智能家電和信息家電的Internet連接

單片機(jī)已經(jīng)是無處不在，特別是智能家電和信息家電，更是人們?nèi)粘Ｉ铍x不開的。它們有沒有必要接入Internet網(wǎng)？這正是當(dāng)前先行者們熱衷的話題。但是，畢竟各有各的想法。作為單片機(jī)生產(chǎn)廠家，已經(jīng)在積極探討上網(wǎng)的途徑。
單片機(jī)發(fā)展了20多年，從4位、8位、16位，到現(xiàn)在，業(yè)已能夠生產(chǎn)32 /64位高檔的單片機(jī)。高檔的單片機(jī)，無論從它們的速度和片上功能來說，足可支持直接上網(wǎng)，如最新式的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)。當(dāng)然，它們的價(jià)格都不菲。
問題出在那些鋪天蓋地、深入日常生活的智能家用電器和小型攜帶的信息家電，潛入于它們的單片機(jī)多是8位和16位的，甚至依然還大量存在著4位機(jī)。就這些家電的主要功能而言，4/8/16位是夠用的，如果僅僅是為要上Internet網(wǎng)，而硬要改用32位機(jī)，首先在價(jià)格上是用戶所不能接受的。電腦芯片的市場(chǎng)情況證明了這一點(diǎn)： PC機(jī)的CPU產(chǎn)量20年來僅是單片機(jī)的1%；16位單片機(jī)盡管單價(jià)高于8位機(jī)，但是每年的銷售額卻只占8位機(jī)的2~3分之一；32位機(jī)每年的產(chǎn)量增長總是最快，但是絕對(duì)產(chǎn)量依然是8位單片機(jī)持續(xù)遙遙領(lǐng)先。所以，單片機(jī)上Internet網(wǎng)一定要兼顧高檔機(jī)和以8位機(jī)為中心的一般單片機(jī)上網(wǎng)的可行方案。
下面先探討一下單片機(jī)接入Internet網(wǎng)的必要性究竟有多大，然后再討論上網(wǎng)的可能方案。

上Internet的必要性有多大？
這里主要談智能家電和信息家電。目前，實(shí)際上人們正處于探討和挖掘階段，如果一些設(shè)想能夠得到大眾的認(rèn)同，就會(huì)興起；認(rèn)同的人越來越多，甚至?xí)D(zhuǎn)化為生活方式；認(rèn)同的人越來越少，就會(huì)自行消失。在家用方面，最早聽說的是微波爐見料自動(dòng)找出具體烹飪指南，并控溫、控時(shí)，直到美味菜肴完成。也就是說，超級(jí)市場(chǎng)買來的速凍包裝菜料，包裝印有品名代碼及查詢網(wǎng)址，微波爐讀入后，隨即上網(wǎng)下載本品的具體加工數(shù)據(jù)進(jìn)入微波爐單片機(jī)的存儲(chǔ)器，供單片機(jī)自動(dòng)控制微波爐加工完成。其實(shí)，我看一般的菜就不必了，只要不用去法國大菜館，上網(wǎng)微波爐就能做出那里飯館的特色菜，我情愿花這樣的上網(wǎng)費(fèi)和去買這樣的微波爐來用。同樣，對(duì)于上網(wǎng)洗衣機(jī)，能夠不用我去洗染店就能如洗染店工作流程一樣，幫我洗絲綢、毛料和簡單的染，我情愿花上網(wǎng)費(fèi)去買這樣的洗衣機(jī)來用，因?yàn)槲椰F(xiàn)在自己干這些事干不好。再有，對(duì)于上網(wǎng)空調(diào)，能夠不用等壞了再費(fèi)神找修理，而能定期自動(dòng)完成預(yù)防性維修，甚至進(jìn)行性能更新，并留下紀(jì)錄，那么我情愿花上網(wǎng)費(fèi)去買這樣的空調(diào)來用。還有，上網(wǎng)電視機(jī)、上網(wǎng)收錄機(jī)，能夠不用花費(fèi)太多就能馬上看到、聽到世界主要城市當(dāng)時(shí)上演的視聽節(jié)目，我情愿花上網(wǎng)費(fèi)去并購買這樣的電視機(jī)、收錄機(jī)來用。別看現(xiàn)在說來象是“癡人說夢(mèng)”，也許不用多久竟然“夢(mèng)想成真”。那時(shí)，我們的生活質(zhì)量有誰能說不是上了一個(gè)層次呢！

上網(wǎng)的可能方案
臺(tái)式機(jī)慣常的上網(wǎng)做法可以借鑒，例如，在計(jì)算機(jī)串行通信口或USB口上接入Modem（調(diào)制解調(diào)器）憑借電話線，通過電信局安裝于Internet網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器進(jìn)網(wǎng)；或者在計(jì)算機(jī)上安裝Ethernet網(wǎng)卡經(jīng)局域網(wǎng)進(jìn)網(wǎng)。臺(tái)式機(jī)的上網(wǎng)，無論哪種方案都少不了直接或間接來自Internet網(wǎng)，接到臺(tái)式機(jī)的導(dǎo)線、電纜、或光纖。每個(gè)家庭都有不少智能家電，光是蜘蛛網(wǎng)式的拉線就夠煩人的了，更何況信息家電多是手持式的隨人或隨車船移動(dòng)的，任何連線都是不可行的。所以無線接入就倍受青睞。下面從有線到無線介紹高檔和一般單片機(jī)的Internet接入方案。

32位嵌入式計(jì)算機(jī)
32位嵌入式計(jì)算機(jī)（即高檔單片機(jī)）因其本機(jī)性能和速度足夠，采用設(shè)備本身功能和網(wǎng)上Web瀏覽器功能一片到位的集成方案，并追求體型小巧，電池供電，滿足攜帶的方便。這類產(chǎn)品上網(wǎng)軟件多模仿臺(tái)式機(jī)的相關(guān)軟件加以模塊化，用時(shí)根據(jù)需要選用。就模塊而言，它們一般有：e-Mail模塊、Web Browser模塊、HTML Parser、HTTP、PPP、 SMTP、UDP、POP、FTP、ICTP、TCP/IP等以及一些輔助模塊。輔助模塊有：嵌入式Java模塊、加密模塊（SSL）、音頻/視頻模塊等等。Access Systems America公司為富士通微電子公司研制了一個(gè)名為NetFront的Web瀏覽器，用在富士通32位RISC結(jié)構(gòu)的MB91101單片機(jī)上。NetFront所占內(nèi)存小到僅有220kB。

8 /16位單片機(jī)
針對(duì)8 /16位單片機(jī)接入Internet網(wǎng)的方案，已有許多嘗試。
Phar Lap 公司把正常Web服務(wù)器軟件中的智能部分和網(wǎng)絡(luò)部分，盡量移出存儲(chǔ)器不足的單片機(jī)，放在處于Internet網(wǎng)中的所謂胖客戶機(jī)上，那里的存儲(chǔ)器很大，使用時(shí)，通過遠(yuǎn)程調(diào)用，使用以DDL形式放在那里的庫函數(shù)，從而把服務(wù)器軟件減到25kB，稱為Micro Web Server；與此同時(shí)，再將網(wǎng)絡(luò)部分精簡到二百多kB，使兩項(xiàng)之和不足300 kB，可以放進(jìn)中等存儲(chǔ)規(guī)模的單片機(jī)上。
Agent System公司創(chuàng)建了獨(dú)特的EmWeb服務(wù)器。它在HTML文本中嵌入C語言程序，以便對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，又為HTML增加了特殊標(biāo)記，使網(wǎng)中客戶機(jī)的Web頁上能夠顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并且能與用戶的應(yīng)用程序接口。再將C語言庫中有關(guān)Internet網(wǎng)的TCP/IP以及HTML、XML等其它高層協(xié)議都合并到EmWeb服務(wù)器中，將總?cè)萘烤o縮到了25 kB。
它的更大的特色還在于做了一個(gè)硬件ASIC的狀態(tài)機(jī)，由它支持對(duì)HTML的多用戶、多任務(wù)的同時(shí)訪問。由于狀態(tài)機(jī)獨(dú)立于操作系統(tǒng)，所以EmWeb工作時(shí)不需要操作系統(tǒng)的支持。但是，為了客戶的多種方便，又提供了與常用的一些著名RTOS的接口。
EmWeb已作為固件固化到上述ASIC中，方便于以一個(gè)模塊的形式向智能家電、信息家電以及工業(yè)控制中去推廣應(yīng)用。EmWeb在開發(fā)時(shí)，需要復(fù)合功能的開發(fā)平臺(tái)。平臺(tái)上應(yīng)有可供選用的標(biāo)準(zhǔn)Web工具，如Microsoft的FrontPage，MacroMedia的Dreamweaver等等；平臺(tái)還應(yīng)同時(shí)支持C、Java、JavaScript的編譯和支持GIF、HTML等文件格式。現(xiàn)用的平臺(tái)人機(jī)對(duì)話用Windows或UNIX的圖形界面。

EMIT技術(shù) 從網(wǎng)絡(luò)角度來看，最正宗的方案當(dāng)屬EmWare公司的EMIT技術(shù)（Embedded Micro Internetworking Technology），它走的是異構(gòu)網(wǎng)的典型解決方案。為適應(yīng)單片機(jī)的環(huán)境，服務(wù)器部分刻意地減少到很小的1kB，簡化到僅只保留HTML標(biāo)記，其它全部移到Internet網(wǎng)中的胖客戶機(jī)上；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分則放棄使用代碼較長的TCP/IP等協(xié)議，換用單片機(jī)環(huán)境使用的、十分輕型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這個(gè)1kB服務(wù)器軟件名之曰emMicro，是一個(gè)很關(guān)鍵的、任何一個(gè)單片機(jī)都足以放下的微型嵌入式服務(wù)器。
emMicro有兩部分：emTag對(duì)應(yīng)于HTML標(biāo)記；emNet對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，二合一為emMicro。輕型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持在本端構(gòu)筑小網(wǎng)，如單片機(jī)常用的RS232網(wǎng)、RS385網(wǎng)等等。如果不接入Internet網(wǎng)，它們便是孤立的網(wǎng)；為要和Internet網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)際聯(lián)結(jié)，則須增加網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行網(wǎng)際協(xié)議的互換。
網(wǎng)關(guān)可以單獨(dú)設(shè)置，或結(jié)合具體條件與胖客戶機(jī)結(jié)合，或獨(dú)立存在或是其它。這個(gè)網(wǎng)關(guān)名之曰emGateway。emGateway的Internet端還留有與另一端Web設(shè)備（單片機(jī)）可對(duì)話的接口。如果需要，接口也可在用戶的應(yīng)用程序中使用。接口的典型使用方法仍是Web網(wǎng)頁，因網(wǎng)頁可以在任一種瀏覽器下工作，靈活適應(yīng)于全球網(wǎng)各個(gè)地域的多種計(jì)算機(jī)環(huán)境。
emMicro 中的emTag，將對(duì)應(yīng)的HTML標(biāo)記映射為瀏覽器中Java applets程序里的對(duì)象或JPEG/GIF里的對(duì)象。這些對(duì)象名曰emObjects。Web網(wǎng)頁的HTML能識(shí)別emTag并將它置換成映射的對(duì)象，從而按需要以數(shù)字、圖形、文本或可滑動(dòng)的控制把手、操作開關(guān)、按鈕、LED等形式表現(xiàn)出來。網(wǎng)關(guān)上還可安裝有DAS（Device Access Service，設(shè)備訪問服務(wù)）實(shí)用程序，由它識(shí)別、訪問和監(jiān)控各個(gè)掛網(wǎng)的設(shè)備，起集散器的作用。
上述一整套技術(shù)就是EMIT。這項(xiàng)技術(shù)受到許多單片機(jī)生產(chǎn)廠家的重視，并組織了嵌入Internet者聯(lián)盟——ETI（Embedded The Internet Consortium），共同關(guān)心此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

WAP無線通信技術(shù)
WAP（Wireless Application Protocol，無限應(yīng)用協(xié)議）是1997年6月由愛立信、諾基亞、Motorola 、UnwiredPlannet公司組織的WAP論壇所發(fā)起， 旨在定義一個(gè)立足于移動(dòng)電話本身的直接進(jìn)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。它首先為移動(dòng)電話網(wǎng)服務(wù)，其次利用移動(dòng)電話既有的無線信道將傳統(tǒng)的語音服務(wù)擴(kuò)展到Internet網(wǎng)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)服務(wù)，使當(dāng)前世界兩大熱點(diǎn)——Internet網(wǎng)和移動(dòng)電話網(wǎng)，得到互相支持和補(bǔ)充。
WAP無線通信技術(shù)規(guī)范應(yīng)是一個(gè)開放的全球處處可使用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。1999年12月，WAP論壇公布了WAP規(guī)范1.2版。WAP的硬、軟件配置，在體系結(jié)構(gòu)上，基本仿效www（World-Wide Web），也使用Server/Browser結(jié)構(gòu)。但是由于移動(dòng)電話網(wǎng)與Internet網(wǎng)，不僅協(xié)議棧不同，就連物理傳輸層的介質(zhì)也有根本的不同，一個(gè)是空氣一個(gè)是導(dǎo)線。為此，必須在兩網(wǎng)之間增加網(wǎng)關(guān)，除去進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換之外，還要附帶因物理傳輸介質(zhì)不同導(dǎo)致碼流含義不同進(jìn)行的翻譯。
WAP規(guī)范，從體系結(jié)構(gòu)到協(xié)議棧，幾乎是平行于Internet規(guī)范的無線手機(jī)網(wǎng)的翻版，不同的僅是WAP網(wǎng)一側(cè)，由手機(jī)等設(shè)備扮演Web Browser的角色。由于手機(jī)并不精通如何扮演Web Browser，所以有關(guān)Browser的全盤工作都委托名為WAE（Wireless Application Environment，無線應(yīng)用環(huán)境）用戶代理的軟件來完成。 由于WAP網(wǎng)側(cè)用的是無線碼流，代理向Internet側(cè)的Server發(fā)出的Browser請(qǐng)求，實(shí)際上是編碼的Browser請(qǐng)求，需要經(jīng)網(wǎng)關(guān)的解碼和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，變成Internet網(wǎng)Browser的請(qǐng)求，才發(fā)向Web Server；至于Web Server返回的應(yīng)答，則反是。WAP規(guī)范的協(xié)議棧中，每一層都可以為其上層、或其他業(yè)務(wù)、或是應(yīng)用程序通過預(yù)先定義好的接口來調(diào)用。也就是說，外部引用可以經(jīng)接口直接訪問到協(xié)議棧中的會(huì)話層、事務(wù)層、安全層、乃至鏈路層。
WAP規(guī)范考慮了無線通信固有的弱點(diǎn)，如帶寬窄、時(shí)延長、連接的可靠性差等等，以及手機(jī)、手持計(jì)算設(shè)備的速度有限和資源相對(duì)不足等，在協(xié)議制定上，作了適當(dāng)安排和優(yōu)化。
WAP規(guī)范的另一特色是，在協(xié)議棧的底層，安排了一個(gè)透明的承載層，它使得WAP協(xié)議?？梢耘c任何現(xiàn)有的和未來出現(xiàn)的移動(dòng)通信網(wǎng)相接口，從而把移動(dòng)通信網(wǎng)接入Internet網(wǎng)。比如現(xiàn)有的TDMA、CDMA、GSM、GPRS、CDPD、CSD 、USSD、SMS等移動(dòng)通信網(wǎng)都可以經(jīng)過透明的承載層接入Internet網(wǎng)，擔(dān)當(dāng)Web Browser的角色。承載層還可為承載的通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)諸如短信息、電路交換數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，承載層還可根據(jù)吞吐量、錯(cuò)誤率和時(shí)延等來提供不同級(jí)別的服務(wù)。
WAP技術(shù)給手機(jī)和手持計(jì)算設(shè)備附加了Internet技術(shù)所能提供的功能，具體來說，可分三個(gè)方面：
* 實(shí)時(shí)的公用服務(wù)。
* 個(gè)人信息服務(wù)。
* 商務(wù)服務(wù)。
WAP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)潛力將在最近幾年內(nèi)爆出。

IEEE802.11規(guī)范
IEEE802.11規(guī)定了無線網(wǎng)互聯(lián)的技術(shù)規(guī)范，它源自Ethernet，但工作在ISM頻段的2.4Ghz。IEEE802.11只規(guī)定了開放的無線系統(tǒng)的互聯(lián)參考模型中的物理層和媒體訪問控制層（MAC Layer）。它支持較高的數(shù)據(jù)傳輸率：1~11Mbps 。它只支持?jǐn)?shù)據(jù)通信，且數(shù)據(jù)設(shè)備一定要加裝無線網(wǎng)卡，成本較高，網(wǎng)卡約200美元，網(wǎng)橋約300美元，估計(jì)以后每年會(huì)有30%的價(jià)格遞減。

HomeRF網(wǎng)技術(shù)
HomeRF網(wǎng)是一種無線局域網(wǎng)，專為家庭用戶設(shè)計(jì)。也工作在ISM頻段的2.4Ghz，傳輸距離較長，可達(dá)150米，可用于語音電話、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育等領(lǐng)域，將來有可能變成繼xDSL Cable（線纜）之后，可選的寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)范。成本較高，且技術(shù)未公開，有礙進(jìn)一步發(fā)展。

Bluetooth無線通信技術(shù)
Bluetooth無線通信技術(shù)（Bluetooth Wireless Communication Technology）是廉價(jià)、短程、射頻通信接口，廣泛用于移動(dòng)設(shè)備。Bluetooth技術(shù)由Bluetooth特別興趣小組（BGI小組，Bluetooth Special Interest Group）開發(fā)，是無需專利許可的開放式業(yè)界規(guī)范。
1998年5月 ，BGI小組有五家創(chuàng)始公司：愛立信、諾基亞、IBM、Intel和東芝。1999年7月，正式公布Bluetooth技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.0版。Bluetooth選用的基帶頻率為2.4GHz附近，處于全球各地可用、無需注冊(cè)、公開、免費(fèi)的ISM（Industrial，Science and Medicine）頻段。不同國家和地區(qū)則據(jù)情又具體規(guī)定各自的可用頻段，北美和歐洲可供使用頻段有79個(gè)，法國、西班牙、日本只有23個(gè)，每個(gè)頻段間隔均為1MHz。
采用Bluetooth TDD（時(shí)分雙工）方式的全雙向數(shù)據(jù)傳輸，調(diào)制方式為GFSK，調(diào)制指數(shù)0.28~0.35。發(fā)射功率分為三級(jí)：100mW（20dBm）， 1mW（0dBm）。通信距離：1mW（0dBm）時(shí)為10米；100mW（20dBm）時(shí)提高到100米；但功率提高到2.5mW（4dBm）以上時(shí)，就必須采用功率限制裝置，按實(shí)際通信距離傳送適當(dāng)?shù)臒o線功率。
Bluetooth采用時(shí)分多址（TDMA）的分包傳輸技術(shù)；數(shù)據(jù)限在最長為625μs的間隙內(nèi)發(fā)送；基帶資料組的發(fā)送速率為1Mbps，跳頻速率為每秒1600次或每秒3200次。
Bluetooth支持兩類鏈路，即SCO（同步面向連接）鏈路，和ACL（異步無連接）鏈路。SCO包用預(yù)定時(shí)隙傳送，主傳語音，速率64kbps；ACL用任意時(shí)隙傳送，主傳數(shù)據(jù)，速率對(duì)不對(duì)稱接線為721kbps，對(duì)稱接線432.6kbps。
Bluetooth技術(shù)支持點(diǎn)-點(diǎn)、點(diǎn)-多點(diǎn)無線連接。它們是構(gòu)成Bluetooth無線網(wǎng)的基礎(chǔ)。Bluetooth無線網(wǎng)的基本網(wǎng)是由8臺(tái)設(shè)備構(gòu)成的微微網(wǎng)（Piconet），網(wǎng)中任何時(shí)候只允許有一個(gè)主叫設(shè)備，其余均為從設(shè)備。主叫設(shè)備用它的時(shí)鐘和跳頻序列來同步各個(gè)從設(shè)備。
建立微微網(wǎng)之前，各設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，每隔1.28秒（此為喚醒周期）監(jiān)聽一次消息，設(shè)備一旦被喚醒，就在預(yù)先設(shè)定的32個(gè)跳頻（大多數(shù)國家這樣設(shè)定）頻率上監(jiān)聽信息，主設(shè)備負(fù)責(zé)聯(lián)網(wǎng)的初始化工作，它用尋呼消息（Page Message）的方式為有地址的設(shè)備建立連接。未知地址的設(shè)備，如公用傳真機(jī)，則用查詢消息（Inquiry Message）建立連接。主設(shè)備在16個(gè)跳頻上發(fā)送一串相同的尋呼消息給從設(shè)備，如果沒能受到應(yīng)答，再改用另外16個(gè)跳頻發(fā)送相同的尋呼消息。
主設(shè)備到從設(shè)備的最大時(shí)延為2個(gè)喚醒周期，平均時(shí)延為0.5個(gè)喚醒周期。一個(gè)主設(shè)備最多只能建立7個(gè)連接，建立了連接的從設(shè)備叫做活動(dòng)從設(shè)備，未建立連接的從設(shè)備為休眠設(shè)備（Parked Unit），只保持同步，不參加數(shù)據(jù)傳送。無數(shù)據(jù)傳送的活動(dòng)從設(shè)備，為了節(jié)電，可以主動(dòng)申請(qǐng)或由主設(shè)備置為保持模式（Hold Mode）。保持模式下內(nèi)部定時(shí)器仍在工作，一旦退出保持模式立即可以參與數(shù)據(jù)傳送。還有一種比保持模式更省電的監(jiān)聽模式（Sniff Mode），它的監(jiān)聽間隔是通過編程被適當(dāng)?shù)丶哟蟆⒏鱾€(gè)獨(dú)立的微微網(wǎng)的主設(shè)備再點(diǎn)-點(diǎn)、點(diǎn)-多點(diǎn)無線相連構(gòu)成散彈網(wǎng)（Scatternet）。
開發(fā)Bluetooth的目的，是想要提供一個(gè)全球可用的短距無線通信網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)IEEE802，每個(gè)Bluetooth設(shè)備都應(yīng)有一個(gè)48位的Bluetooth設(shè)備地址碼（BD-ADDR）在通過鑒別、加密等安全審查后，構(gòu)筑一個(gè)可以互相信賴的群組，保護(hù)無線連接的不受侵?jǐn)_。
Bluetooth設(shè)備的硬件部分由無線射頻（RF）單元、基帶（Baseband）單元、和鏈路管理（Link Manager）單元構(gòu)成。無線射頻單元按照ISM頻段要求，在2.402~2.480GHz之間安排79個(gè)帶寬為1MHz的頻點(diǎn)，跳頻速率，發(fā)射功率、距離等應(yīng)達(dá)到要求?；鶐卧?fù)責(zé)跳頻及數(shù)據(jù)/信息幀的傳輸。鏈路管理單元負(fù)責(zé)SCO/ ACL鏈路管理、檢錯(cuò)糾錯(cuò)、物理層的認(rèn)證和加密。
軟件有多層次的、包括關(guān)于無線網(wǎng)特有的協(xié)議棧，如果要與Internet網(wǎng)相連，則還要吸收現(xiàn)成的HTTP、PPP、 SMTP、UDP、POP、FTP、ICTP、TCP/IP等有關(guān)協(xié)議。在軟件協(xié)議棧和Bluetooth硬件之間還有一層主機(jī)控制接口（HCI）層。本層以上的協(xié)議層要在主機(jī)上運(yùn)行，本層以下的由Bluetooth硬件完成。通過HCI層，硬件與軟件進(jìn)行透明地交互。Bluetooth技術(shù)中，將協(xié)議進(jìn)行不同的組合，可完成如下一些典型的應(yīng)用模型：探知網(wǎng)中可用服務(wù)及其特性、交互通信、無繩電話、傳真、耳機(jī)使用、文件傳輸、撥號(hào)聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)接入等。
Bluetooth技術(shù)的成功關(guān)鍵在于成本。2000年 6月公布的第一代Bluetooth模塊的成本為20美元，開發(fā)商奮斗目標(biāo)是降到5美元以下。
日立公司將其16位H8S系列的2214單片機(jī)，與Silicon Wave公司為實(shí)現(xiàn)Bluetooth技術(shù)微微網(wǎng)的硬件部分及底層協(xié)議棧相結(jié)合的Odessey芯片組相配套，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)-點(diǎn)、點(diǎn)-多點(diǎn)無線連接的所謂的個(gè)人域網(wǎng)（Personal-area Network，PAN）。其中，Silicon Wave公司的品牌芯片組，還有SiW1501、SiW1601。SiW1501是一塊7X7㎜封裝的無線射頻Modem芯片，其上集成了Bluetooth無線射頻收發(fā)器、2.4GHz合成器用于收/發(fā)、和Modem功能等。Silicon Wave使用的是帶有AD/DA的直接轉(zhuǎn)換式的無線射頻結(jié)構(gòu)，因?yàn)槭褂猛耆珨?shù)字接口，所以整個(gè)系統(tǒng)得到簡化。SiW1501可以獨(dú)立使用，也可與鏈路控制芯片SiW1601結(jié)合使用。SiW1601與SiW1501可以直接接口使用。SiW1601完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分組、檢錯(cuò)/糾錯(cuò)、電源控制等功能。至于日立的16位的H8S系列的2214單片機(jī)，其存儲(chǔ)器是經(jīng)配置形成的，片上有128kB FLASH和12kB RAM；可在系統(tǒng)編程；片上UART是高速接口，將來還準(zhǔn)備增加USB接口。

紅外無線通信技術(shù)（IrDA標(biāo)準(zhǔn)）
紅外線是一種波長介于微波與可見光之間的電磁輻射，最早用在自動(dòng)控制中，作為非接觸開關(guān)使用，利用它簡單開合的邏輯能力。用于傳輸數(shù)據(jù)信息始于1991年，由于各廠家使用自己的傳輸協(xié)議進(jìn)行收發(fā)，導(dǎo)致不同廠家的系統(tǒng)之間不能通信，影響共同業(yè)務(wù)的發(fā)展。因而，成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（IrDA，The Infra-red Data Association），幾乎各個(gè)著名的半導(dǎo)體廠商都是會(huì)員。他們共同制定了IrDA標(biāo)準(zhǔn)V1.0~V1.2。
紅外通信技術(shù)屬于無線通信范疇，它將數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行編碼，用紅外脈沖的“有”與“無”向外發(fā)送，對(duì)端收到后再進(jìn)行解碼恢復(fù)。紅外線受器件物理?xiàng)l件的限制，發(fā)射具有方向性。IrDA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有效接受角度為30o（即發(fā)、收連線左右各15o內(nèi)有效）。因紅外線只能直射不能繞行，所以收發(fā)的直線空間內(nèi)不可有障礙物。但，阻斷的光路一旦恢復(fù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)重新連接。受到接收角度的限制，IrDA只能進(jìn)行點(diǎn)-點(diǎn)的通信。
IrDA的傳送速率有兩種；低速紅外（SIR，Slow Infra-red）2400bps~115.2kbps， 傳送距離1米；高速紅外（HIR，High Infra-red）1~4Mbps， 傳送距離3米。這項(xiàng)技術(shù)已用到IBM PC、IntelliStation、Workpad， 它們之間以及裝有IrDA接口的其他設(shè)備（如有IrDA接口的打印機(jī)）之間可進(jìn)行點(diǎn)-點(diǎn)對(duì)話。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)有其它IrDA設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向你報(bào)告，以便選擇某項(xiàng)傳輸應(yīng)用，然后就可以經(jīng)紅外無線發(fā)送及接收數(shù)據(jù)。譬如文件的發(fā)送還是接受。Calibre公司生產(chǎn)了目前見到的最小IrDA收發(fā)器模塊CHX1200，體積6.8x2.8x2.2（㎜），用于移動(dòng)計(jì)算或通信產(chǎn)品中。模塊工作電壓2.7~3.6V， 工作電流95μA， 傳送速率115.2kbps， 傳送距離>2 0㎝。 Linear Technology公司生產(chǎn)的廉價(jià)IrDA接收芯片LT1328， 只需外接4只電容和一只紅外接收管，如TEMIC的接收管BPV22NF。LT1328使用單一5V工作電壓，靜態(tài)電流，2mA；脈寬1.6ms的脈沖為“0”，無脈沖為“1”；傳輸率可在SIR， HIR規(guī)定的高低速率之間切換，速率115.kbps時(shí)傳輸距離1米。

900MHz簡單通信技術(shù)
900MHz簡單通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是與紅外IrDA同樣的功能，但它可改善傳送方向性方面的限制，同時(shí)可以傳到遠(yuǎn)一些的距離。Micrel Semicinductor公司生產(chǎn)公司生產(chǎn)QwikRadio系列、900MHz的 RF（無線電頻率）接收器芯片MICRF003。900MHz也是全球可用、無需注冊(cè)的、公開、免費(fèi)的ISM頻段之內(nèi)。MICRF003只需外接2只電容和一只7.12MHz的晶體，就可無線輸入，然后直接輸出數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸率為2400bps，數(shù)據(jù)傳輸率方式為OOK（ON-OFF keyed，開關(guān)鍵控）；單一工作5V電壓，電流4mA；芯片價(jià)格1.8美元。

結(jié)論
智能家電和信息家電接入Internet網(wǎng)方案盡管很多，但是這一領(lǐng)域取勝的關(guān)鍵還在于價(jià)格。一旦有所突破，商機(jī)無可限量。為此，許多單片機(jī)廠家也在積極進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)核的模塊化，以其快速靈活地適應(yīng)市場(chǎng)變化而能夠快速低投產(chǎn)，改進(jìn)單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)，擴(kuò)充Internet網(wǎng)絡(luò)軟件庫等等。