ماژول بلوتوث

[رسول]

مطالبی کلی درباره بلوتوث:
با ایجاد هر تکنولوژی جدید ، مردم مشتاق میشوند تا با آن آشنا شوند،ولی بلافاصله تکنولوژی پیشرفته دیگری متولد میشود. یکی از این تکنولوژی ها ،Bluetooth است که به مقوله ))ارتباط بی سیم با برد کوتاه )) مربوط میشود.

این تکنولوژی در تمام قطعات ، وسایل الکترونیکی و ارتباطی کاربرد دارد و استفاده از آن تنها به شبکه ها و اینترنت مربوط نمیشود، به طوری که امروزه حتی ماوس و کیبورد Bluetooth هم به بازار آمده است.

فرض کنید در منزلتان از تکنولوژی Bluetooth استفاده میکنید و در حال چک کردن e-mail های خود از طریق تلفن همراه هستید، و در همان حال نامه ای از دوست خود دریافت می کنید . شما هم نامه او را از طریق Bluetooth به پرینتر که به این تکنولوژی مجهز است ارسال کرده و یک پرینت از آن تهیه می کنید. در همین زمان تلویزیون هم مشغول پخش برنامه ای است که بلافاصله تصویر را به مانیتور انتقال داده و توسط CD-writer که به تکنولوژی Bluetooth مجهز است،تصاویر مورد نظر را در یک چشم به هم زدن ، روی CD ذخیره میکنید.

بله اینها تنها برخی از موارد استفاده از تکنولوژی Bluetooth در زندگی امروز است. به عبارت دیگر، تجهیزات مجهز به این تکنولوژی ،در کنار هم شبکه ای خانگی به نام (personal area network)pan را ایجاد میکند.

Bluetooth از کجا آغاز شد؟

در واقع تکنولوژی Bluetooth هم بر پایه اتحاد یکپارچه سیستم های کامپیوتر ی ، اما در قالبی بی سیم (wireless) تاکید دارد.

همچنین قابل ذکر است که ایده اصلی ایجاد این سیستم در سال 1994، توسط شرکت موبایل Ericsson ارائه شد. این شرکت به همراه چند شرکت دیگر به دنبال یک سیستم ارتباطی بی سیم ( جهت سهولت در ارتباط تجهیزات الکترونیک ) بین وسایل الکترونیکی مختلف بودند تا قادر به هماهنگی و سازگاری با یکدیگر باشند.

امروزه بسیاری از وسایل ارتباطی مانند PC،PDA، موبایل، پرینتر و غیره ... از پروتکل های متفاوت و ناسازگار با یکدیگر استفاده میکنند و همین امر باعث عدم ارتباط مناسب بین آنها می شود.بنابراین شرکت های مربوطه تصمیم به ایجاد یک استاندارد مشترک برای ارتباط انواع وسایل ارتباطی گرفتند تا ارتباط میان آنها ، تحت یک پروتکل ثابت و مشخص برقرار شود.

در حال حاضرNokia-IBM-Intel-Ericsson وToshiba از پدیدآورندگان و توسعه دهندگان این تکنولوژی هستند. این شرکت ها با تشکیل گروهی به نام (SIG) Special Interest Group موفق شدند استاندارد مورد نظر را ایجاد کنند. در این زمینه هر وسیله ای که از سیم برای انتقال اطلاعات خود استفاده نمیکند،از امواج رادیوئی بهره می گیرد. در واقع امواج رادیوئی سیگنالهایی هستند که توسط فرستنده در هوا پخش می شود. امواج رادیویی قادر به انتقال صدا، تصویر و هر نوعData هستند. تلفن های بی سیم،موبایل،ماهواره ها ،امواج تلویزیونی...و غیره،جزء وسایلی هستند که ارتباط خود رااز طریق این امواج فراهم می کنند . حتی دزدگیر اتومبیل شما هم از طریق امواج رادیویی کنترل می شود.

بنابراین Bluetooth نوعی از ارتباطات امواج رادیویی اما با برد کوتاه است،و از پروتکل خاصی برای ارسال اطلاعات خود استفاده می کند و به همین دلیل است که شرکت های معتبر سازنده دستگاه های ارتباطی و کامپیوتری ،علاقه زیادی دارند تا در این پروژه شرکت کنند. در واقع تمام دستگاههایی که بر پایه Bluetooth ایجاد می شود،باید با استاندارد مشخصی سازگاری داشته باشند.
همانطور که می دانید،فرکانس های امواج رادیویی با استفاده از واحد هرتز محاسبه می شوند. فرستنده این امواج که TRANSMITTER نام دارد،امواج مورد نظر را در یک فرکانس خاص ارسال می کند و دستگاه گیرنده در همان طول موج ، اقدام به دریافت اطلاعات می کند و دامنه آن GHZ 2.04 تا GHZ 2.48 است.

مزایای Bluetooth

عوامل بسیاری موجب شده تا شرکت های سازنده تجهیزات کامپیوتری و ارتباطی و موسسات ارتباطی، به دنبال استفاده از Bluetooth باشند. یکی از این عوامل ، محدودیت در انتقال DATA از طریق سیم است. دستگاههایی که با سیم کار میکنند، از طریق رابطه های سریال یا پارالل و یا USB به کامپیوتر متصل می شوند. در همین رابطه اگر از ارتباط سریال استفاده شود، در هر سیکل زمانی ، یک بیت ارسال می شود و در ارتباط پارالل در هر سیکل 8 تا 16 بیت را ارسال می نماید. این مقادیر در دنیای ارتباطات پر سرعت امروزی بسیار کم است.

در واقع تا چندی پیش ، اکثر کشورهای پیشرفته در زمینه ارتباطات اینترنتی، به طور کامل از ارتباطات سیمی و تکنولوژی چون ISDN و DSL استفاده می نمودند. البته این سیستم ها هنوز هم جزو پر طرفدار ترین و کاربردی ترین وسایل ارتباطی در جهان هستند. بگذریم که در کشور ما حتی هنوز به طور کامل از این سیستم های تقریبا از مد افتاده نیز به طور مفید و بهینه استفاده نمیشود و همچنان سیستم های قدیمی و بسیار ضعیف DIALUP مورد استفاده قرار میگیرد . اما به هر حال به لطف تکنولوژی های جدیدی مثل Bluetooth، و با گسترش حوزه آن، کشورهایی چون آمریکا و برخی کشورهای اروپایی که در زمینه تکنولوژی حرف اول را میزنند، به سمت استفاده از ارتباطات بی سیم بین شبکه ها و اینترنت حرکت میکنند که علاوه بر سرعت زیاد ، کیفیت بسیار خوبی در اختیار کاربرانش قرار می دهد.

همچنین از دیگر مشکلاتی که متخصصین بخش ارتباط با آن سر و کار داشته اند ،عدم وجود یک استاندارد مشخص و ثابت برای ارتباط دستگاههای مختلف با یکدیگر بود. تا پیش از این ، هر شرکت دستگاههای خود را بر اساس استاندارد های خود تولید می کرد و به همین خاطر اغلب آنها برای ارتباط با دستگاههایی از همان نوع ، ولی متعلق به یک کمپانی دیگر،دچار مشکل می شدند ،زیرا پروتکل ثابتی وجود نداشت . حال این مشکل توسط استانداردBluetooth قابل حل است.

در حقیقت قبل از مطرح شدن مسئله استفاده از Bluetooth، متخصصان اعتقاد داشتند که در ارتباطات نزدیک ، از اشعه مادون قرمز استفاده شود . مثلا در کنترل از راه دور تلویزیون ،از همین سیستم استفاده میشود. تکنولوژی مادون قرمز ، IRDA نام دارد و مخفف Infrared Data Association است . در عمل ثابت شده است که استفاده از این استاندارد قابل اطمینان است و هزینه بسیار کمی به خود اختصاص می دهد ، ولی با این وجود معایبی نیز دارد. اولین مشکل حرکت نور در خط راست است . فرستنده مادون قرمز و گیرنده آن ، می بایست در مقابل یکدیگر قرار گیرند تا ارسال اطلاعات صورت گیرد، در غیر این صورت و وجود داشتن هر گونه مانعی در بین راه ، انتقال اطلاعات به درستی صورت نمیگیرد.

یکی دیگر از مشکلات مادون قرمز ، اصطلاح ((یک به یک)) است. به این معنی که شما فقط می توانید اطلاعات را از یک دستگاه ، به یک دستگاه دیگر ارسال کنید و در یک لحظه قادر به ارسال اطلاعات از یک دستگاه به چند دستگاه نخواهید بود، اما در هر دو مشکل از طریق Bluetooth قابل حل است.

یکی دیگر از دلایل استفاده از تراشه های Bluetooth قیمت بسیار مناسب ان است . قیمت این تراشه ها عملا 15 تا 30 دلار است که با توجه به کارآیی بسیار خوب ، این قیمت بسیار مناسب به نظر می رسد . همان طور که اشاره شد، این تکنولوژی از محدوده فرکانس 04/2 تا 48/2 گیگا هرتز که محدوده ای رایگان است استفاده می کند که 79 کانال ارتباطی را شامل می شود. البته این محدوده در اروپا و آمریکا مورد استفاده قرار می گیرد ، ولی در ژاپن این محدوده بین 47/2 تا 49/2 گیگا هرتز است و 23 کانال ارتباطی را شامل میشود .

هر کدام از این کانالهای ارتباطی ، قابلیت ارسال یک مگابایت اطلاعات را دارد و برد موثر ان ، 10 متر ذکر شده که شرکت های ارائه دهنده این سیستم ها، تا برد 7 متر را ضمانت می کنند و بیشتر از ان به فضای اتاق بستگی دارد که دستگاهها در آن قرار دارند و همچنین به میزان وجود و تداخل دیگر امواج رادیویی هم بستگی دارد.

ضمنا سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد Bluetoothبستگی به نوع سیستم ارتباطی دارد. مثلا اگر از ارتباط همزمان یا Synchronous استفاده شود ، نرخ انتقال اطلاعات 423 کیلو بایت در ثانیه خواهد بود. در این نوع ارتباط ، دستگاه فرستنده و گیرنده ، به طور همزمان قادر به دریافت و ارسال اطلاعات هستند.

در نوع دیگر ارتباط که ارتباط غیر همزمان یا Asynchronous نام دارد، نرخ انتقال اطلاعات 721 کیلو بایت در ثانیه خواهد بود . البته با وجود سرعت بیشتر ، این ارتباط نسبت به ارتباط همزمان ، قابلیت دریافت و ارسال در یک زمان را ندارد.

البته در تکنولوژیهایی مانند Wi-Fi که بر پایهBluetooth است ، برد موثر و نرخ انتقال اطلاعات بیشتر است.Bluetooth از سیستم بسیار حساسی نیز برخوردار است و از این لحاظ با استفاده از آن ، احتمال تداخل بین دستگاههای مجهز به امواج رادیویی ، به حداقل خود می رسد و حتی در صورت بروز تداخل در ارتباط، بلافاصله اطلاعات از بین رفته مجددا به طور خودکار برای دستگاه گیرنده ارسال خواهد شد.
حال این سوال به وجود می آید که با وجود چندین دستگاه مجهز به این تکنولوژی در یک محل (فرضاً یک اتاق) ، چگونه آنها را روی یک فرکانس مشخص و بدون تداخل با یکدیگر به تبادل اطلاعات می پردازند؟ برای جلوگیری از تداخل اطلاعات ، Bluetooth از تکنیکی به نام Spread Spectrum Frequency استفاده می کند و این تکنیک به دستگاهها اجازه می دهد که در یک محدوده فرکانسی مشخص شده، به صورت خودکار تغییر فرکانس داشته باشند. در واقع در این تکنولوژی یابنده کانال آزاد، بیش از 1500 بار در ثانیه ، کانالهای ارتباطی را چک می کنند تا از کانالهای اشغال شده با خبر باشد و در صورت ایجاد یک ارتباط جدید ، یک کانال آزاد را به آن ارتباط اختصاص دهد. مثلا اگر یک دستگاه کامپیوتر در حال ارتباط با پرینتر ، از طریق فرکانس 47/2 گیگا هرتز باشد، و در همین زمان موبایل قصد ارتباط با اسکنر را داشته باشد، با استفاده از تکنیکی که ذکر شد، به طور خودکار فرکانس اشغال شده توسط کامپیوتر و پرینتر شناسایی شده و ارتباط موبایل و اسکنر به روی یک فرکانس جدید برقرار می شود.

Wi-Fi چیست؟

این استاندارد از زیر مجموعه های Bluetooth است و تحت آن ارتباطی با قدرتی بیشتر از خود Bluetooth ایجاد خواهد شد. ارتباط Wi-Fi که مخففWireless Fidelity است، بیشتر بر پایه ارتباط شبکه اینترنت به صورت بی سیم می باشد و همین امر باعث محبوبیت بسیار زیاد آن شده است.با استفاده از این تکنولوژی ، می توان به راحتی در طول مسافرت، داخل هواپیما و یا هتل، از طریق Laptop و یا هرگونه وسیله ارتباطی در این زمینه ، به اینترنت متصل شد.
Wi-Fi که همان استاندارد IEEE802.11 است ،در مدل های a802.11 وb802.11 مورد استفاده قرار میگیرد و استاندارد اصلی آن IEEE 802.11b است. در این مدل حداکثر سرعت انتقال اطلاعاتmbps11 است و از فرکانس رادیویی 2/4 گیگا هرتز استفاده میکند. برای سرعت بخشیدن به این استاندارد، مدل دیگری نیز به نام+b802.11 ایجاد شده که سرعت انتقال اطلاعات را تا mbps22 افزایش می دهد.
در مدلa802.11 سرعت انتقال حدود mbps54 است و از فرکانسghz50 استفاده می شود. البته به طور حتم این مدل در آینده ای نه چندان دور،جای b802.11 را خواهد گرفت. برای استفاده از این سیستم ، ایستگاههایی به نام access point در مناطق مختلف و به فواصل چند صد متری قرار می گیرند. این ایستگاه ها امواج رادیویی را در هوا منتشر می کنند و هر کامپیوتری که به سیستم Wi-Fi مجهز باشد و در محدوده این دستگاه ها قرار داشته باشد، قادر به استفاده از اینترنت است و کاربران با قرار دادن یک کارت سخت افزاری IEEE 802.11b و یا وصل کردن یک دستگاه Wi-Fi اکسترنال (external-خارجی) از طریق پورتUSB به کامپیوتر خود ، قادر به استفاده از این سیستم هستند.
قابل ذکر اینکه قیمت اینترنت در این سیستم بسیار مناسب است. مثلا در کشور آمریکا یک account نامحدود یک ماهه با این سرویس ،به مبلغ 20 تا 30 دلار در اختیار کاربران قرار می گیرد.از نظر برد موثر هم، در حال حاضر حداکثر تا 150 متر اطراف access point مورد پوشش قرار می گیرد. در این حالت سرعت انتقال ارتباطmbps1 است البته هر چه قدر فاصله کاربر با ایستگاه اصلی کمتر از 150 متر باشد، سرعت انتقال اطلاعات بیشتر خواهد شد. مثلا سرعت انتقال اطلاعات در فاصله 100 متریmbps505 ، در فاصله 80 متری mbps8 و در فاصله 50 متری و کمتر از ان ،mbps11 است.

منبع:http://sajad-university.blogfa.com