蓝牙在无线网教育中的应用
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作者：闫实 王立伟 付佳 单位：牡丹江医学院教育技术与信息中心 牡丹江医学院图书馆
1引言
网络教育向人们展示了一个广阔、崭新的学习世界，它为愿意获取知识的人们提供了学习的机会和权力。深化教育改革、增加其互动性是决定现代信息技术在教育革新中价值大小的重要因素，也是教育技术改革追求的重要目标之一。如今的多媒体网络教室的学习环境已经不能与学生进行一对一或一对多的互动学习，也不能自由地走近学生。在传统教学中教师和教材统治的课堂上，同学们只能根据单一表征的视、感知觉信息和抽象的言语信息来进行学习，从而造成想象力、感觉力及实践能力下的协调统一发展。传统的网络教育对线的依赖性较强，缺乏互动性，当多媒体教师的设备过多时，设备之间的布线会更复杂，即使是用笔记本电脑业同样受到网络接入点的限制，不能方便地上网学习。现代化网络通信技术迅猛发展，为教育改革提供了前所未有的推动力和技术条件。无线网络教育打破了传统学校教育方式的束缚，只需一台电脑和网络设备就可以随时随地进行学习或培训。蓝牙技术是无线通信领域中的先进的短距离传输技术，可以同步传输数据及语音，使文字信息、图像信息及语音数据在网络传输的各个方面的技术要求得到很好的满足，是实现移动式网络多媒体教育的最有效的技术。蓝牙工作在全球通用的2.4GHzISM即工业、科学、医学频段，时分双工传输方案，其数据传输速率为1Mbps，被用来实现全双工传输，采用二进制调频FM调制方式，从而使其设备变得更为简单可靠。蓝牙技术产品与因特网之间的通信，使得办公室与教室的设备不需要电缆也能够实现互相通信，大大提高了通信和办公效率。
2蓝牙技术概述
蓝牙(Bluetooth)是由IBM、Ericsson、Intel、Toshiba和Nokia五家公司在1998年联合推出的一项最新的无线近距离网络传输技术，如今已经迅速成为便携式电脑、PDA和其他便携设备之间的低价位、小尺寸、短距离无线连接的领先标准。1998年5月，这五家公司组建了一个特殊兴趣组（SpecialInterestGroup，SIG）来开发此技术及协议，如今已有2500多家公司加入。蓝牙是一种开放的低成本、短距离无线连接技术规范的代称，用于不同设备之间传送语音和数据。蓝牙技术作为便携式电子设备和固定式电子设备之间替代电缆连接的短距离无线通信的标准，其主要特点是工作稳定、设备简单、功率低、对人体危害小且价格便宜。蓝牙技术是以低成本的近距离无线连接为基础，实现了无线语音与数据通信的开放性全球规范，为移动设备和固定式设备通信环境建立了一个特别连接的短距离无线技术。蓝牙最初目的是实现最高传输速率为1Mbps(有效传输速率为721kbps)、最大传输距离为10m(增大发射功率可达100米)的无线通信连接。蓝牙的主要内容是建立通用的无线通信空中接口及其控制软件的标准，使计算机技术和通信技术进一步结合，从而使不同制造商的便携式设备在没有电缆电线互联的情况下可以在近距离范围内具有互操作互用的性能。因此，蓝牙技术特点可归纳为如下特点：（1）全球范围内普遍适用。蓝牙工作频段在免费的ISM(Industrial,ScientificandMedical)频段，适用该频段不需要向各国的无线电管理部门申请许可。（2）由SIG制定的蓝牙通信规范是完全公开，可以在其相应网站上查找相应信息。（3）蓝牙模块体积小，可以方便地嵌入到各种应用设备中。同时，蓝牙通信距离一般为10-100m，功率消耗极低。（4）蓝牙系统采用GFSK调制，同时采用了短包和快跳频技术，具有很好的抗信号衰减性，还可以减少干扰，保证传输的可靠性。（5）蓝牙技术采用电路交换和分组交换相结合技术，可以支持三路语音信道、异步数据与同步语音数据同时传输的信道，以及异步数据信道，可以同时传输数据和语音。（6）蓝牙设备在网络中可以分为主设备和从设备，几个蓝牙设备即可连接成为一个微微网，可以建立临时性的对等连接。
3蓝牙技术体系结构
蓝牙技术规范主要由（SIG）制订，在使用通用数据通信协议和无线传输模块的基础上，开发交互式应用和服务，用于近距离、便携式通信设备。蓝牙技术规范使符合该规范的各种应用之间能够互联，远端设备与本地设备都使用相同协议，所有的应用都要用到蓝牙技术规范中的物理层和数据链路层。（图略）为完整蓝牙协议栈模型。整个蓝牙体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层模块和高端应用层模块。核心协议由主机控制接口层(HCI)分为软件和硬件两部分，基带(BB)、射频(RF)和链路管理(LM)这三层通常固化在硬件模块上，组成核心协议的硬件部分；服务发现协议(SDP)、电话控制协议(TCS)、串行端口仿真协议(RFcOMM)和逻辑链路控制与适配协议(L2CAP)组成了软件部分，通常运行于主机端。目前，蓝牙的标准提供了一般接入、服务发现协议、无绳电话、对讲系统、串口、耳机、拨号网络、传真、局域网访问、通用对象交换、对象推入及文件传输等应用。由此可见，蓝牙可使蜂窝电话系统、无线局域网和因特网等现有网络增添新功能，使各类计算机、传真机、打印机乃至各种室内电子、信息和电器设备增添了无线传输和组网的功能
无线网络教育是随着多媒体技术与网络通信技术的发展而产生的一种新的教育模式，而蓝牙技术可以同步传输数据和语音信号，是实现多媒体网络教室的最理想技术，也是一种新型的网络教育支持技术。蓝牙技术克服了传统无线局域网的不能同步化语音问题，使网络传播在图像、声音及文字等各个方面的技术要求得到了满足。蓝牙技术与学校现有的校园网络和多媒体网络教室的结合能够有效地模拟学习氛围，支持和鼓励学习者的独立合作探索，从而实现数字化虚拟世界和真实世界的高度拟合。蓝牙技术构建起来的无线通信网络可以减小学生受到的时空限制，大大增强学习网络的可移动性。为一个典型的基于蓝牙技术的无线网络拓扑图。基于蓝牙技术的无线网络是在基于有线网络的主框架基础上进行适当扩充，而不是完全代替有线网络。以Internet为基础，通过管理中心发送信息给各个功能服务器，在由服务器转发给各蓝牙节点。同时，蓝牙节点可根据不同功能反馈信号给相应的服务器，再由管理中心的网络数据库进行汇总记录。无线蓝牙网络在校园网络接入的方式主要包括点对点对等应用方式、集线器应用方式、无线接入点应用方式及无线网络蜂窝漫游应用方式等。因此，根据不同的接入方式，可以构建出不同的基于无线网络教育的蓝牙应用解决方案。例如，对于蓝牙教师的构建，可采用点对点及无线接入点应用等多种方式混合使用，使其具有更好的灵活性。在蓝牙设备的规定范围内，学生可在有蓝牙接入点的地方连接自己喜欢的课程，同时，教师与学生之间可以利用蓝牙耳机及PDA实现一对一互动教学。通过蓝牙技术，也可以使多媒体教室变得更加生动有趣，教师的活动范围更大，任课教师也可以通过蓝牙技术进行遥控演示幻灯片及其多媒体课件。5结束语随着通信技术及便携式技术的不断发展，蓝牙技术的发展空间不断提升。同时，蓝牙技术也是继互联网及通信技术之后又一门具有很大发展潜力的新型低成本、低功耗、适用于短距离无线传输的无线网络技术。蓝牙与现有无线教育校园网络相连接，是传统的校园网络的一次革命，也为建设多媒体无线教学提供了一条崭新的思路，从根本上改变了人们的学习方式，提高了学习效率。随着蓝牙技术的不断发展、革新，基于蓝牙的无线网络教育应用前景将会更加广阔。