فكر اولیه بلوتوث در شركت موبایل اریكسون در سال 1994 شكل گرفت. اریكسون كه یك شركت سوئدی ارتباطات راه دور است – در آن زمان در حال ساخت یك ارتباط رادیویی كم مصرف ، كم هزینه بین تلفن های همراه و یك گوشی بی سیم بود.

 كار مهندسی در سال 1995 شروع شد و فكر اولیه به فراتر از تلفنهای همراه و گوشی های آنها توسعه یافت تا شامل همه انواع وسایل همراه شود ، با هدف ساخت شبكه های شخصی كوچك از وسایل مختلف در طول این زمان ، اریكسون نام “بلوتوث” (یك پادشاه دانماركی) گرفت كه بین سالهای 940 و 981 میلادی می زیست. شاهِ هارالد در دوره حكومت خود كه یك وایكینگ بود – به طور صلح آمیز ، دانمارك ، سوئد جنوبی و نروژ شمالی را متحد كرد. این كار به او شهرت یك پادشاه ماهر در ارتباط و مذاكره را در تاریخ داد.

برای اریكسون ، اسم بلوتوث برای فناوری داده شده كه امیدوار بود بتواند به طور صلح آمیز وسایل مختلف را متحد كند، مناسب بود. اریكسون می دانست كه اگر فقط یك شركت این استاندارد ها را حمایت كند هرگز موفق نخواهد شد.

بلوتوث یك فناوری بی سیم كوتاه برد است كه به تلفنهای همراه ، PDA ، كامپیوترها ، دستگاههای ضبط و پخش استریو ، لوازم خانگی ، اتومبیلها و همه وسایل دیگری كه می توانید ارتباط آنها را با یكدیگر فكر كنید امكان ارتباط می دهد...در این مقاله قصد داریم تا از ابتدا تا انتهای بلوتوث را به شما معرفی کنیم.

تمام دانسته هایمان  در مورد فن آوری دندان آبی  بلوتوث Bluetooth را باهم مرور کنیم

فهرست بخش های مقاله :

بلوتوث یك فناوری بی سیم كوتاه برد است كه به تلفنهای همراه ، PDA ، كامپیوترها ، دستگاههای ضبط و پخش استریو ، لوازم خانگی ، اتومبیلها و همه وسایل دیگری كه می توانید ارتباط آنها را با یكدیگر فكر كنید امكان ارتباط می دهد...در این مقاله قصد داریم تا از ابتدا تا انتهای بلوتوث را به شما معرفی کنیم.

مقدمه

  تاریخچه بلوتوث

  توضیح بلوتوث

  بلوتوث چگونه كار می كند؟

  راه حلی بنام بلوتوث! - بخش اول

  راه حلی بنام بلوتوث! - بخش دوم

  راه حلی بنام بلوتوث! - بخش سوم

  مزایای بلوتوث

مقدمه : به دنیای بلوتوث خوش آمدید : Well come to world Bluetooth

به تازگی پس از یك سمینار عصرانه به خانه باز گشته اید. کامپیوتر Notebook  تان در كیف تان قرار دارد ، PDA خود را به كمر بسته اید ، و تلفن همراه تان در جیب جای دارد. در سمینار امروز یادداشتهایی را در Notebook خود نوشته اید . همین كه به خانه می رسید و از كنار چاپگر جوهر افشان خود عبور می كنید ، Notebook ، چاپگر را پیدا می كند و به طور خودكار یادداشتهای سمینار را به چاپگر ارسال می كند و آنها روی كاغذ چاپ می شوند . درهمین حال ، PDA شما كامپیوتر رومیزی را تشخیص می دهد و درخواست می كند كه دفتر تلفن و برنامه روزانه شما Update شود . هم چنین همه پیامهای ایمیلی را كه ارجهیت آنها را تعیین كرده اید درخواست می كند.

همه این كارها در زمانی رخ می دهد كه كت خود را در می آورید و برای نوشیدن یك نوشابه به طرف یخچال می روید . در عرض چند دقیقه ، تلفن همراه شما بوق می زند تا به شما اطلاع دهد كه عملیات چاپ یادداشتها تمام شده است . به طرف چاپگر رفته و یادداشتها را می خوانید بلافاصله پس از آن PDA شما بوق می زند تا به شما بگوید كه دفترچه تلفن و برنامه روزانه شما را Update كرده است و شما ایمیل جدید دارید.

وظیفه بلوتوث Bluetooth  چیست ؟

بلوتوث یك فناوری بی سیم كوتاه برد است كه به تلفنهای همراه ، PDA ، كامپیوترها ، دستگاههای ضبط و پخش استریو ، لوازم خانگی ، اتومبیلها و همه وسایل دیگری كه می توانید ارتباط آنها را با یكدیگر فكر كنید امكان ارتباط می دهد. در ادامه شما را با تاریخچه و چگونگی شکل گیری و انتخاب نام بلوتوث آشنا خواهیم نمود...

تاریخچه بلوتوث History Bluetooth :

فكر اولیه بلوتوث در شركت موبایل اریكسون در سال 1994 شكل گرفت. اریكسون كه یك شركت سوئدی ارتباطات راه دور است – در آن زمان در حال ساخت یك ارتباط رادیویی كم مصرف ، كم هزینه بین تلفن های همراه و یك گوشی بی سیم بود.

 كار مهندسی در سال 1995 شروع شد و فكر اولیه به فراتر از تلفنهای همراه و گوشی های آنها توسعه یافت تا شامل همه انواع وسایل همراه شود ، با هدف ساخت شبكه های شخصی كوچك از وسایل مختلف در طول این زمان ، اریكسون نام “بلوتوث” (یك پادشاه دانماركی) گرفت كه بین سالهای 940 و 981 میلادی می زیست. شاهِ هارالد در دوره حكومت خود كه یك وایكینگ بود – به طور صلح آمیز ، دانمارك ، سوئد جنوبی و نروژ شمالی را متحد كرد. این كار به او شهرت یك پادشاه ماهر در ارتباط و مذاكره را در تاریخ داد.

برای اریكسون ، اسم بلوتوث برای فناوری داده شده كه امیدوار بود بتواند به طور صلح آمیز وسایل مختلف را متحد كند، مناسب بود. اریكسون می دانست كه اگر فقط یك شركت این استاندارد ها را حمایت كند هرگز موفق نخواهد شد.

در سال 1998 ، اریكسون یك موافقت نامه با IBM ، اینتل ،نوكیا ، 3com ، توشیبا و مایكروسافت امضا كرد که بر پایه این موافقت نامه  و گروه  Bluetooth Special Interest Group را به وجود آورد. هدف این گروه نظارت بر پیشرفت بلوتوث و عمومی ساختن آن بود. و پس از آن شركتهای تری كام، Lucent،  موتورولا و بیش از 2000 كمپانی دیگر به این سازمان پیوستند.

فرایند صدور جواز و گواهینامه:

 قبل از اینكه یك كارخانه بتواند محصولی كه از تكنولوژی بی سیم Bluetooth استفاده می كند وارد بازار كند باید جواز آن را از دو جهت دریافت كند. ابتدا محصول مورد نظر استانداردهایی لازم دارد كه بتواند با دستگاههای دیگر كه دارای تكنولوژی بی سیم Bluetooth  هستند ارتباط برقرار كند. دیگر اینكه باید مجوزهای لازم برای این سیستم چه در كشور سازنده و چه در كشوری كه محصول به فروش می رود مجوزهای قانونی آنها را دریافت كند.

توضیح بلوتوث : تکنولوژی Bluetooth

تکنولوژی Bluetooth  كه بعضی ها در فارسی آن را به دندان آبی ترجمه كرده اند. استانداردی برای امواج رادیویی است كه كه برای ارتباطات بی سیم کامپیوترهای قابل حمل و نقل (مانند lap top ها) و تلفن های همراه و وسایل الكترونیكی رایج استفاده می شوند این امواج برای فاصله های نزدیك استفاده می شوند و برای ارتباطات بی سیم تكنولوژی ارزانی محسوب می شوند. و بوسیله این تكنولوژی می توانید بین دو وسیله كه دارای این تكنولوژی باشند به صورت بی سیم پیغام، عكس یا هر اطلاعات رد و بدل كنید. رادیوی Bluetooth در داخل یك میكرو چیپ قرار دارد و در باند فركانسی 2.4 گیگا هرتز عمل می كند.

مشخصات فنی فن آوری دندان آبی بلوتوث Bluetooth

 این تكنولوژی از سیستم "Frequency Hoping Spread Spectrum" استفاده می كند، كه سیگنال آن 1600 بار در ثانیه تغییر می كند كه كمك بزرگی برای جلوگیری از تداخل ناخواسته و غیر مجاز است. علاوه بر این بوسیله نرم افزار كد شناسایی وسیله طرف مقابل چك می شود. بدین ترتیب می توان اطمینان حاصل كرد كه اطلاعات شما فقط به مقصد مورد نظر می رسد. این امواج با دو قدرت وجود دارند. سطح قدرت پایین تر كه محیطهای كوچك را می تواند پوشش دهد ( مثلاً داخل یك اتاق ) یا در نوع با قدرت بالاتر كه رنج متوسطی را می تواند پوشش دهد. ( مثلاً كل یك خانه را متواند پوشش دهد. ) این سیستم هم برای ارتباط نقطه به نقطه و هم برای ارتباط یك نقطه با چند نقطه می تواند استفاده شود.

دارای پهنای باند Kbs 720و 10 متر قدرت انتقال (در صورت تقویت تا 100 متر قابل افزایش است ) می باشد. این تكنولوژی كه از سیستم گیرندگی و فرستندگی در جهت مناسب استفاده می كند. قادر است امواج رادیویی را از میان دیوار و دیگر موانع غیر فلزی عبور دهد. اگر امواج مزاحم دستگاه ثالثی باعث تداخل شود انتقال اطلاعات كند می شود ولی متوقف نمی شود.

با سیستمهای امروزی بیش از 7 دستگاه می توانند برای برقراری ارتباط با تولید كننده امواج در یك دستگاه دیگر فعال شوند. به این شیوه Piconet می گویند چندین piconet را می توان به یكدیگر متصل كرد كه یك scatternet را تشكیل می دهند

بلوتوث یك رشتـه خصوصیت بی سیم است كه ارتباطات كوتاه برد بین وسایل مجهز به تراشه های كوچك و اختصاصی بلوتوث را تعریف می كند. بلوتوث فقط كابلها را حذف نمی كند ، بلكه یك روش بی سیم برای وصل كردن كامپیوتر ها با همه وسایل همراه الكترونیكی فراهم می سازد و شبكه های كامپیوتری كوچك و خصوصی مشهور به PAN (Personal Area Network) یا شبكه شخصی را بوجود می آورد. بلوتوث یك زبان مشترك بین وسایل مختلف می سازد كه به آنها امكان می دهد كه به آسانی با هم ارتباط برقرار كنند و بهم وصل شوند.

 وسایل مجهز به تراشه های بلوتوث حدود 10 متر تا 100 متر برد دارند و می توانند داده ها در سرعت 720 كیلوبایت در ثانیه از طریق دیوار ها ، كیف ها و پوشاك انتقال دهند. هیجان انگیزتر آنكه اتصال دادن بین وسایل بلوتوث می تواند بدون دخالت مستقیم ما انجام بگیرد. وقتی دو وسیله مجهز به تراشه های بلوتوث نزدیك یكدیگر می رسند ، نرم افزار نهاده شده در تراشه های فرستنده / گیرنده (Server / Client) بلوتوث به طور خودكار یك ارتباط را برقرار می سازد و داده ها را نقل و انتقال می دهد.

با این همه برد كوتاه و سرعت محدود بلوتوث باعث شده است كه برای شبكه های محلی (LAN) بی سیم مرسوم كمتر باشد، چون این شبكه های كامپیوتری معمولاً بیش از 10 متری بلوتوث فاصله دارند و برد سرعتی آنها 10 تا 100 متر مگابایت در ثانیه است.

بلوتوث – دندان آبی چگونه كار می كند؟ :

راه های زیادی برای برقراری ارتباط بین وسایل الکترونیکی با یکدیگر وجود دارد مانند:

رابط های سیمی

دستگاه های رابط الکترونیکی 

کابلهای شبکه

 wifi 

 سیگنالهای مادون قرمز  

لوازمی همچون کامپیوترها، سیستم های سرگرمی، تلفن ها و ... لوازمی هستند که در دسته لوازم الکترونیکی جای می گیرند. این وسایل می توانند از طرق مختلفی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند مانند استفاده از سیم ها، کابل ها ،سیگنال های رادیویی ، اشعه مادون قرمز و یا حتی انواع پیشرفته تری  از رابط ها و پروتکل های ارتباطی.

روش های اتصال دستگاه های الکترونیکی به یکدیگر روز به روز پیچیده تر می شوند، در این مقاله به بررسی بلوتوث خواهیم پرداخت. یک روش ارتباطی نسبتا جدید در لوازم الکترونیکی که دارای ساختاری ساده است و بصورت بدون سیم و اتوماتیک انجام می شود و یکی از خصوصیاتی است که کار با لوازم الکترونیکی را جذاب تر و ساده تر می کند. 

 مشکل فن آوری !

قبل از اینکه دو وسیله الکترونیکی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند باید یک سری از نکات بین آنها مشخص شده باشد. اولین نکته ای که برای ارتباط بین دو وسیله پیش می آید اینست که این ارتباط از لحاظ فیریکی چگونه بر قرار خواهد شد ؟ آیا لازم است که از سیم استفاده شود یا ارتباط بوسیله بعضی از سیگنال ها و بدون سیم  برقرار خواهد شد ؟ و اگر لازم است از سیم استفاده شود چند رشته سیم برای برقراری این ارتباط لازم است ؟ یک رشته؟ دو رشته ؟ پنج رشته؟ 25 رشته ؟ تازه هنگامی که روش فیزیکی برقراری ارتباط مشخص شد سوالهای دیگری هم از راه می رسند :

چه مقدار از اطلاعات باید درآن واحد منتقل شود؟ برای مثال پرتهای سریال در آن واحد فقط می توانند 1bit داده را ارسال کنند اما پرت های موازی در همین  زمان می توانند چندین بیت داده را منتقل کنند.

دستگاه ها بر چه اساسی با یکدیگر ارتباط برقرار خواهند کرد؟  تمامی اطلاعات باید تحت دستورات و قوانین خاصی منتقل شوند که این دستورات و قوانین پروتکل نامیده می شوند ، پس بهتر است این سوال را اینگونه مطرح کنیم که: اطلاعات تحت چه پروتکلی منتقل شود؟

راه حلی بنام بلوتوث! - بخش اول :

فناوری بلوتوث با حذف دخالت کاربر در سیستم و همچنین احتیاج به انرژی بسیار کم برای برقراری ارتباط با وسایل دیگر که موجب صرفه جویی زیادی در مصرف باطری می شود تکنولوژی شبکه های کوچک را وارد مرحله جدیدی کرد.

 این را تصور کنید:  شما درحالی که پشت در خانه خود ایستاده اید به وسیله تلفن همراه خود که به فناوری بلوتوث مجهز است  مشغول صحبت کردن با شخصی هستید. از آن شخص می خواهید که 5 دقیقه بعد مجددا با شما تماس بگیرد چون شما می خواهید وارد خانه شده و لباسهای مخصوص خانه را بپوشید. به محظ اینکه شما وارد خانه می شوید نقشه ای که از دستگاه GPS  اتومبیلتان که به فناوری بلوتوث مجهز است به تلفن همراهتان منتقل شده بود به کامپیوتر شخصی شما منتقل می شود زیرا دستگاه تلفن همراه شما یک سیگنال بلوتوث از کامپیوتر شخصی شما دریافت کرده مبنی بر اینکه اطلاعاتی که شما قبلا مشخص کرده اید را  به کامپیوتر شخصیتان منتقل کند. 5 دقیقه بعد هنگامی که دوست شما مجددا تماس می گیرد بجای اینکه تلفن همراه شما زنگ بزند گوشی تلفن خانگی شما که آن هم به سیستم بلوتوث مجهز است زنگ می زند.

دوست شما همان شماره قبلی را گرفته اما تلفن ثابت شما یک سیگنال بلوتوث از گوشی تلفن همراه شما دریافت کرده و بطور اتوماتیک تلفن همراه شما روی تلفن خانگیتان دایورت شده است زیرا متوجه شده  که شما در خانه هستید! هر سیگنال بلوتوثی که گوشی تلفن همراه شما ارسال یا دریافت می کند فقط 1 میلی وات  از باطری آن را مصرف می کند . یعنی در واقع می توان گفت که این فعالیت در واقع  تاثیری روی باطری تلفن شما ندارد!

یكی از جالب ترین نكات درباره این استاندارد روشی است كه وسایل مجهز به تراشه های بلوتوث به طور خودكار یكدیگر را تشخیص می دهند ، ارتباط برقرار می كنند و داده ها را به دستور شما یا بدون دخالت شما انتقال می دهند. در خصوصیات بلوتوث یك ارتباط رادیویی با برد كوتاه تعریف شده است. این استاندارد هم چنین یك برد متوسط 100 متری را تعریف كرده است ، اما به ندرت به كار می رود ، چون به توان التریكی و هزینه بیشتری نیاز دارد. هر وسیله بلوتوث حاوی یك تراشه فرستنده / گیرنده مربعی 4 سانتیمتری است كه در باند فركانس رادیویی ISM (Industrial Scientific Medical) یا صنعتی ، علمی ، پزشكی از 40.2 گیگاهرتز تا 48.2 گیگاهرتز عمل می كند. 

سازندگان و طراحان این فركانس را بدین لحاظ انتخاب كردند كه در سراسر جهان به رایگان در دسترس است و محدودیتهای داشتن مجوز را ندارند . باند ISM به 79 كانال تقسیم می شود كه هر كدام پهنای باند یك مگاهرتزی دارند كه این باند رایگان است . بلوتوث از لحاظ نظری پهنای باند یك مگابایت در ثانیه را دارد ، كه سرعتی نزدیك به 723 كیلوبیت در ثانیه است. این سرعت خیلی بالا نیست ، اما برای انتقال داده ها بین وسایل دستی و دسترسی به اینترنت كاملاً كافی است.

راه حلی بنام بلوتوث! - بخش دوم :

بلوتوث در واقع یک استاندارد شبکه است که دارای 2 سطح است :

●سطح اول که به عنوان سطح فیزیکی شناخته می شود و بیانگر این است که بلوتوث یک فرکانس رادیویی استاندارد است .

●سطح دوم که به عنوان سطح پروتکل شناخته می شود و دربرگیرنده قوانین و دستوراتی همچون مکان و زمان ارسال اطلاعات، تعداد بیت های ارسالی در آن واحد و همچنین شمار وسایلی که بطور همزمان می توانند در عملیات ارسال و دریافت اطلاعات شرکت داشته باشند می باشد.  

شبکه بلوتوث اطلاعات را توسط امواج رادیویی با قدرت کم انتقال می دهد که فرکانس این امواج برابر با 2.45GHz است ( دقیقا بین 2.402GHz  تا 2.480 GHz)  که این باند فرکانس طبق یک توافقنامه بین المللی برای استفاده توسط لوازم علمی ، پزشکی و صنعتی کنار گذاشته شده است (ISM).

بعضی از وسایلی که شما هم اکنون نیز از آن استفاده می کنید مانند دستگاه کنترل درب پارکینگ یا جدید ترین نسل تلفن های بیسیم از فرکانس های باند ISM استفاده می کنند. اطمینان حاصل کردن از اینکه امواج بلوتوث با امواج دستگاه های نامبرده شده تداخل پیدا نکنند یکی از سخت ترین مراحل طراحی این فناوری است.

یکی از راه هایی که تجهیزات بلوتوث از آن برای جلوگیری از تداخل  امواجشان با سایر تجهیزات بهره می جویند ارسال سیگنال های بسیار ضعیفی در حدود یک میلی وات است. برای مقایسه فقط کافی است بدانید تلفن های همراه می توانند یک سیگنال  در حدود 3 واتی را مخابره کنند. استفاده از امواج کم قدرت شعاع برد سیگنال های بلوتوث را به حدود 10 متر محدود می کند و همچنین با استفاده از این سیگنال های ضعیف امکان ایجاد تداخل بین امواج بلوتوث با امواج تلفن همراه ، کامپیوتر و یا دستگاه تلویزیون به کلی منتفی می شود. اما با همین امواج ضعیف هم لازم نیست که دو دستگاه فرستنده و گیرنده امواج در دید مستقیم یکدیگر باشند. امواج بلوتوث براحتی از دیوارهای خانه شما عبور می کنند و این یک امکان خوب برای کنترل چند دستگاه در اتاقهای مختلف است.

بازهم در مورد بلوتوث Bluetooth

بلوتوث می تواند  همزمان با 8 دستگاه  ارتباط داشته باشد به شرطی

ارسال به