دانلود مقاله بلوتوث BLUETOOTH چیست؟

تکنولوژی بی سیم بلوتوث یک تکنولوژی مخابراتی برد کوتاه است تا جایگزین کابل های اتصال قابل حمل باشد .

مهمترین خصوصیت تکنولوژی بلوتوث کوچک بودن ، کم هزینه بودن و کم مصرف بودن آن است .

بلوتوث به تلفن‌های همراه، PDA، کامپیوترها، دستگاه‌های ضبط و پخش استریو، لوازم خانگی، اتومبیل‌ها و همه وسایل دیگری که می‌توانید ارتباط آنها را با یکدیگر فکر کنید امکان ارتباط می‌دهد.(4)
(4)
به دنیای بلوتوث خوش آمدید :
به تازگی پس از یک سمینار عصرانه به خانه بازگشته‌اید.

Notebookتان در کیفتان قرار دارد، (Digital Assistant PDA Personal) خود را به کمر بسته‌اید، و تلفن همراهتان در جیب جای دارد.در سمینار امروز یادداشت‌هائی را در Notebook خود نوشته‌اید.

همین که به خانه می‌رسید و از کنار چاپگر جوهرافشان خود عبور می‌کنید، Notebook، چاپگر را پیدا می‌کند و به‌طور خودکار یادداشت‌های سمینار را به چاپگر ارسال می‌کند و آنها روی کاغذ چاپ می‌شوند.در همین حال، PDA شما کامپیوتر رومیزی را تشخیص می‌دهد و درخواست می‌کند که دفتر تلفن و برنامه روزانه شما را Update شود.

همچنین همه پیام‌های ایمیلی را که ارجحیت آنها را تعیین کرده‌اید درخواست می‌کند.

(1)
همه این کارها در زمانی رخ می‌دهد که کت خود را درمی‌آورید و برای نوشیدن یک نوشابه به‌طرف یخچال می‌روید.

در عرض چند دقیقه، تلفن همراه شما بوق می‌زند تا به شما اطلاع دهد که عملیات چاپ یادداشت‌های تمام شده است.

(1)
به‌طرف چاپگر رفته و یادداشت‌ها را می‌خوانید بلافاصله پس از آن PDA شما بوق می‌زند تا به شما بگوید که دفترچه تلفن و برنامه روزانه شما را Update کرده است و شما ایمیل جدید دارید.به دنیای بلوتوث خوش آمدید.

تاریخچه بلوتوث:
فکر اولیه بلوتوث در شرکت موبایل اریکسون در سال ۱۹۹۴ شکل گرفت.

اریکسون که یک شرکت سوئدی ارتباطات راه دور است در آن زمان در حال ساخت یک ارتباط رادیوئی کم‌مصرف، کم‌هزینه بین تلفن‌های همراه و یک گوشی بی‌سیم بود.کار مهندسی در سال ۱۹۹۵ شروع شد و فکر اولیه به فراتر از تلفن‌های همراه و گوشی‌های آنها توسعه یافت تا شامل همه انواع وسایل همراه شود، با هدف ساخت شبکه‌های شخصی کوچک از وسایل مختلف در طول زمان، اریکسون نام ”بلوتوث “ را انتخاب کرد .برای اریکسون، اسم بلوتوث برای فن‌آوری داده شده که امیدوار بود بتواند به‌طور صلح‌آمیز وسایل مختلف را متحد کند، مناسب بود.

(1)
اریکسون می‌دانست که اگر فقط یک شرکت این استانداردها را حمایت کند هرگز موفق نخواهد شد.در سال ۱۹۹۸، اریکسون یک موافقت‌نامه با IBM، اینتل، نوکیا، ۳com، توشیبا و مایکروسافت امضاء کرد و گروه Bluetooth SIG (Bluetooth Special-Interest-Groupرابه‌وجودآورد.

هدف این گروه نظارت بر پیشرفت بلوتوث و عمومی ساختن آن بود.

(1)
چرا بلوتوث نامیده میشود؟
هرالد بلوتوث در اواخر دهه ی 900 پادشاه دانمارک بود.

او توانست دانمارک و بخشی از نروژ را به یک کشور پادشاهی که سپس مسحیت را به دانمارک آورد، متحد نماید.

او باساخت مجسمهء یادبودی از پدر و مادرش ، نام خود را به یادگار گذاشت.

او در سال 986 در یک جنگ با پسرش کشته شد.

اس وند فورک برد (Svend Forkbeard) این نام را برای استانداردی که نشان میدهد که چقدر شرکتهای از منطقه اسکاندیناوی (ملیتهای شامل: دانمارک، سوئد، نروژ و فنلاند) برای صنعت ارتباطات مهم هستند، انتخاب نمود.(2)
توضیح بلوتوث :
بلوتوث فقط کابل‌ها را حذف نمی‌کند، بلکه یک روش بی‌سیم برای وصل کردن کامپیوترها با همه وسایل همراه الکترونیکی فراهم می‌سازد و شبکه‌های کامپیوتری کوچک و خصوصی مشهور به(PAN (Personal Area Network یا شبکه شخصی را به‌وجود می‌آورد.

(1)
بلوتوث یک زبان مشترک بین وسایل مختلف می‌سازد که به آنها امکان می‌دهد که به آسانی با هم ارتباط برقرار کنند و به هم وصل شوند.

(1)
وسایل مجهز به تراشه‌های بلوتوث حدود ۱۰ متر برد دارند و می‌توانند داده‌ها در سرعت ۷۲۰ کیلوبایت در ثانیه از طریق دیوارها،کیف‌هاوپوشاک انتقال دهند.هیجان‌انگیزتر آنکه اتصال دادن بین وسایل بلوتوث می‌تواند بدون دخالت مستقیم ما انجام بگیرد.وقتی دو وسیله مجهز به تراشه‌های بلوتوث نزدیک یکدیگر می‌رسند، نرم‌افزار نهاده شده در تراشه‌های فرستنده / گیرنده (Server / Client) بلوتوث به‌طور خودکار یک ارتباط را برقرار می‌سازد و داده‌ها را نقل و انتقال می‌دهد(1).

با این همه برد کوتاه و سرعت محدود بلوتوث باعث شده است که برای شبکه‌های محلی (LAN) بی‌سیم مرسوم کمتر باشد، چون این شبکه‌های کامپیوتری معمولاً بیش از ۱۰ متری بلوتوث فاصله دارند و برد سرعتی آنها ۱۰ تا ۱۰۰ مترمگابایت در ثانیه است.

(1)
با این همه برد کوتاه و سرعت محدود بلوتوث باعث شده است که برای شبکه‌های محلی (LAN) بی‌سیم مرسوم کمتر باشد، چون این شبکه‌های کامپیوتری معمولاً بیش از ۱۰ متری بلوتوث فاصله دارند و برد سرعتی آنها ۱۰ تا ۱۰۰ مترمگابایت در ثانیه است.

(1) بلوتوث چگونه کار می‌کند؟

یکی از جالب‌ترین نکات درباره این استاندارد روشی است که وسایل مجهز به تراشه‌های بلوتوث به‌طور خودکار یکدیگر را تشخیص می‌دهند، ارتباط برقرار می‌کنند و داده‌ها را به دستور شما یا بدون دخالت شما انتقال می‌دهند.

در خصوصیات بلوتوث یک ارتباط رادیوئی با برد کوتاه تعریف شده است.این استاندارد همچنین یک برد متوسط ۱۰۰ متری را تعریف کرده است، اما به ندرت به‌کار می‌رود، چون به توان التریکی و هزینه بیشتری نیاز دارد.هر وسیله بلوتوث حاوی یک تراشه فرستنده / گیرنده مربعی ۴ سانتیمتری است که در باند فرکانس رادیوئی Scientific Medical) ISM (Industrial یا صنعتی، علمی، پزشکی از 2.402 گیگاهرتز تا 2.480 گیگاهرتز عمل می‌کند.سازندگان و طراحان این فرکانس را بدین لحاظ انتخاب کردند که در سراسر جهان به رایگان در دسترس است و محدودیت‌های داشتن مجوز را ندارند.

باند ISM به ۷۹ کانال تقسیم می‌شود که هر کدام پهنای باند یک مگاهرتزی دارند که این باند رایگان است.بلوتوث از لحاظ نظری پهنای باند یک مگابایت در ثانیه را دارد، که سرعتی نزدیک به ۷۲۳ کیلوبیت در ثانیه است.

این سرعت خیلی بالا نیست، اما برای انتقال داده‌ها بین وسایل دستی و دسترسی به اینترنت کاملاً کافی است.(1) عملیات بلوتوث : شبکه بلوتوث،دیتا را از طریق امواج رادیویی با قدرت پایین انتقال می دهد.

بلوتوث برروی یک فرکانس 45/2 گیگا هرتز (اگر بخواهیم دقیق باشیم درحقیقت بین 402/ 2 گیگا هرتز و480/2 گیگا هرتز) ارتباطش را برقرار می کند.

این فرکانس توسط پیمان بین المللی جهت استفاده از وسایل : صنعتی، علمی و پزشکی ( Industrial Scientific and Medical Devices- IMS ) کنار گذاشته شده است.

(2) تعدادی از وسایلی که ممکن است هم اکنون از آنها استفاده می کنید از باند فرکانس رادیویی مشابه سود میبرند مانند دیده بانهای بچه های کوچک (Baby Monitors)، بازکننده های در گاراژ و نسل های جدید تلفنهای بی سیم همگی از فرکانسهای موجود در باند IMS استفاده می نمایند و اطمینان حاصل می کنند که بلوتوث و این دستگاههای دیگر با یکدیگر تداخلی ایجاد نکرده که این مسئله خود یک بخش قاطع ازپروسه طراحی بوده است.

(2) یکی از روشهایی که دستگاههای بلوتوث از تداخل با دیگر سیستمها جلوگیری می کنند، از طریق توسط فرستادن سیگنالهای بسیار ضعیف درحدود 1میلی وات می باشد.

با مقایسه قدرتمند ترین تلفنهای سلولی (موبایل) که میتوانند سیگنالهای تا 3 وات را انتقال دهند، قدرت پایین سیگنال محدوده ی دستگاههای بلوتوث را تاحدود 10 متر(32 فیت) محدود می کنند، که از اینرو امکان تداخل بین سیستم کامپیوترتان و تلفن قابل حمل یا تلویزیونتان را از بین می برد.

حتی با قدرت پایین، بلوتوث نیاز به خط دید (Line of Sight) بین دستگاههایی که می خواهند ارتباط برقرار کنند، ندارد.

دیوارها در خانه مانع از انتقال یک سیگنال بلوتوث نمی شوند، که از اینرو این استاندارد را جهت کنترل نمودن چنین وسیله در اتاقهای متفاوت، مفید می نماید.

(2) بلوتوث می تواند تا 8 وسیله یا دستگاه را بطور همزمان متصل نماید.

ارتباط تمام آن دستگاهها در شعاع مشابه 10 متر (32 فوت)، ممکن است این فکر را برای شما بوجود آورد که در ارتباط آنها با یکدیگر تداخل ایجاد میشود، اما این خیلی غیرمحتمل است.

بلوتوث از یک تکنیک بنام "جهش فرکانس طیف گسترده شده (Spread- Spectrum Frequency Hopping) " استفاده مینماید که عمل تداخل را برای بیش از یک دستگاه یا وسیله که بتوانند در همان فرکانس و در همان زمان عمل انتقال را با یکدیگر انجام دهد، نادر میسازد.

در این تکنیک، یک وسیله از79 فرکانسی که بطور تصادفی (Randomly) انتخاب شده اند و تک می باشند در درون یک محدوده مشخص شده، استفاده خواهند نمود، و از یکی به دیگری برپایه و قاعده منظمی تغییر خواهد نمود، با این تکنیک در حالت استفاده از بلوتوث، فرستنده ها فرکانسهایشان را 600/1 مرتبه در هر ثانیه تغییر خواهند داد، که این بدین معنا می باشد که وسایل بیشتری می توانند استفاده کامل را از برش محدود شده طیف رادیویی ببرند.

از آنجائیکه هر فرستنده بلوتوث از انتقال طیف گسترده پخش شده بطور خودکار بهره میبرد، این خیلی غیر محتمل است که دو فرستنده در آن واحد برروی فرکانس مشابه ای باشند.

همین تکنیک، ریسک این مسئله که تلفنهای قابل حمل یا دستگاههای دیده بانی کودکان (Baby Monitors) با دستگاههای استفاده کننده از فرستنده ها و گیرنده های بلوتوث تداخل ایجاد نمایند را به حداقل میرساند، بخاطر اینکه عمر هر تداخلی بر روی یک فرکانس ویژه فقط برای یک بخش کوچکی از یک ثانیه خواهد بود.

(2) اگر زمانیکه وسایلی که برای نقل و انتقال دیتا از بلوتوث استفاده می نماینددر محدوده یکدیگر وارد شوند، یک مکالمه الکترونیکی انجام گرفته که معین نماید که آ یا آنها دیتا برای به اشتراک گذاشتن دارند؟، و یا یکی نیاز به کنترل دیگری دارد، یا خیر؟

در این مواقع نیاز نیست که کاربر یک دگمه را فشار داده یا یک فرمان بدهد -- مکالمه الکترونیکی بطور خودکار اتفاق می افتد.

زمانیکه مکالمه اتفاق افتاد، وسایل -- چه آنها بخشی از یک سیستم کامپیوتر باشند، یا یک دستگاه پخش موسیقی استریو -- یک شبکه را شکل می دهند.

سیستمهای بلوتوث یک شبکه شخصی (Personal Area Network – PAN ) ، یا پیکونت (Piconet ( را ایجاد می نمایند، که این شبکه ممکن است بین وسایلی که یک اتاق را پر کرده یا ممکن است فاصله بین تلفن سلولی (موبایل) در داخل کیفش بر روی کمربندتان و هدست (گوشی + میکروفون) برروی سرتان قرار گرفته، باشد.

زمانی که پیکونت یا شبکه شخصی ایجاد شد، اعضاء بطور تصادفی (Random ) باعث جهش فرکانسها در هم آهنگی با یکدیگر میشوند، از اینرو آنها (اعضای شبکه) با یکدیگر تماس داشته و از پیکونت های دیگر که ممکن است در همان اتاق در حال عمل کردن باشند، محافظت می کنند وتداخلی بین آنها ایجاد نمی شود.

در قسمت بعدی ما یک مثال از سیستم متصل شده از طریق بلوتوث را چک می کنیم.

(2) انتقال انعطاف پذیر : بیشتر وقتها یک روش شبکه، یا در یک جهت و در یک زمان کار می نماید، که این حالت بعنوان هاف دوپلکس (Half Duplex) نامیده می شود، یا به طور همزمان در دوجهت کار می نماید، که این حالت به عنوان ارتباط فول دوپلکس (Full Duplex) نامیده میشود.

یک تلفن بلندگودار که به شما اجازه می دهد در یک زمان یا گوش دهید، یا صحبت کنید، ولی هر دو کار را در یک زمان نمی توانید انجام دهید، یک مثال از ارتباط هاف دوپلکس می باشد، در حالیکه یک هندست تلفن عادی یک وسیله ی فول دوپلکس می باشد.

از آنجائیکه بلوتوت طراحی شده که در شرایط مختلفی کار نماید، می تواند هم هاف دوپلکس و هم فول دوپلکس باشد.

(2) تلفن بی سیم یک مثال از بکارگیری ای می باشد که یک پیوند (فول دوپلکس [ دوطرفه]) را فرا می خواند و بلوتوث می تواند دیتا را با یک نرخ بیش از 64 کیلوبایت در هر ثانیه در یک پیوند فول دوپلکس بفرستد -- که این یک نرخ انتقال به میزان کافی بالا است که چندین مکالمه صوتی را پشتیبانی نماید.

-- بعنوان مثال در متصل شدن به یک چاپگر کامپیوتر، بلوتوث می تواند تا 721 کیلوبیت در ثانیه در یک جهت و 6/57 کیلو بیت در هر ثانیه از طرف دیگر، عمل انتقال را انجام دهد.

اگر استفاده با همان سرعت در هر دو جهت فراخوانی شود، بلوتوث می تواند یک پیوند را با ظرفیت 6/432 کیلوبیت در ثانیه ایجاد نماید.

(2) ارتباط بی سیم برد کوتاه : نمونه های زیادی از ارتباطات دیجیتالی برد کوتاه بین کامپیوتر و تجهیزات ارتباطی وجود دارد امروزه بیشتراین ارتباطات کابلی هستند این کابل ها به گروهی از تجهیزات با انواعی از اتصال دهنده های مختلف وبه شکل های گوناگونی بسته می شوند .

ازدیاد این کابل ها می تواند کاربررا کاملا گیج کند .

با فناوری بلوتوث این تجهیزات می توانند بدون سیم و از طریق یک واسطه هوائی با هم ارتباط برقرار کنند و با استفاده از امواج رادیوئی ، اطلاعات را ارسال و دریافت کنند .

فناوری بلوتوث ، مخصوصا برای ارتباطات برد کوتاه طراحی می شود ( به طور نرمال 10m ) .

نتیجه این طراحی ، توان مصرفی پایین