In The Zone- Admin
عدد المساهمات : 4732
تاريخ التسجيل : 21/11/2010
الموقع : الأردن
من طرف In The Zone الثلاثاء يوليو 02, 2013 7:21 pm
فكرة عمل البلوتوث Bluetooth
........
تكنولوجيا الاتصال (بلوتوث) اللاسلكية هي مواصفات عالمية لربط كافة الاجهزة المحمولة مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر و الهاتف النقال و الكمبيوتر الجيبي و الاجهزة السمعية و الكاميرات الرقمية.
بحيث تتمكن هذه الاجهزة من تبادل البيانات و نقل الملفات بينها و بين شبكة الانترنت لاسلكياً.
تم تطوير تكنولوجيا الاتصال اللاسلكي البلوتوث بواسطة مجموعة من المهتمين يطلق عليهم اسم Blutooth Special Interest Group GIS
......
هناك الكثير من الطرق التي من خلالها يمكن ربط الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل توصيل الكمبيوتر بلوحة المفاتيح او بالماوس أو بالطابعة أو بالماسحة الضوئية و ذلك من خلال اسلاك التوصيل المؤلوفة.
كما يمكن توصيل المفكرة الشخصية الالكترونية بجهاز الحاسوب لتبادل المعلومات من خلال اسلاك خاصة.
كما ان جهاز التلفزيون و جهاز الفيديو و جهاز استقبال المحطات الفضائية كلها تتصل مع بعضها من خلال كوابل خاصة و يتم التحكم بها من خلال اجهزة الرموت كنترول التي تعمل في مدى الاشعة تحت الحمراء.
اما جهاز التلفون المتنقل يتصل بقاعدته من خلال امواج الراديو تعمل على مسافة محدودة (50 متر).
و جهاز الستيريو يتصل بالسماعات من خلال اسلاك توصيل.
الاجهزة السابقة الذكر و غيرها الكثير تتواجد في كل بيت و يطلق عليها اجهزة الكترونية.و حتى هذا اليوم تترابط هذه الاجهزة من خلال اسلاك توصيل. إن توصيل هذه الاجهزة في اغلب الاحيان مزعج من الناحية الجمالية و مربك من الناحية العملية.و قد يشعر المرء أنه عليه دراسة تخصص الهندسة الالكترونية ليتمكن بنفسه من ضبط هذه الاجهزة و الاستفادة القصوى منها.
.........
في هذا الموضوع من تفسيرات فيزيائية سوف نقدم شرح مبسط لتكنولوجيا جديدة تعرف باسم البلوتوث التي ستخلصنا من كل هذه المتاعب بالاضافة إلى توصيل اجهزة عديدة مع بعضها البعض لم تكن تخطر على بالنا ان ذلك سيصبح ممكنا في يوم من الايام.
توضيح مشكلة التوصيل بين الاجهزة.
ان توصيل جهازين الكترونين مع بعضهما البعض يحتاج إلى توافق في العديد من النقاط،من هذه النقاط نذكر
(1) كم عدد الاسلاك اللازمة لتوصيل جهازين؟ ففي بعض الاحيان يكون سلكين فقط مثل توصيل الستيريو بالسماعات و في احيان اخرى يتطلب الامر 8 اسلاك أو 25 سلك كالوصلات المستخدمة في الكمبيوتر و اجهزته الطرفية.
(2) ما نوع التوصيل المستخدم بين الأجهزة لتبادل المعلومات؟ هل هو على التوالي أم على التوازي؟ فمثلا الكمبيوتر يستخدم الطريقتين للتوصيل من خلال المخارج المثبتة في اللوحة الأم فتصل الطابعة مع الكمبيوتر على التوازي أما لوحة المفاتيح و المودم فيتصلا مع الكمبيوتر على التوالي.
(3) ما نوع البيانات المتبادلة بين الأجهزة؟ و كيف تترجم إلى اشارات خاصة تستجيب لها الاجهزة؟ هذا ما يعرف باسم البروتوكول Protocol.
و هذه البروتوكولات يتم استخدامها من قبل جميع الشركات المصنعة فمثلاً يمكن توصيل جهاز فيديو من نوع Sony مع جهاز تلفزيون من نوع JVC.و ذلك لان البروتوكولات المستخدمة لتبادل المعلومات موحدة مسبقاً.
هذه النقاط التي استخدمها المنتجون (الشركات المصنعة للاجهزة الالكترونية) جعلت من الصعب التحكم في كمية الوصلات المستخدمة حتى و لو تم استخدام اسلاك ملونة للتمييز بينها كما أنه لا يمكن ربط كافة الاجهزة الالكترونية مع بعضها البعض مثل الكمبيوتر و ملحقاته و اجهزة الاتصالات و اجهزة الترفيه المنزلية بعضها البعض لان ذلك يتطلب اعداد بروتوكولات جديدة و اضافة المزيد من الاسلاك.
.........
فكرة التوصيل اللاسلكي (البلوتوث Bluetooth)
البلوتوث هي تكنولوجيا جديدة متطورة تمكن من توصيل الاجهزة الالكترونية مثل الكمبيوتر و التلفون المحمول و لوحة المفاتيح و سماعات الرأس من تبادل البيانات و المعلومات من غير اسلاك أو كوابل أو تدخل من المستخدم.
و قد انضمت أكثر من 1000 شركة عالمية لمجموعة الاهتمام الخاص بالبلوتوث Bluetooth Special Interest Group و هي ما تعرف اختصارا بـ SIG و ذلك لتحل هذه التكنولوجيا محل التوصيل بالاسلاك
ما الفرق بين البلوتوث و الاتصال اللاسلكي.
لاشك أن الاتصال اللاسلكي مستخدم في العديد من التطبيقات مثل التوصيل من خلال استخدام اشعة الضوء في المدى الاشعة تحت الحمراء و هي اشعة ضوئية لا ترى بالعين و تعرف باسم تحت الحمراء لان لها تردد اصغر من تردد الضوء الأحمر.
تستخدم الاشعة تحت الحمراء في اجهزة التحكم في التلفزيون (الرموت كنترول) و تعرف باسم Infrared Data Association و تختصر بـ IrDA كما انها تستخدم في العديد من الاجهزة الطرفية للكمبيوتر.
بالرغم من ان الاجهزة المعتمدة على الاشعة تحت الحمراء إلا أن لها مشكلتين هما:
المشكلة الأولى: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء تعمل في مدى الرؤية فقط line of sight أي يجب توجيه الرموت كنترول إلى التلفزيون مباشرة للتحكم به.
المشكلة الثانية: أن التكنولوجيا المستخدمة فيها الاشعة تحت الحمراء هي تكنولوجيا واحد إلى واحد one to one أي يمكن تبادل المعلومات بين جهازين فقط فمثلا يمكن تبادل المعلومات بين الكمبيوتر و جهاز الكمبيوتر المحمول بواسطة الاشعة تحت الحمراء أما تبادل المعلومات بين الكمبيوتر و جهاز الهاتف المحمول فلا يمكن.
تكنولوجيا البلوتوث جاءت للتغلب على المشكلتين سابقتي الذكر حيث قامت شركات عديدة مثل Siemens و Intel و Toshiba,Motorola و Ericsson بتطوير مواصفات خاصة مثبته في لوحة صغيرة radio module تثبت في اجهزة الكمبيوتر و التلفونات و اجهزة التسلية الالكترونية لتصبح هذه الاجهزة تدعم تكنولوجيا البلوتوث و التي سيصبح الاستفادة من ميزاتها على النحو التالي:
اجهزة بدون اسلاك: و هذا يجعل نقل الاجهزة و ترتيبها في السفر او في البيت سهلا و بدون متاعب.
غير مكلفة بالمقارنة بالاجهزة الحالية.
سهلة التشغيل: تستطيع الاجهزة من التواصل ببعضها البعض بدون تدخل المستخدم و كل ما عليك هو الضغط على زر التشغيل و اترك الباقي للبلوتوث ليتحاور مع الجهاز المعني بالامر من خلال الموديول مثل تبادل الملفات بكافة انواعها بين الاجهزة الالكترونية.
تعمل وسيلة اتصال البلوتوث عند تردد 2.45 جيجاهيرتز و هذا التردد يتفق مع الاجهزة الطبية و الاجهزة العلمية و الصناعية مما يجعل انتشار استخدامه سهل.
فمثلا يمكن فتح باب الكراج من خلال اشعة تحت الحمراء يصدرها جهاز خاص لذلك و لكن باستخدام البلوتوث يمكن فتح الكراج باستخدام جهاز الهاتف النقال.
..........
ماذا عن التشويش الذي قد يحدث نتيجة للتداخلات بين الاشارات المتبادلة
من المحتمل أن يتسائل القارئ إذا كانت الاجهزة سوف تبادل المعلومات و البيانات باشارات راديو تعمل عند تردد 2.45 جيجاهيرتز.
فماذا عن التداخلات التي قد تسبب في التشويش الذي قد نلاحظه على شاشة التلفزيون عندما تتداخل مع اشارات لاسلكية!!
مشكلة التداخل تم حلها بطريقة ذكية حيث أن اشارة البلوتوث ضعيفة و تبلغ 1 ميليوات إذا ما قورنت باشارات اجهاز الهاتف النقال التي تصل إلى 3 وات. هذا الضعف في الإشارة يجعل مدى تأثير اشارات البلوتوث في حدود دائرة قطرها 10 متر و يمكن لهذه الاشارات من اختراق جدران الغرف مما يجعل التحكم في الأجهزة يتم من غرفة لاخرى دون الحاجة للانتقال مباشرة للأجهزة المراد تشغيلها.
عند تواجد العديد من الاجهزة الالكترونية في الغرفة يمكن أن يحدث تداخل لاننا ذكرنا أن مدى تأثير البلوتوث في حدود 10 متر و هو اكبر من مساحة الغرفة و لكن هذا الاحتمال غير وارد لان هناك مسح متواصل لمدى ترددات اشارة البلوتوث،و هذا ما يعرف باسم spread-spectrum frequency hopping حيث أن المدى المخصص لترددات البلوتوث هي بين 2.40 إلى 2.48 جيجاهيرتز و يتم هذا المسح بمعدل 1600 مرة في الثانية الواحدة.
و هذا ما يجعل الجهاز المرسل يستخدم تردد معين مثل 2.41 جيجاهيرتز لتبادل المعلومات مع جهاز آخر في حين أن جهازين في نفس الغرفة يستخدموا تردد آخر مثل 2.44 جيجاهيرتز و يتم اختيار هذه الترددات تلقائيا و بطريقة عشوائية مما يمنع حدوث تداخلات بين الاجهزة،لانه لا يوجد اكثر من جهازين يستخدما نفس التردد في نفس الوقت.و ان حدث ذلك فإنه يكون لجزء من الثانية.
.........
بيتك يدعم (البلوتوث Bluetooth)
لنفترض انك حصلت على بيت عصري اجهزته تعمل بتكنولوجيا البلوتوث مثل جهاز تلفزيون و رسيفر و جهاز DVD و اجهزة ستيريو سمعية و كمبيوتر و هاتف نقال.كل جهاز مما سبق يستخدم البلوتوث.
كيف ستعمل هذه الاجهزة؟
عندما تكون الاجهزة مزودة بتكنولوجيا البلوتوث فإن هذه الاجهزة تتمكن من معرفة المطلوب منها دون تدخل من المستخدم حيث يمكنها الاتصال فيما بينها فتعرف فيما اذا كان مطلوب منها نقل بيانات مثل بيانات البريد الالكتروني من جهاز الهاتف المحمول إلى الكمبيوتر أو التحكم بأجهزة أخرى مثل تحكم جهاز الستيريو بالسماعات.
حيث تنشئ شبكة تواصل صغيرة بين الأجهزة و توابعها تعرف باسم الشبكة الشخصية personal-area network و تختصر PAN أو باسم البيكونت piconet تستخدم كل شبكة احد الترددات المتوفرة في المدى من إلى 2.48 جيجاهيرتز.
لنأخذ على سبيل المثال جهاز الهاتف النقال و قاعدته فالشركة المصنعة قد وضعت شريحتي بلوتوث في كل منهما،و تم برمجة كل وحدة بعنوان address محدد يقع في المدى المخصص لهذا النوع من الاجهزة.
فعند تشغيل القاعدة فإنها ترسل اشارة راديو لاجهزة الاستقبال التي تحمل نفس العنوان و حيث أن الهاتف النقال يحمل نفس العنوان المطلوب فإنه يستجيب للاشارة المرسلة و يتم انشاء شبكة (بيكونت) بينهما.
و عندها لا يستجيب هذين الجهازين لأية اشارات من أجهزة مجاورة لانها تعتبر من خارج تلك الشبكة.
كذلك الحال مع الكمبيوتر و اجهزة الترفيه الالكترونية تعمل بنفس الالية حيث تنشئ شبكات تربط الاجهزة بعضها ببعض طبقا للعناوين التي صممت من قبل الشركات المصنعة.
و عندها تتواصل هذه الاجهزة التي تصبح ضمن الشبكة الخاصة و تتبادل المعلومات بينها باستخدام الترددات المتاحة.و لا تتدخل اجهزة شبكة بأجهزة شبكة مجاورة لان كل منها يعمل بتردد مختلف.
و قد تمت برمجة هذه شرائح البلوتوث بكل المعلومات اللازمة لتشغيلها و عمل المطلوب منها دون تدخل من المستخدم.
.........
الموقع التعليمي للفيزياء.تعريف البلوتوث من ويكيبيديا
الرئيسية
