Tìm hiểu về công nghệ bluetooth

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày nay, xã hội phát triển mạnh mẽ, kỹ thuật ngày đại nên nhu cầu trao đổi thơng tin, giải trí, nhu cầu điều khiển thiết bị từ xa…ngày cao Và hệ thống dây cáp phức tạp lại đáp ứng tốt nhu cầu này, khu vực trật hẹp, nơi xa xôi phương tiện vận chuyển… cơng nghệ khơng dây đời phát triển mạnh mẽ, tạo nhiều thuận lợi cho người sống hàng ngày, kỹ thuật không dây phục vụ nhiều nhu cầu khác người đời sống hàng ngày, từ học tập đến nhu cầu giải trí xem phim, nghe nhạc,chơi game… Với nhu cầu đa dạng phức tạp kỹ thuật không dây đưa nhiều chuẩn với đặc điểm kỹ thuật khác để phù hợp với yêu cầu, mục đích khả sử dụng người IrDA, WLan với chuẩn 802.11,Zigbee, open AIR, Bluetooth… Mỗi chuẩn kỹ thuật có ưu điểm, khuyết điểm riêng Bluetooth lên kỹ thuật không dây tầm ngắn có nhiều ưu điểm, thuận lợi cho thiết bị di động Với tổ chức đô đảo,hiện đại số lượng nhà sản xuất hỗ trợ kỹ thuật Bluetooth vào sản phẩm họ ngày tăng, Bluetooth dần lan rộng khắp giới xâm nhập vào lĩnh vực thiết bị điện tử tương lai thiết bị điện tử hỗ trợ kỹ thuật này… xuất phát từ lý em thực đề tài “tìm hiểu cơng nghệ Bluetooth “ 1.2 Nội dung hướng cần giải  Giới thiệu tổng quan Bluetooth : Giới thiệu khái quát công nghệ Bluetooth, khái niệm, lịch sử phát triển, đặc điểm số ứng dụng  Kỹ thuật Bluetooth : Mô tả kỹ thuật Bluetooth, đặc điểm so sánh với kỹ thuật không dây khác  Vấn đề an toàn bảo mật : Phân tích vấn đề an tồn bảo mật  Các ưu nhược điểm công nghệ Bluetooth : Trình bày ưu nhược điểm cơng nghệ bluetooth tương lai công nghệ  Sản phẩm SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin CHƯƠNG LÝ THUYẾT BLUETOOTH 2.1 Khái niệm công nghệ Bluetooth Bluetooth công nghệ không dây cho phép thiết bị điện, điện tử giao tiếp với khoảng cách ngắn, sóng vơ tuyến qua băng tần chung ISM(Industrial, Scientific, Medical) dãy tầng 2.40 – 2.48 GHz có khả truyền tải giọng nói liệu Phạm vi hoạt động thiết bị Bluetooth khoảng 10m Bluetooth truyền liệu với tốc độ Mbps, nhanh gấp lần tốc độ trung bình cổng song song cổng serial tương ứng Đây dãy băng tần không cần đăng ký dành riêng để dùng cho thiết bị không dây công nghiệp, khoa học, y tế Bluetooth thiết kế nhằm mục đích thay dây cable máy tính thiết bị truyền thơng cá nhân, kết nối vô tuyến thiết bị điện tử lại với cách thuận lợi với giá thành rẻ Khi kích hoạt  Bluetooth tự động định vị thiết bị khác có chung cơng nghệ vùng xung quanh bắt đầu kết nối với chúng Nó định hướng sử dụng cho việc truyền liệu lẫn tiếng nói Cơng nghệ khơng dây Bluetooth tiêu chuẩn thực tế, dùng cho thiết bị cỡ nhỏ, chi phí thấp, sóng ngắn liên kết PC di động, điện thoại di động máy tính với Bluetooth Special Interest Group tổ chức gồm công ty hàng đầu lĩnh vực viễn thơng, máy tính cơng nghiệp mạng cố gắng phát triển công nghệ cung cấp rộng rãi thị trường Bluetooth công nghệ cho phép truyền thông thiết bị với mà khơng cần cáp dây dẫn Bluetooth tiêu hao lượng có giá thành thấp tốc độ chậm nhiều so với mạng không dây Wi-Fi SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin Apple trang bị chức hỗ trợ Bluetooth vào hệ máy Mac nhiều năm để kích hoạt khả hoạt động với thiết bị bàn phím chuột khơng dây hỗ trợ Bluetooth, đồng hoá liệu với điện thoại di động (ĐTDĐ) thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA, in ấn với máy in hỗ trợ Bluetooth kết nối đến thiết bị khác bluetooth phải đối mặt với chiến leo thang với nhà sản xuất PC ngược lại, công nghệ Bluetooth "đứa cưng" hãng sản xuất ĐTDĐ đại đa số ĐTDĐ có hỗ trợ Bluetooth thiết bị headset không dây Trong tương lai, công nghệ Bluetooth phiên tiếp tục phát triển rộng nhiều lĩnh vực 2.2 Lịch sử hình thành phát triển cơng nghệ Bluetooth Bluetooth tên nhà vua Đan Mạch –Harald I Bluetooth (910-985) Harald I Bluetooth hợp Đan Mạch Na Uy.Ngày bluetooth biểu tượng công nghệ biểu tượng thống Computer Telecom cơng nghệ máy tính cơng nghệ truyền thông đa phương tiện Năm 1994: lần Sony Ericssion đưa đề án nhằm hợp liên lạc thiết bị với mà không cần dùng đến sợi dây cáp cồng kềnh, phức tạp.Đây thực chất mạng vô tuyến không dây cự li ngắn dùng vi mạch cỡ 9mm truyền tín hiệu sóng vơ tuyến điều khiển thay cho sợi dây cáp rối rắm Năm 1998: công ty lớn giới Sonny Ericsson,Nokia, IBM,Intel Toshiba liên kết hợp tác thiết kế triển khai phát triển chuẩn công nghệ kết nối không dây mang tên BLUETOOTH nhằm kết nối thiết bị vi điện tử lại với sóng Đến ngày 20/5/1998: nhóm nghiên cứu Special Intel Group-SIG thức thành lập với mục đích phát triển công nghệ bluetooth thị trường viễn thông Bất kỳ cơng ty có ý định sử dụng cơng nghệ bluetooth tham gia vào SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin Tháng năm 1999 : Các chuyên gia kỹ thuật SIG đưa thuyết minh kỹ thuật Bluetooth phiên 1.0 Công nghệ Bluetooth phát triển Ericsson (Hiện Sony Ericsson Ericsson Mobile Platforms), sau chuẩn hoá Bluetooth Special Interest Group (SIG) Chuẩn thức phát hành vào ngày 20 tháng năm 1999 Ngày Bluetooth công nhận 10,000 cơng ty tồn giới trở thành kết nối không dây thông dụng Đầu tiên, Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba Nokia ngồi lại với nghiên cứu công nghệ không dây tầm gần thiết bị điện tử Mục đích cơng nghệ hỗ trợ việc truyền liệu qua khoảng cách ngắn thiết bị di động cố định, tạo nên mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PA Ns), sau nhiều cơng ty khác tham gia với tư cách cộng tác hay hỗ trợ Bluetooth gọi IEEE 802.15.1 Tai nghe không dây, thiết bị phổ biến sử dụng Bluetooth Năm 2000 : SIG bổ sung thêm thành viên Com, Lucent, Technologies, Microsoft Motorola công nghệ Bluetooth cấp chứng nhận kỹ thuật lần mắt Năm 2001 : Bluetooth 1.1 đời với bluetooth sofware development kit XTNDAccess blue SDK ,đánh dấu bước phát triển chưa có cơng nghệ SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin bluetooth nhiều lĩnh vực khác với quan tâm nhiều nhà sản xuất Bluetooth bình chọn công nghệ vô tuyến tốt năm Tháng năm 2002 : Bluetooth SIG thiết lập quan đầu não Overland Park ,Kanas ,USA Năm 2002 đánh dấu đời loại máy tính Apple hỗ trợ Bluetooth Sau khơng lâu Bluetooth thiết lập máy Macintosh với hệ điều hành Mac oxs.bluetooth cho phép chia sẻ tập tin máy MAC, đồng chia sẻ thông tin liên lạc máy palm,truy cập internet thông qua điện thoại có hỗ trợ bluetooth Tháng năm 2003 : CSR ( cambridge silicon radio ) cho đời chip bluetooth có khả tích hợp dễ dàng giá hợp lý Điều góp phần cho đời hệ motherboard tích hợp bluetooth, giảm chênh lệch giá giửa mainboard, cellphone có khơng bluetooth Tháng 11 năm 2003: Dịng sản phẩm 1.2 đời Năm 2004: Các công ty điện thoại di động tiếp tục khai thác thị trường sôi cách cho đời hệ điện thoại di động đời có tích hợp cơng nghệ bluetooth Motorola cho sản phẩm đầu tay , sản phẩm bluetooth tiếp tục đời xúc tiến mạnh mẽ 6/1/2004: Trong hội nghị bluetooth CES ( Consumer Electronics show ) Las Vegas ,tổ chức Bluetooth cơng bố thành viên lên số 3000 trở thành tổ chức có số thành viên đông thuộc lĩnh vực công nghệ Bluetooth có tốc độ phát triển nhanh chóng với khả ứng dụng ngày cao đa dạng ,theo tính tốn cơng ty nghiên cứu thị trường Frost & Sulivan ,trong năm 2001 có 4.2 triệu sản phẩm sử dụng công nghệ bluetooth đưa thị trường Con số tăng lên 1.01 tỷ năm 2006 Những năm gần đây, Bluetooth coi thị trường động sôi lĩnh vực truyền thơng Với đời cơng nghệ bluetooth lạc quan nói Thời đại kết nối dây hữu tuyến thiết bị đến hồi kết thúc thay vào khả kết nối thông minh suốt điều thực tương lai gần SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin 2.3 Các đặc điểm công nghệ Bluetooth Tiêu thụ lượng thấp, cho phép ứng dụng nhiều loại thiết bị ,bao gồm thiết bị cầm tay điện thoại di động  Giá thành hạ ( giá chip Bluetooth giảm dần xuống mức 5$ đơn vị )  Khoảng cách giao tiếp cho phép Khoảng cách thiết bị đầu cuối lên đến 10m ngồi trời 5m tịa nhà  Khoảng cách giửa thiết bị Access point lên đến 100m ngồi trời 30m tịa nhà  Bluetooth sử dụng băng tần khơng đăng ký 2.4 Ghz dãy băng tần ISM Tốc độ truyền liệu đạt mức tối đa 1Mps mà thiết bị không cần phải thấy trực tiếp  Dễ dàng việc phát triển ứng dụng : Bluetooth kết nối ứng dụng với ứng dụng khác thông qua chuẩn “Bluetooth profiles” độc lập phần cứng hệ điều hành sử dụng  Bluetooth dùng giao tiếp liệu tiếng nói có kênh truyền tiếng nói kênh truyền liệu mạng có nhân  An tồn bảo mật : Được tích hợp với xác nhận mã hóa  Tính tương thích cao,được nhiều nhà sản xuất phần cứng phần mềm hỗ trợ 2.4 Ứng dụng công nghệ Bluetooth 2.4.1 Thiết bị thông minh Gồm loại điện thoại di động ,PDA, PC, Cellphone, Smartphone….Điện thoại di động công nghệ Bluetooth gắn sẵn điện thoại di động nên khơng cần cáp nối,có kết nói với tai nghe Bluetooth, camera kỹ thuật số hay máy tính, cho phép người dùng xem ti vi, chụp ảnh, xem phim, nghe MP3, FM, duyệt web, email từ điện thoại SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin 2.4.2 Thiết bị truyền Gồm loại tai nghe, loa trạm thu âm Công ty Logitech chuyên sản xuất thiết bị ngoại vi cho máy tính pc vừa giới thiệu loại tai nghe Bluetooth di động so với loại tai nghe khác thị trường, tai nghe HS02 hỗ trợ chuẩn Bluetooth phiên 1.2 có loa nghe lớn 2cm Tiêu chuẩn Bluetooth chuẩn 1.2 giảm thời gian kết nối tiêu thụ điện kết nối với thiết bị Bluetooth 1.2 khác sử dụng chuẩn tần số 1.2 giúp tránh xa xung nhiễu từ thiết bị tần số 2.4ghz khác mạng không dây wifi điện thoại không dây Với hỗ trợ Bluetooth 1.2 âm nghe qua tai nghe to loa,tai nghe cung cấp tần số trả lớn có âm lượng tối đa lớn cần thiết để sử dụng trường hợp định 2.4.3 Thiết bị truyền liệu Gồm chuột, bàn phím, joystick, camera, bút kỹ thuật số, máy in, Lan Access point … Thiết bị truyền liệu Modern Zoom dung để kết nối Internet mạng cục điện thoại Nó có ngõ giao tiếp với PC PDA : ngõ không dây Bluetooth Class bán kính hoạt động 100m; ngõ RS32 qua cổng Com, tốc độ 56kbps SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin USB BLUETOOTH Bluetooh MDU 001usb thiết bị kết nối không dây sử dụng công nghệ Bluetooth class 2, vùng phủ sóng bán kính 10m; nối với PC qua USB 1.1 nhỏ đầu ngón tay thiết bị tích hợp gần tất chuẩn giao tiếp có, ví dụ RS232, FTP, Dial up, FAX, OBEX ( chuẩn đồng hoá liệu cho PDA )… nên lắp MDU 0001 usb vào vơ hình trung pc bạn biến thành đài phát sóng Ngược lại PC dị , tìm kết nối tất máy tính, PDA vùng phủ sóng cắm thiết bị cài đặt driver, khởi động lại tất máy bán kính 10m trao đổi, trao đổi liệu với Máy ảnh điều khiển điện thoại di động Sản phẩm Sony Ericssion có tên ROB-1-ROB-1 điều khiển bàn phím khơng dây qua joystick nhờ bàn phím cảm ứng điện thoai di động người sử dụng nhìn điện thoại di động có ống kính máy ảnh, chụp hình ảnh điện thoại máy ảnh thồng thường SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin Với khả lăn tròn xung quanh với khoảng cách 50m cách người sử dụng, ROB-1 lúc truyền hình ảnh điện thoại di động Thiết bị có ba bánh xe có dạng hình cầu kết hợp với cơng nghệ máy ảnh thong minh giúp di chuyển nhanh nhen động với góc nhìn rộng Có đường kính 11cm ROB-1 di chuyển phía trước,sau , nhìn quanh góc, quanh điểm hay nghiêng ống kính góc 70 độ lên 20 độ xuống Có đèn chiếu phía trước giúp chụp bóng tối Bộ nhớ giúp chụp số ảnh trước lưu vào điện thoại truyền tới máy tính qua cổng USB 2.4.4 Các ứng dụng nhúng Điều khiển nguồn lượng xe loại nhạc cụ công nghiệp,y tế… Kể từ năm trở lại khách hàng sử dụng xe không cần phải dừng lại đường để nhận hay tiến hành gọi điện thoại.Các thao tác thực đơn giản nhờ nút bấm tay lái qua hình kỹ thuật số Bluetooth car kit Máy ảnh kỹ thuật số có hỗ trợ Bluetooth để truyền hình ảnh SVTH: Nguyễn Tuấn Dương Lớp: 49TH1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Công nghệ thông tin 2.4.5 Một số ứng dụng khác Do số lượng công ty tham gia vào tổ chức SIG ngày nhiều số lượng sản phẩm tích hợp bluetooth tung thị trường ngày nhiều, bao gồm thiết bị dân dụng tủ lạnh,máy điều hồ,lị vi sóng, loại đồ chơi Đồ chơi điều khiển điện thoại di động Đây phụ kiện hoàn toàn mang tính giải trí Bộ CAR-100-Bluetooth car kit Sony Ericsson sản xuất hồn tồn tơ điện tử to bao diêm Nó có chiều dài 7cm, điều khiển cách bấm phím điện thoại di động Sony Ericsson có hỗ trợ Bluetooth Nó nạp điện cách nối vào khe cắm điện thoại tơ chạy liền tiếng với cự ly hoạt động 10m Thời gian hoạt động địi hỏi tiếng Đồng hồ có hỗ trợ Bluetooth nghe nhạc MP3 SVTH: Nguyễn Tuấn Dương 10 Lớp: 49TH1