HOME

PRODUCTOS

PROYECTOS

TUTORIALES

VIDEOS

FREEWARE

PROGRAMAS

FUNCIONES C

EMPRESA

ENGLISH

                   

 El estándar Bluetooth para comunicación en redes inalámbricas de área personal, WPAN

 

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Bluetooth es el nombre dado a una nueva tecnología que utiliza enlaces de radio en la banda de 2.4 Ghz (2.400- 2.480 Ghz), a baja potencia de trasmisión y con alcances de aproximadamente 1 a 100 metros, dependiendo de la potencia empleada. Su objetivo principal es sustituir los cables de interconexión entre dispositivos electrónicos portátiles o fijos ya sea para comunicación punto a punto ó bien en redes multipunto.

Sus principales características son robustez, flexibilidad, baja potencia y bajo costo.

Bluetooth está diseñado para operar en ambientes ruidosos del canal. Su protocolo utiliza un sistema de reconocimiento rápido y un novedoso mecanismo de saltos de frecuencia (frequency hop) para establecer radioenlaces robustos.

El estándar permite implementar redes inalámbricas de área personal WPAN ("Wireless Personal Area Network") de hasta 8 dispositivos, funcionando en modo Master-Slave (1 de ellos funciona en modo Master y el resto en modo Slave) y por medio de trasmisión de paquetes de datos. Este tipo de red, utilizando dispositivos Bluetooth, se conoce como "Piconet". En una red típica, se emplea cobertura en un área de 10 metros

Los módulos de radio Bluetooth funcionan en la banda ISM (Industrial, Scientific, and Medical), a 2.4 GHz, no requieren licencia, y evitan la interferencia de otras señales mediante saltos de frecuencia tras la transmisión o recepción de un paquete, utilizando el protocolo FHSS.

 

MÓDULO BLUETOOTH de 3.3 V, CON ANTENA INTEGRADA:

 

PROTOCOLO DE COMUNICACIONES:

El protocolo de comunicación digital de radio utilizado por Bluetooth, conocido como FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), realiza la conmutación ó salto rápido de frecuencia entre 79 canales disponibles utilizando una secuencia pseudoaleatoria.

Se trata de un protocolo de trasmisión de paquetes de datos, con una estructura del tipo Master- Slave

En la figura se muestra en forma esquemática la gráfica frecuencia contra  tiempo de la operación de una red con 3 canales de comunicación Bluetooth. Observe cómo después de cada paquete de datos trasmitido, hay un salto de frecuencia en donde se trasmite el siguiente paquete.

Ambos, trasmisor y receptor, deben estar sincronizados para efectuar simultáneamente los cambios de frecuencia a los mismos canales, trasmitiendo un paquete de datos en cada ocasión.

 

Este tipo de trasmisión, comparado con los enlaces a frecuencias fijas, presenta numerosas ventajas: por un lado, la hace muy resistente a interferencias de banda angosta. Por otro, hace sumamente difícil la intercepción de los datos trasmitidos, debido precisamente a estos saltos entre frecuencias.

Una red Bluetooth opera sobre una banda de 79 canales de 1 Mhz de ancho de banda cada uno, realizando saltos de frecuencia (frequency hops) a una velocidad de hasta 1600 saltos por segundo.

El estándar permite 3 niveles de potencia de trasmisión: 1 mw (clase 3), 2.5 mw (clase 2) y 100 mw (clase 1), siendo la segunda, clase 2, la más utilizada, con un alcance de 10 metros.

La velocidad de cada enlace en la red es variable, con un promedio de 100 kbps, en full duplex, lo cual permite el establecimiento de canales de voz ó datos. Para trasmisión de voz se utilizan velocidades de hasta 64 kbps.

El protocolo incluye el reconocimiento inicial automático de otros módulos en la red, a través de un intercambio de mensajes. Cada dispositivo tiene una dirección única de 48 bits.

 

AL INICIO DEL PROTOCOLO, CADA MODULO BLUETOOTH ENVÍA MENSAJES DE INTERROGACIÓN PARA RECONOCER OTROS DISPOSITIVOS EN EL ÁREA:

 

APLICACIONES TÍPICAS DEL ENLACE BLUETOOTH:

-Trasmisión inalámbrica de la comunicación de voz entre un teléfono móvil y un handset de manos libres. Ésta fue una de las primeras aplicaciones, introducida por Ericsson en 1999.

-Comunicación inalámbrica entre un teléfono móvil inteligente, para controlar el sistema estéreo del coche.

-Las redes inalámbricas entre computadoras PC ó laptop en un espacio reducido y donde se requiere poco ancho de banda. En la foto de abajo se muestra un pequeño módulo que se adapta a la PC por medio del puerto USB.

-Comunicación inalámbrica entre la PC y sus periféricos de entrada -salida, siendo los más comunes el ratón, el teclado y la impresora.

-La sustitución del cable de comunicación serial RS-232 en los sistemas basados en microcontroladores y en equipos de control industrial ó casero.

-El control remoto de dispositivos, por medio de aplicaciones en teléfonos móviles inteligentes (smart phones), la mayoría de los cuales ya cuenta con su interfaz estándar Bluetooth.

-En aplicaciones de robótica ya sea para el control remoto ó la comunicación entre varios dispositivos robóticos que comparten información a través de una red bluetooth.


-Aplicaciones de sustitución de los dispositivos infrarrojos, que se utiliza frecuentemente en controles remotos de aparatos caseros.

 

 

MÓDULO BLUETOOTH PARA PC, CON CONEXIÓN USB:

 

APLICACIONES CON MICROCONTROLADORES:

En una aplicación típica, mostrada en la foto de abajo, el módulo Bluetooth se conecta por vía de su salida serial a un circuito de interfaz RS232 (MAX3232), con su conector estándar DB9. El regulador mostrado proporciona 3.3 volts a su salida, para un consumo mínimo en los circuitos.

La tarjeta puede conectarse por su conector DB9 al puerto serial estándar de cualquier sistema microcontrolador, proporcionándole la capacidad de comunicarse remotamente en forma inalámbrica con otros dispositivos en el área.

 

En la siguiente foto se muestra el sistema Bolt 18F2550, con su interfaz Bluetooth, que lo convierte en una Unidad Terminal Remota. De esta forma, el microcontrolador puede comunicarse ya sea con una computadora PC, con otro microcontrolador, ó con cualquier dispositivo móvil inteligente del tipo Smart Phone. La alimentación hacia el circuito se realiza a través del conector DB9, por medio de la señal RTS, la cual se encuentra conectada a 5 volts en el sistema Bolt 18F2550.

 

Links recomendados:

Video del proyecto de control inalámbrico Bluetooth

Bluetooth HC-06 module with serial port Easy Guide.pdf

Consulte este link para realizar la instalación de un módulo Bluetooth en su PC

Cómo configurar el módulo Bluetooth HC-06, por medio de los comandos AT, a través del puerto serial del sistema microcontrolador

Vea en este link el diseño completo de un módulo Bluetooth HC-06, provisto de un puerto serial RS232

Vea aquí un producto que vende la empresa, basado en este diseño.

Vea aquí un proyecto para el control remoto inalámbrico del sistema Bolt 18F2550, utilizando un enlace Bluetooth.

Controlando remotamente el sistema Bolt 18F2550 desde un teléfono móvil, mediante enlace Bluetooth

Consulte este link para realizar la instalación de un módulo Bluetooth en su PC