無線感測網路報告 指導老師：張立偉 老師 組員：蔡明縉 9830058 許育誠 9830086 張永傑 9830060 鄭易翔 9830074 詹以群 9830092

藍芽簡介 藍芽起源於 1994 年，由易利信公司（Ericsson）開始研究電腦與電話等週邊設備的無線網路溝通的技術，並且以低成本、低耗電量為目標，期望藍芽能與快速成長的手機結合。藍芽是以西元 10 世紀一位丹麥國王的名字（Harald Blatand, Blatand 翻為英文即為 Bluetooth）來命名。 藍芽技術是一種小範圍的無線電頻率技術，裝置間透過晶片可互相溝通，不必再透過纜線傳輸，藍芽的運作原理是在2‧45 GHz的頻帶上傳輸，除了數位資料外，也可以傳送聲音。每個藍芽技術連接裝置都具有根據IEEE 802標準所制定的48-bit地址；可以一對一或一對多來連接，傳輸範圍最遠在10公尺。藍芽技術不但傳輸量大，每秒鐘可達1MB，同時可以設定加密保護，每分鐘變換頻率一千六百次，因而很難截收，也不受電磁波干擾。

藍芽網路特性 傳輸速率：1 Mbps (同一 Piconet 內裝置共享) 網路範圍： 10 公尺左右 網路環境：一個 Bluetooth 最多含有 10 個 Piconet 網路，一個 Piconet 最多 8 個活動裝置 ，1個主裝置，7個從裝置。 通訊頻段：2.4 GHz ISM 展頻技術：採用 FHSS 展頻技術，每秒跳躍 1600 次 媒介存取：採用主從式集中處理。 傳輸訊息：同時傳送語音與資料 多工技術：採用分時雙工 (Time Division Duplex) 機制 連線方式： 同步連結導向 (Synchronous Connection-Oriented, SCO) 非同步非連接 (Asynchronous Connectionless Link, ACL)

藍芽應用 資料與語音進接點 即時語音與資料傳輸 纜線替代 消除任何通訊裝置間的大量所需的纜線連接 隨意網 具有藍芽無線電的裝置只要在另一個藍芽裝置進入範圍內就可迅速連線

藍芽協定 微網(Piconet) 散網(Scatternet) 藍芽中連網的基本單元 一個主機與可從一到七個活動中的從屬裝置所組成 主機者決定頻道與相位 散網(Scatternet) 在一微網內的裝置也可以是另一微網的一部分,並且在每個散網中都可當主機或從屬裝置 允許許多裝置分享相同的實體區域 充分運用頻寬

主機/從屬裝置關係

Bluetooth 網路架構 由若干個 Piconet 網路 (最多 10 個) 組合成一較大的 Scatternet 網路 最多 8 個 Active 裝置 一個 Master 裝置負責管理媒介存取 相同的虛擬亂數序列 (PNS)

Bluetooth 網路架構 Scatternet 網路 整合多個 Piconet 網路

藍芽的分時雙工 藍芽系統是以跳頻的方式運作，通道被切割成625μs的時槽。每個時槽使用不同的頻率。 每秒會產生一千六百次的跳躍次數，每個封包可以在時槽上傳送。 在藍芽中，時間被分成許多個大小相等的時槽，由主裝置傳送資料給從裝置的下傳（Downlink）和由從裝置傳送資料給主裝置的上傳（Uplink）這兩種動作交互地出現。即是所謂的分時雙工。

藍芽的分時雙工 Master-to-Slave 時槽：偶數時槽 Slave-to-Master 時槽：奇數時槽

多時槽傳送方式 每個封包所使用的時槽數不一定，最多可以使用5個時槽。 對於只佔用一個時槽的封包， 跳頻頻率是由當時的藍芽時脈值決定。 如果一個封包佔用多個時槽，則由傳送該封包的第一個時槽的藍芽時脈值決定，且在傳送該封包期間內的所有時槽的頻率必須固定。

多時槽傳送方式

藍牙基帶技術支援兩種連接類型 1.同步定向連接（Synchronous Connection-Oriented, SCO）傳輸。 2.非同步無連接（Asynchronous Connection-Less, ACL）傳輸。

同步連接導向連線 (Synchronous Connection-oriented, SCO) SCO鏈結：主機與從屬裝置的點對點之連接配置固定的頻寬，一旦建立連線後，不管有無資料傳輸，系統保留固定時槽給主機與從屬裝置，其他從屬裝置不能用此連線的時槽傳送資料。SCO封包都不會被重傳。SCO鏈結主要用在交換有時效性的資料，此類資料需有速率的保證，但不需保證送達，因此SCO鏈結適合傳送語音，每一個SCO鏈結支援64 kbps之語音通話。 主要用於同步語音傳送。

同步連接導向連線 Slave 與 Master  之間固定連線 佔用固定時槽 傳送語音封包使用

非同步非連接連線 (Asynchronous Connection-Less, ACL) 非同步連結導向ACL：支援資料通訊，最高速率至650Kbps，在主裝置與附屬裝置間只能存在一個非同步非連結導向式連結 ACL鏈結：主機與微網內的所有從屬裝置之間的單點對多點的鏈結。ACL鏈結屬於封包交換式的非同步傳輸型態，提供一個封包交換式的連接，不能預留頻寬，可經由錯誤偵測與重傳保證資料的傳送。當實體通道沒有保留時槽給SCO鏈結時，ACL鏈結可佔用任何時槽進行封包交換，一旦系統需要SCO鏈結時，ACL鏈結則空出時槽給SCO連線使用。對多數ACL傳送之封包可重傳，適合傳輸數據資料。雙向對稱性數據資料傳輸速率為108.8到432.6 kbps；至於非對稱性之一個方向最高速率可達721 kbps，但反向只有57.6 kbps。

非同步非連接連線 利用 SCO 連線後之空閒時槽傳送 由 Master 分配 Slave  傳送時機 ACL 與 SCO 同時存在