پروژه درباره بلوتوث

پروژه جهت اخذ درجه کاردانی در رشته کامپیوتر

بلوتوث Bluetooth

صنعت IT در جهان از سال ۲۰۰۰ به بعد تحولات بسیارى را به خود دیده است.هر روزه مردم با یک تکنولوژى جدید روبه رو مى شوند و دنیاى پیچیده و پیشرفته امروزى مردم را وادار به حرکت مى کند.اما سرعت این حرکت به قدرى زیاد است که حتى متخصصین IT را هم به تعجب واداشته است.با ایجاد هر تکنولوژى مردم مشتاق شده تا با آن آشنا شوند ولى بلافاصله تکنولوژى پیشرفته دیگرى متولد مى شود.یکى از این تکنولوژى ها، Bluetooth است که به ارتباط بى سیم با برد کوتاه مربوط مى شود.این تکنولوژى در تمام قطعات، وسائل الکترونیکى و ارتباطى کاربرد دارد و استفاده از آن تنها به شبکه ها و اینترنت مربوط نمى شود، به طورى که امروزه حتى موس و کى بورد Bluetooth هم به بازار آمده است.اکثر کارشناسان و متخصصین کامپیوتر و شبکه اعتقاد دارند که از ۲۰۰۴ سال پیشرفت هر چه بیشتر این تکنولوژى خواهد بود.فرض کنید در منزلتان از تکنولوژى Bluetooth استفاده مى کنید و در حال چک کردن E-mailهاى خود از طریق تلفن همراه هستید، در همان حال نامه اى از دوست خود دریافت مى کنید.شما هم نامه او را از طریق Bluetooth به پرینتر که به این سیستم مجهز است ارسال کرده و یک پرینت از آن تهیه مى کنید.در همین زمان تلویزیون هم مشغول پخش برنامه اى است که بلافاصله تصویر را به مانیتور انتقال داده و توسط CD-Writer که به تکنولوژى Bluetooth مجهز است تصاویر را روى CD ذخیره مى کند.اینها تنها برخى از موارد استفاده تکنولوژى Bluetooth در زندگى امروز است.

 تجهیزات مجهز به این تکنولوژى در کنار هم شبکه اى خانگى به نامPAN (Personal Area Network) را ایجاد مى کنند.

 بلوتوث یک  مشخصه صنعتی برای شبکه‌ های بیسیم محلی (PANs)می باشد که تحت استاندارد IEEE 802.15.1 شناخته میشود.بلوتوث راهی را برای اتصال و مبادله (رد و بدل )نمودن  اطلاعات بین وسایلی نظیر دستیارهای دیجیتالی محلی (PDAs) ، تلفن همراه ، رایانه های از نوع laptop ها و pcها ، چاپگرها ،  دوربین‌های دیجیتال و کنسول بازی ویدئو از نوع PlayStation 3 Sony از طریق فرکانس رادیویی برد کوتاه امن ، غیر رسمی و قابل دسترس برای تمامی جهانیان فراهم کرده است.

بلوتوث از نام پادشاه دانمارکی بنام Harold Bluetooth Blatant در قرن 10 گرفته شده است.به عقیده مخترعان تکنولوژی بلوتوث ، او کسی بود که دیپلماسی را از جنگ به سمت گفتگو و مذاکره سوق داد ،  به عقیده آنها این نام مناسب برای تکنولوژی آنهاست که به وسایل مختلف اجازه می‌دهد نوعی گفتگو با هم داشته باشند.نام پادشاه دانمارکی بنام Harold Blatant می باشد و آرم یا لوگوی بلوتوث ، حروف الفبایی H و B  می باشد.

مقدمه

بلوتوث  یک استاندارد رادیویی و پروتکل ارتباطی است  که  برای مصارفی با توان پایین در یک برد کوتاه ( مربوط به کلاس توان : 1 متر 10 متر و 100 متر)که توسط یک میکروچیپ فرستنده و گیرنده  ارزان قیمت  طراحی شده است ، بکار    می رود.

بلوتوث به اینگونه دستگاهها اجازه می‌دهد که با یکدیگر در تماس باشند  ، البته  به شرطی که هر دو در برد هم قرار گرفته باشند.دستگاه هایی که ازسیستم ارتباطی رادیویی استفاده   می کنند ،  لازم نیست که در یک خط دید باشند یا در یک اتاق باشند ، به اندازه کافی ، قوی  شنیده شوند.بخاطر وجود آنتن های متنوع ، مسیرهای انتقال و متغییرهای دیگر  ، بردها نیز متغییرند.با وجود این مقادیر توان انتقال ، بیشتر به یکی از 3 کلاس زیر کاهش میابد:

دندان آبی یا Bluetoothاز کجا آمد

 Bluetoothاز کجا آمد شاید جالب باشد تا از تاریخچه نام Bluetooth هم اطلاع داشته باشیم.

 این نام از نام یک پادشاه دانمارکى به نام Harald Blaatand گرفته شده است.کلمه Blaatand پس از انتقال به زبان انگلیسى به شکل Bluetooth تلفظ شد که به معنى دندان آبى است.

این پادشاه که بین سال هاى ۹۴۰ تا ۹۸۶ مى زیست، توانست دانمارک و نروژ را که در جنگ هاى مذهبى با هم مشکل پیدا کرده بودند متحد کند و از آن پس شهرت زیادى کسب کرد.در واقع تکنولوژى Bluetooth هم بر پایه اتحاد یکپارچه سیستم هاى کامپیوتر در قالبى بدون سیستم تاکید دارد که نماد کار و تلاش پادشاه دانمارکى است.

این دندان آبی Bluetooth یعنی چه

ایده اصلى ایجاد این سیستم در سال ۱۹۹۴ توسط شرکت موبایل Ericsson ارائه شد.این شرکت به همراه چند شرکت دیگر به دنبال یک سیستم ارتباطى بین وسایل الکترونیکى مختلف بودند تا قادر به هماهنگى و سازگارى با هم باشند.امروزه بسیارى از وسایل ارتباطى مانند PC، PDA، موبایل، پرینتر و...از پروتکل هاى متفاوت و ناسازگار با یکدیگر استفاده مى کنند و همین امر باعث عدم ارتباط مناسب بین آنها خواهد شد.

 بنابراین شرکت هاى مربوطه تصمیم به ایجاد یک استاندارد مشترک براى انواع وسایل ارتباطى گرفتند تا ارتباط میان آنها تحت یک پروتکل ثابت و مشخص برقرار شود.

فن آوری دندان آبی Bluetooth در حال حاضر

 در حال حاضر Ericsson، Intel، Nokia، IBM و Toshiba از پدیدآورندگان و توسعه دهندگان این تکنولوژى هستند.این شرکت ها با تشکیل گروهى به نامBluetooth (Special Interest Group)SIG موفق شدند استاندارد مورد نظر را ایجاد کنند.

از امواج رادیویى تا فن آوری دندان آبی Bluetooth

هر وسیله اى که از سیم براى انتقال اطلاعات خود استفاده نمى کند از امواج رادیویى بهره مى گیرد در واقع امواج رادیویى سیگنال هایى هستند که توسط فرستنده در هوا پخش مى شود.امواج رادیویى قادر به انتقال صدا، تصویر و هر نوع Data هستند.

 تلفن هاى بى سیم، موبایل، ماهواره ها، اداره تلویزیون و غیره جزء وسایلى هستند که ارتباط خود را از طریق این امواج فراهم مى کنند.حتى دزدگیر اتومبیل شما هم از طریق امواج رادیویى کنترل مى شود.

فن آوری دندان آبی Bluetooth امواج بردکوتاه

 Bluetooth نوعى از ارتباطات امواج رادیویى ولى با برد کوتاه است و از پروتکل خاصى براى ارسال اطلاعات خود استفاده مى کند و به همین دلیل است که شرکت هاى معتبر سازنده دستگاه هاى ارتباطى و کامپیوترى علاقه زیادى دارند تا در این پروژه شرکت کنند.

 در واقع تمام دستگاه هایى که بر پایه Bluetooth ایجاد مى شود باید با استاندارد مشخصى سازگارى داشته باشند.همان طور که مى دانید فرکانس هاى امواج رادیویى با استفاده از واحد هرتز محاسبه مى شوند.

 فرستنده این فرکانس ها که Transmitter نام دارد امواج مورد نظر را در یک فرکانس خاص ارسال مى کند و دستگاه گیرنده در همان طول موج اقدام به دریافت اطلاعات مى کند و دامنه آن GHZ2.40 تا GHZ2.48 است.•

مزایاى Bluetooth

 مزایاى Bluetooth عوامل بسیارى موجب شده تا شرکت ها و موسسات ارتباطى به دنبال استفاده از Bluetooth باشند.یکى از این عوامل محدودیت در انتقال Data از طریق سیم است.

دستگاه هایى که با سیم کار مى کنند از طریق رابط هاى سریال یا پارلل و یا USB به کامپیوتر متصل مى شوند.اگر از ارتباط سریال استفاده شود در هر سیکل زمانى یک بیت ارسال مى شود و ارتباط پارلل در هر سیکل ۸ تا ۱۶ بیت را ارسال مى نماید.این مقادیر در دنیاى ارتباطات پرسرعت امروزى بسیار کم است.تا چندى پیش در مقام کشورهاى پیشرفته براى ارتباط اینترنت به طور کامل از ارتباطات سیمى و تکنولوژى هایى چون ISON و DSL استفاده مى شد.البته این سیستم ها هنوز هم جزء پرطرفدارترین و کاربردى ترین وسایل ارتباطى در جهان هستند.

بگذریم که در کشور ما هنوز به طور کامل از این سیستم ها استفاده نمى شود و همچنان سیستم قدیمى و بسیار ضعیف Dial up مورد استفاده قرار مى گیرد.

Bluetooth یا فن آوری دندان آبی در جهان امروز

به لطف تکنولوژى جدید Bluetooth کشورهایى چون آمریکا و برخى کشورهاى اروپایى که در زمینه تکنولوژى حرف اول را در دنیا مى زنند به سمت استفاده از ارتباطات بى سیم بین شبکه ها و اینترنت حرکت مى کنند که علاوه بر سرعت زیاد، کیفیت بسیار خوبى را در اختیار کاربرانش قرار مى دهد.

استاندارد Bluetooth

 از دیگر مشکلاتى که متخصصین بخش ارتباط با آن سروکار داشتند عدم وجود یک استاندارد مشخص و ثابت براى ارتباط دستگاه هاى مختلف با یکدیگر بود.تا پیش از این هر شرکت دستگاه هاى خود را براساس استانداردهاى ارتباطى خود تولید مى کرد و به همین خاطر اغلب آنها براى ارتباط با دستگاه هایى از همان نوع ولى متعلق به یک کمپانى دیگر دچار مشکل مى شدند زیرا پروتکل ثابتى وجود نداشت.

 حال این مشکل توسط استاندارد Bluetooth به راحتى قابل حل است.قبل از مطرح شدن مسئله استفاده از Bluetooth متخصصان اعتقاد داشتند که در ارتباطات نزدیک از اشعه مادون قرمز استفاده شود.مثلاً در کنترل از راه دور تلویزیون از این سیستم استفاده مى شود.

تکنولوژى مادون قرمز در مقابل دندان آبی

 تکنولوژى مادون قرمز IrDA نام دارد و مخفف Infrared Data Association است.در عمل ثابت شده که استفاده از این استاندارد قابل اطمینان است و هزینه بسیار کمى به خود اختصاص مى دهد.ولى با این وجود معایبى نیز دارد.

اولین مشکل حرکت نور در خط راست است.فرستنده مادون قرمز و گیرنده آن مى بایست در مقابل هم قرار بگیرند تا ارسال اطلاعات صورت گیرد، در غیر این صورت و وجود داشتن مانعى در بین راه، انتقال اطلاعات به درستى صورت نمى گیرد.

 یکى دیگر از مشکلات مادون قرمز اصطلاح «یک به یک» است.به این معنى که شما فقط مى توانید اطلاعات را از یک دستگاه تنها به یک دستگاه دیگر ارسال کنید و در یک لحظه قادر به ارسال اطلاعات از یک دستگاه به چند دستگاه نخواهید بود اما هر دو مشکل IrDA از طریق Bluetooth قابل رفع است.

قیمت ارزان فن آوری دندان آبی Bluetooth

یکى دیگر از دلایل استفاده از تراشه هاى Bluetooth قیمت بسیار مناسب آن است.قیمت این تراشه ها عملاً ۱۵ تا ۳۰ دلار است که با توجه به کارایى بسیار خوب، این قیمت کاملاً مناسب به نظر مى رسد.

 همان طور که اشاره شد این تکنولوژى از محدوده فرکانس ۴۰/۲ تا ۴۸/۲ گیگا هرتز که محدوده اى رایگان است استفاده مى کند که ۷۹ کانال ارتباطى را شامل مى شود.البته این محدوده در اروپا و آمریکا مورد استفاده قرار مى گیرد ولى در ژاپن این محدوده بین ۴۷/۲ تا ۴۹/۲ گیگا هرتز است و ۲۳ کانال ارتباطى را شامل مى شود.هر کدام از این کانال هاى ارتباطى قابلیت ارسال یک مگابایت اطلاعات را دارد و برد موثر آن ۱۰متر ذکر شده که شرکت هاى ارائه کننده این سیستم ها تا برد ۷ متر را ضمانت مى کنند و بیشتر از آن به فضاى اتاقى بستگى دارد که دستگاه ها در آن قرار دارند و همچنین به میزان وجود دیگر امواج رادیویى هم وابسته است.

سرعت انتقال اطلاعات  در دندان آبی Bluetooth

 سرعت انتقال اطلاعات در استاندارد Bluetooth بستگى به نوع سیستم ارتباطى دارد.مثلاً اگر از ارتباط همزمان یا Synchronous استفاده شود نرخ انتقال اطلاعات ۴۲۳ کیلوبایت 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 غیرهمزمان یا Asynchronous نام دارد نرخ انتقال اطلاعات ۷۲۱ کیلوبایت در ثانیه خواهد بود.البته با وجود سرعت بیشتر این ارتباط نسبت به ارتباط همزمان، قابلیت ارسال و دریافت در یک زمان را ندارد.

البته تکنولوژى هاى مانند Wi-Fi که بر پایه Bluetooth است برد موثر و نرخ انتقال اطلاعات بیشتر مى شود.

Bluetooth و سیستم تداخل امواج

 Bluetooth از سیستم بسیار حساسى نیز برخوردار است و از این لحاظ با استفاده از آن احتمال تداخل بین دستگاه هاى مجهز به امواج رادیویى به حداقل خود مى رسد و حتى در صورت بروز تداخل در ارتباط بلافاصله اطلاعات از بین رفته مجدداً به طور خودکار براى دستگاه گیرنده ارسال خواهد شد.حال این تصور به وجود مى آید که با وجود چندین دستگاه مجهز به این تکنولوژى در یک اتاق چگونه آنها روى یک فرکانس مشخص و بدون تداخل با یکدیگر به تبادل اطلاعات مى پردازند.

براى جلوگیرى از تداخل اطلاعات Bluetooth از تکنیکى به نام Spread Spectrum Frequency استفاده مى کند و این تکنیک به دستگاه ها اجازه مى دهد که در یک محدوده فرکانسى مشخص شده به صورت خودکار تغییر فرکانس داشته باشند.

 در واقع در این تکنولوژى یابنده کانال آزاد بیش از ۱۵۰۰ بار در ثانیه کانال هاى ارتباطى را چک مى کند تا از کانال هاى اشغال شده با خبر باشد و در صورت ایجاد یک ارتباط جدید یک کانال آزاد را به آن ارتباط اختصاص دهد.

 مثلاً یک دستگاه کامپیوتر در حال ارتباط با پرینتر از طریق فرکانس GHZ2.47 باشد در همین زمان موبایل قصد ارتباط با اسکنر را دارد.با استفاده از تکنیکى که ذکر شد به طور خودکار فرکانس اشغال شده توسط کامپیوتر و پرینتر شناسایى شده و ارتباط موبایل و اسکنر به روى یک فرکانس جدید برقرار مى شود.

فناوری BlueTooth

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.

(نمودار و جداول در فایل اصلی موجود است)