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7_2.- COMUNICACIÓN BLUETOOTH

Centro CFP/ES

MODELO OSI

http://www.youtube.com/watch?v=J4fyeLWeq-Q&feature=related

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¿DE DÓNDE PROVIENE EL NOMBRE BLUETOOTH?

• La razón del nombre es que en el siglo X el rey Harald II deDinamarca, apodado “diente azul” Bluethoot a causa de unaenfermedad que le daba esta coloración a su dentadura,reunificó bajo su reinado numerosos pequeños reinos queexistían en Diunamarca y Noruega y que funcionaban conreglas distintas, lo mismo que hace la tecnología Bluethoot.

• All rey Harald II se le consideró un buen comunicador y deahí su nombre.

¿QUIÉNES CONFORMAN EL CONSORCIO?

• Este Consorcio fue promovido por Ericsson y Nokia y en 1998se anunció al público en general en Londres, San José yTokio.

• El propósito del consorcio era establecer un dispositivoestándar y un software que lo controlase.

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¿QUÉ PODEMOS HACER?

http://www.youtube.com/watch?v=R8QQ5ovSizI&feature=related

CARACTERÍSTICAS

• Los sistemas BlueTooth trabajan a frecuencias entre 2400 y2483.5 MHz, el cual está dividido en diversas subbandas.

• Su tasa teórica es de 1Mbps. Al igual que en IP,

• Los datos se transmiten en pequeños paquetes, y cada unode ellos incluye una cabecera que, entre otros datos, indicala frecuencia de la banda en la que se enviará el siguientepaquete; de esta forma, los periféricos no transmitensiempre en una única frecuencia, sino que van saltandode una a otra en función del tráfico de la red y de otrosfactores.

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FUNCIONAMIENTO

• Las redes BlueTooth están diseñadas para interconectarhasta ocho periféricos entre sí, eso es una piconet.

• Cada periférico se puede configurar como maestro o esclavo.Los maestros son los encargados de dirigir el tráfico

• Cada maestro puede estar conectado a dos piconetsdistintas, y como puede haber varios maestros en una mismared, se pueden interconectar varias piconets entre sí deforma encadenada, hasta un máximo de 10.

• Esto nos da un máximo de 8*10 - 8 = 72 periféricos.

FUNCIONAMIENTO

• Esquema de configuración entre 2 piconet.

• Una unidad maestra en una piconet puede ser unidad esclava en otra

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FUNCIONAMIENTO

• Hay 20 perfiles y tres tipos de enlaces distintos.

• Los perfiles controlan el comportamiento del periféricoBlueTooth, y los enlaces asignan los modos de transmisiónentre dispositivos.

• Por ejemplo, para que un PDA se pueda comunicar con unteléfono móvil es preciso que ambos tengan un perfil demodem y un enlace de voz/datos.

• La elección del enlace depende de la naturaleza del tráfico.Los enlaces síncronos ofrecen una conexión bidireccional a432 Kbps en cada sentido, los enlaces asíncronos, por suparte, ofrecen 721 Kbps en un sentido y 57.6 Kbps en elopuesto. Finalmente está el enlace de voz/datos, que ofreceun canal bidireccional a 64Kbps.

DISPOSITIVO

• Cada dispositivo deberá estar equipado con un microchip(tranceiver) que transmite y recibe en la frecuencia de 2.4GHz.

• Además de los datos, están disponibles tres canales de voz.Cada dispositivo tiene una dirección única de 48 bits basadoen el estándar IEEE 802. Las conexiones son uno a uno conun rango máximo de 10m.

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BANDA DE FRECUENCIA Y NIVEL DE EMISIÓN

• Al ser los chip reducidos es necesario que tenga un consumobajo (97% menos que un teléfono móvil).

• Cuando los dispositivos no intercambian datos establecen elmodo de “espera” para ahorrar energía.

• La potencia de transmisión es de 1 mW para un alcance de10 m y de 100mW para 100m.

• El estándar Bluetooth opera en la banda de 2,4 GHz. El anchode la banda puede diferir según el país. En España:

• Banda menor a 83,5 MHz• 23 canales de RF con un espaciamiento de 1 MHz

SISTEMA DE CONMUTACIÓN Y VELOCIDAD

• El protocolo Bluetooth, utiliza una combinación deconmutaciones de circuito y paquetes. Para asegurar que lospaquetes no sean recibidos fuera de orden, se efectuan unossaltos cada cierto tiempo.

• El canal es representado por una secuencia de salto a travésde 23 canales. Esta secuencia de salto es única para cadapiconet y es determinada por la dirección del dispositivoBluetooth maestro.

• El canal se divide en espacios de tiempo en donde cada unocorresponde a un salto de frecuencia. La velocidad de lossaltos es de 1600 saltos/s.

http://www.youtube.com/watch?v=aXgYusP3yWw

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ESTRUCTURA DE PAQUETES

• Cada paquete comienza con 72 bits de código de acceso (identidaddel maestro) y que es única para el canal.

• En la piconet se comparan las señales que llegan con el código deacceso, y si estos no son iguales, el paquete recibido es consideradono valido en el canal y el resto del contenido es ignorado.

• La cabecera del paquete contiene información de control importantecomo la dirección de control de acceso al medio (MAC), tipo depaquete, bits de control de flujo, el esquema ARQ de petición deretransmisión automática y un chequeo de error en cabecera.

MODULACIÓN GFSK

• Los datos transmitidos poseen una velocidad de 1 Msimb./s. El tipo demodulación es GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), en dondeun “1” binario representa una desviación de frecuencia positiva, y un“0” binario representa una desviación de frecuencia negativa.

• La desviación máxima de frecuencia está entre 140 KHz y 175 KHz.

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ESTABLECIMIENTO DE CONEXIÓN

El establecimiento de una conexión entre dos dispositivos Bluetoothsigue un procedimiento relativamente complicado para garantizar uncierto grado de seguridad, como el siguiente:

1. Modo pasivo2. Solicitud: Búsqueda de puntos de acceso3. Paginación: Sincronización con los puntos de acceso4. Descubrimiento del servicio del punto de acceso5. Creación de un canal con el punto de acceso6. Emparejamiento mediante el PIN (seguridad)7. Utilización de la red

Durante el uso normal, un dispositivo funciona en "modo pasivo", esdecir, que está escuchando la red.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

• Banda de Frecuencia: 2,4 GHz• Potencia de Tx: 1mW ( 0 dBm)• Tecnología: Spread Spectrum• Canales de voz: 3 por picored max.• Canales de datos: 7 por picored max.• Velocidad de datos:721Kbps por picored• Cobertura: 10 m.• Número de dispositivos: 8 por picored• Alimentación: 2,7 voltios• Interferencia: Bluetooth minimiza la interferencia potencial

al emplear saltos rápidos en frecuencia.

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MÓDULOS BLUETOOTH EN EL MERCADO

MÓDULO BLUETOOTH HC06

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MONTAJE EXTERNO

• En este caso no hay que utilizar el MAX232 ya que no existe comunicación directa con el PC

PASOS A SEGUIR EN LA PRÁCTICA

1. Montaje circuito en placa2. Soldar cable en pines de módulo HC063. Realizar programa para que al pulsar a en el teclado

se ilumine el diodo conectado en el pin RB1 y cuando pulsemos b se apague

4. Los pines TX y RX pueden conectarse donde se considere dependiendo de los elegidos en la instrucción: #use rs232 (comandos).

5. Grabar programa en PIC6. Emparejar BT con el ordenador. Una vez

emparejado (codigo 1234 o 0000) nos dará un COMX

7. Abrir Hiperterminal o Terminal virtual describiendo ese COM

8. Pulsar tecla a o b en el ordenador y verificar encendido y apagado del led

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CONCLUSIONES

• La banda de frecuencia se separa en saltos. El uso del spread spectrum establece un alto nivel de seguridad.

• Pueden interconectarse hasta 8 dispositivos en una piconet

• Las señales pueden transmitirse a través de paredes, lo cual elimina la necesidad de existencia de línea de vista

• Los dispositivos no necesitan estar direccionales entre sí ya que las señales son omnidireccionales

• Pueden soportarse aplicaciones síncronas y asíncronas, lo cual facilita la interconexión de una gran variedad de dispositivos y servicios tales como voz e Internet.

CONCLUSIONES

• Los gobiernos a nivel mundial regularían este estándar haciendo posible su utilización en cualquier parte del mundo

• Bluetooth ofrece tres grandes ventajas.

• “Prescinde de cableado, facilita el acceso a la información y abarata las comunicaciones, al utilizar ondas de radio”.

• Como inconveniente presenta un entorno de cobertura reducido, pues restringe las comunicaciones entre dispositivos que se encuentren a un máximo de 100 metros.

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BLUETOOTH 3.0

http://www.youtube.com/watch?v=TDCC3lj4ufA&feature=related

Y EL FUTURO….BLUETOOTH 4.0

Combina BT Clasico con BT “Bajo consumo”

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BLUETOOTH 4.0. CARACTERÍSTICAS

BLUETOOTH 4.0. DIFERENTES MODELOS

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BLUETOOTH 4.0. MODELO RN4020

BLUETOOTH 4.0. CONEXIÓN CON MICROCONTROLADOR

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BLUETOOTH 4.0. CONFIGURACIÓN COMO CENTRAL

BLUETOOTH 4.0. CONFIGURACIÓN COMO

PERIFÉRICO

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BLUETOOTH 4.0. CONEXIÓN MASTER-ESCLAVO

PRODUCTOS QUE PUEDEN DISEÑARSE DE OTRA MANERA…

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LA REVOLUCIÓN DE BLUETOOTH

COMUNICACIÓN BLUETOOTH