công nghệ này cho phép truyền tải dữ liệu không dây giữa các thiết bị, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc kết nối Việc áp dụng Bluetooth trong lĩnh vực giáo dục mở ra nhiều cơ hội mới cho việc học tập và giảng dạy hiện đại.
