蓝牙技术简述及其在高校多媒体教学中的应用初探

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　　摘要：随着现代无线通信技术的迅猛发展，无线校园网在高校中的使用越来越广泛，蓝牙通信技术作为目前十分先进的无线网络技术，不断被应用于无线校园网的各个领域，在教学中的应用也越来越受到重视。本文通过对蓝牙技术起源、特点等的简述，初步探讨蓝牙技术在高校多媒体教学中的应用。
　　关键词：无线通信；无线校园网；蓝牙(Bluetooth)技术；多媒体教学
　　中图分类号：TN915.43 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2008）36（c）-0044-02
　　
　　一、蓝牙技术简述
　　
　　1、蓝牙技术的起源和功能。蓝牙是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚公司于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。“蓝牙”原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字命名这种新技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。其目标是实现最高数据传输速度1Mb/s-10Mb/s(有效传输速度为721kb／s)、传输距离为10-100米(根据发射功率的大小)，用户不必经过申请便可利用2.4GHz的ISM频段，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。蓝牙是一种开放的以低成本、短距离无线连接为基础的，能取代电缆将一定范围的计算机和通信设备连接起来，能实现不同设备之间的快速互联，用于传送话音和数据的新型技术。打印机、电脑、传真机、键盘、拨号网络、笔记本电脑、数码相机、移动电话以及其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网（Piconet），多个微微网之间也可以进行互连接，实现各类设备间随时随地进行通信。2、蓝牙技术的特点：(1)无线性：采用无线电技术，支持语音和数据传输；(2)开放性：蓝牙工作在全球开放的2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段；(3)低功耗：成本低，通讯安全性好，辐射小；(4)体积小：嵌入式技术，集成度高成本低，实现容易，易于推广；(5)无障碍：在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通讯视角和方向要求；(6)采用跳频展频技术：抗干扰性强，不易窃听；(7)可操作性和：不同公司的蓝牙产品可相互通信，具有良好的兼容性。3、蓝牙技术的系统结构，分三大部分：（1）底层硬件模块：包括无线跳频（RF）、基带（BB）和链路管理（LM）。无线跳频层通过2.4GHz无需授权的ISM频段微波，实现数据位流的过滤和传输，本层协议主要定义蓝牙收发器在此频带正常工作所需满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。（2）中间协议层：包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能，该层协议是其它各层协议实现的基础。（3）高层应用：较典型的有耳机、局域网访问、拨号网络、文件传输等，分别对应一种应用模式。各种应用程序可通过各自对应的应用模式实现无线通信。（4）蓝牙技术的应用方式：①点对点应用方式：即一个蓝牙设备（如笔记本电脑）直接与有线校园网互联；②点对多应用方式：即利用一个无线接入点与有线校园网互联，多个蓝牙设备与这个无线接入点互联，从而达到网络资源的共享；③无线接入点应用方式：即无线接入点与有线校园网互联；④无线蜂窝网漫游的方式：即蓝牙设备找到最近的蓝牙接入点，进行同步通信。
　　
　　二、蓝牙技术在高校多媒体教学中的应用。
　　
　　在高校教学过程中，教师多数采用多媒体教学方式，它是随着计算机网络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育模式，能增强学生学习兴趣，使学习由被动变为主动，提高教学效果和效率。无线通信技术逐步进入校园，如何让师生随时、随地使用各种教学设备，共享教学资源，共享访问因特网，是个普遍关注和值得研究的问题。解决这个问题最简单易行的方法便是引进蓝牙无线技术。蓝牙技术可以同步传输语音和数据，是实现多媒体网络化教学的理想选择。而若在高校多媒体教学中能成功采用蓝牙技术，根据蓝牙技术的功能和特点，可在以下方面构想其应用：1、蓝牙无线教学网的应用。校园网在高校已得到普遍应用，是为学校师生提供教学、科研和综合信息服务的计算机网络，在高校建设中起到不可估量作用。在传统校园网上增加适当的无线接入点，使某一节点设备尤其是固定或便携设备能够不用电缆连接也能接入校园网络，从而形成了无线校园教学网。而若无线网络接入时采用基于蓝牙技术的网络产品，则为蓝牙无线教学网。蓝牙无线教学网在校园网的基础上增加了网络教学的“空间”，使得学校师生随时随地共享教育网络资源，在校园的任何角落都能快速地与校园网内的设备实现连接，方便了教和学的互动，方便了学生的自学、复习与研究。但基于蓝牙短距离传输、建网造价和安全等问题，蓝牙无线校园网的发展需要进一步的研究。将蓝牙技术应用于校园网建设实际上是蓝牙技术快捷、人性化、低功耗、低成本的一个重要体现。目前在香港大学已经开始利用蓝牙技术进行无线校园网的初探。2、蓝牙机房的应用。传统的机房建设需要大量的网络设备，而将计算机设备和网络设备连接时不仅需要大量的工作时间，还需要花费很多的精力，不仅连接麻烦，而且常常因为接点接触不良造成网络信号中断，而后期的网络维护工作也很烦琐。如果采用蓝牙技术可以很方便地把它们按照不同的需要分单元连接起来，一对一或一对多的连接，去掉那些烦琐的连接线路，需要切断网络或移动机房时也非常的方便。这种基于蓝牙技术的设备机房，我们称之为蓝牙机房。在这种机房里，看不到各种密密麻麻的连线，只要是安装了蓝牙无线网卡，设备之间就可以直接通信联络。通过蓝牙教室可以对学生分层次进行教学，共享资源，提高师生互动，提高教学质量。3、蓝牙多媒体教室的应用。蓝牙多媒体教室就是利用蓝牙技术将各种媒体工具武装配置起来的教室，在蓝牙教室中，通过设置多维情景，让学生将所学的知识应用到具体的情景中，以解决复杂问题，方便考查学习的学习状况。蓝牙多媒体教室特点是灵活、互动、方便装备维护和更新、方便移动和组合等。设备的移动和添加也变得更加方便。有蓝牙接入点的任何地方，学生可以选择学习规定的或自己喜欢的课程。学生与学生、教师与学生之间可以利用蓝牙耳机和蓝牙PDA实现一对一或一对多的互动性教学，提高学生的学习兴趣，教学更具有针对性。教师组织教学将会更加灵活自由，大大提高教育质量和教育资源的利用率。蓝牙多媒体教室目前在一些高校研究生课程教学中得到了一定的应用。4、蓝牙无线个人学习微型网的应用。随着互联网和多媒体的不断普及发展，人们可以在家庭通过互联网地接受教育。而在高校校园里，利用蓝牙技术就可以为个人（教师或学生）方便地搭建一个实时、快速、交互性较强的多媒体学习空间。蓝牙技术可以把用户身边的设备都链接起来。构成一个“个人学习微型网”，并实现与Intemet互联。无论这些设备在那里，只要通过蓝牙技术的接入控制，一定可以被构建成为个人学习和娱乐的优良的微型环境。高校校园里师生通过个人微网可以在互联网上多途径、广范围进行学习；学习者与教学者之间可以采用更好更有效的交互方式。个人微型网对高校教育的无纸化发展也是一个促进；它能提高效率、省时、省力，可以把学生从厚重的书包和笔记当中解放出来，同时教学内容可以得到最生动、形象的传达。
　　
　　三、蓝牙技术发展过程中存在的问题。
　　
　　蓝牙技术正在为无线校园建设多媒体教学提供无线通信技术。并正在为进一步改善教育设施提供灵活方便的手段。而蓝牙仍然是一项发展中的技术，其应用目前应该说仍处于起步阶段，要真正达到大规模进入消费市场并在用户中普及，还有大量应用技术细节需要解决：如蓝牙芯片价格偏高、蓝牙模块难生产、全面测试难度大、蓝牙与WLAN之间的干扰问题、蓝牙的传输速率问题、蓝牙安全机制等等。这些问题制约着蓝牙技术的进一步飞快发展。但是随着技术的改进和完善，蓝牙技术存在的问题会逐渐完善，逐渐解决，定将会引起高校多媒体教学的一次变革。
　　
　　四、蓝牙技术在高校中应用的前景。
　　
　　蓝牙技术是一热门新技术，在十年时间内得到迅速发展，所提供的低成本、低功耗的短距离无线通信具有广阔的应用前景和巨大技术潜力。但因技术本身存在上述问题，它并没得到真正普及，也未得到大多数消费者认可，一旦上述问题解决，蓝牙将迅速改变生活与工作方式，提高生活质量。蓝牙技术在高校教学中的应用也将越来越广泛和实用。
　　在不久的将来，在高校校园中，我们期待学习者只要在无线校园网的覆盖区内，就可通过蓝牙无线设备实现无线上网学习、下载资料、上传作业，进行考试，与老师同学讨论问题、收发信件，将蓝牙技术灵活应用于多媒体教学各个方面。虽然现在蓝牙技术有所限制，但无线通信必是社会发展的一大趋势，蓝牙技术的发展潜力也一定十分广阔和强大。我们对蓝牙技术在高校多媒体的应用充满美好憧憬。
　　作者单位：广西国际商务职业技术学院
　　
　　参考文献:
　　[1]Nathan J.Muller.《蓝牙揭密》.人民邮电出版社.2001.8
　　[2]钱志鸿编著.《蓝牙技术原理，开发与应用》.北京航空大学出版社.2006.3
　　[3]李朝霞.《无线局域网在高校中的应用》.《职业时空》2007.7
　　[4]金永贤.《蓝牙技术在校园网中的应用》.《微电子学与计算机》2003.5
　　[5]韦思键,马博坤,郭丽伟等,《基于蓝牙的无线教学实验平台构建》,《实验技术与管理》2006.9

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