大话IOT(5) -- 七夕篇

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前言

前面系列 大话 IOT 技术(2) -- 配网篇 埋了一个坑,今天填一下,今天来用大话方式讲讲蓝牙技术,老规矩,先讲一个故事,用故事讲解技术,让技术活过来。

七夕

最近七夕刚过,大家是否又多了一段美好的记忆呢?

话说牛郎织女相会后,就很快又分别回家,隔着银河相望。牛郎彻夜难眠,思念织女,即使见不到面,如果能说说话,或写封信交流,那也是极好的,可是,在天庭众多耳目下,而且还有难以逾越的天河,这实在是遥不可及的梦想,哎,要是会托梦术就好了。

牛郎突然想到,当初织女下凡把人类的灯光照明技术带回了天庭,雷公电母成立了天庭发电厂,用电方面那是管够,从此天上全点满了星星,灯火通明,牛郎作为知情者也被禁足天庭。

哎,有办法了,牛郎找了个红绿灯(只有红灯和绿灯),目的是为了表示1 和 0

我何不用这红绿灯与织女通信交流呢?

通信

晚上,织女下班了,来到银河边散步,看到牛郎那边灯光闪烁

bash 复制代码
绿红绿红
绿绿红绿
绿绿绿绿

织女立马心领神会,绿=0,红=1

信号 二进制 信息
绿红绿红 0101 5
绿绿红绿 0010 2
绿绿绿绿 0000 0

原来牛郎在说:我爱你(520),织女感动得都哭了,也找了一个红绿灯,回复牛郎:

bash 复制代码
绿红绿红
绿绿绿红
绿绿红绿
绿绿绿红

知道织女说什么了吗?

我亦爱你(5121)

虽然只有几个字,却可以倾诉相思之苦,他们靠着简单的工具,聊了一晚上......

牛郎很开心,他终于能和妻子多说说话了,即使天条,银河,又岂能分开我们?

一波三折

可惜好景不长,由于还是太过招摇了,大家都看得见晚上总有人拿着红绿灯在那晃啊晃,于是老牛的作案工具被没收了,T_T

牛郎又成了一无所有的穷光蛋,于是又来到了银河边,看着宽阔且平静的湖面,他的心情低落极了,他愤怒地搬起一块大石头,扔到了银河,一石激起千层浪,向远处散去......

浪?波浪?波?

对啊,波嘛,光是电磁波,这也是波啊

思路瞬间打开,既然只要两个灯(红,绿 )就可以进行沟通,其实就是两种状态,那我用水波来表示不也一样吗?

说干就干,怎么用水波来区分两个状态呢?

调幅

扔一个大石头,会激起很高的浪,那这个定义为1;扔一个小石头,引起小浪花,就定义为0,这样不就好了吗?

水波 信息
大波浪 1
小波浪 0

思路其实就是调幅,调节波的振幅来传递信息

他搬起几块大石头收集起来,再收集一些小石头,再往银河里一扔,再扔,一键三扔......

哎呀,太累了,不行了......

老牛累倒躺下了,难道前程就止于此乎?他呆坐在河边,一颗一颗石头往水里扔去。

调频

有了!

他用手拍了一下水面,荡起一圈波纹,他快速拍了两下,就出现了两圈紧密的波纹,这不就出来了两种状态吗?用稀疏特性,稀疏为0,密集为1

这个思想其实就是调频调节波的频率来传递信息,频率越高,波纹越密集,也就是牛郎敲打水面要快,对于单身几百年的人来说,这是洒洒水啦!

先简单一点吧,1 秒钟敲 1 下水面就是信息0(1Hz的波),1 秒敲 2 下为信息1(2Hz的波),以其中间值 1.5Hz 叫做 信道 吧,带宽是1Hz,左右各0.5Hz 以表示 0 与 1

从此,水面上出现了一些波纹,有时稀疏,有时急促,好不热闹!

天兵天将认为牛郎疯了,大晚上不睡觉,老是跑到河边,莫非有一天会想不开了?也就不再管他了。

织女的办法

但只有织女心细,察觉出他的意图,果然是夫妻连心啊!织女这边为了方便接收,做了一个简易信号接收器,也就是一个开关,只有浪来了才会导通开关,点亮小灯

这样就能在家里面看灯亮的情况收到牛郎的信息,有时候灯连闪2下(表示1),有时闪1下(表示0),牛郎真的太聪明了!但是织女更聪明,又搞出一个电动控制的信号发送器

只要自己一按开关电感线圈产生磁性铁块受到吸引跃出水面,水面上就能出现一个波浪,比老牛手动挡不知高档多少了呢!

而且织女心细,有了上次红绿灯被人发现的情况,心想如果有心之人一直看,一定会破译出来的,于是反手又设计了一套跳频机制,增加了几个信道,即在不同信道下,表示0和1的频率是不一样的

比如说:

信道 信号0 信号1
1.5信道 1Hz的波表示0 2Hz的波表示1
2.5信道 2Hz的波表示0 3Hz的波表示1
3.5信道 3Hz的波表示0 4Hz的波表示1

只要在发送的信息中增加一些附属信息,告诉牛郎下个通信的信道,他就能同步到对应信道下接收信息。别人不知道哪个信道,大概是看不出信号到底是1还是0,比如说2Hz的波,在1.5信道 下表示 1,在2.5信道 下表示的是 0,这样可以有效防范一些小人。

但要确保牛郎收到消息,不然漏了一个消息就不知道在哪个信道上接收信息了,那不白忙活了吗?对了,让他收到信息就回复一下,一定时间内没有回复我就再重发一条,完美!

于是织女把自己的研究一五一十地告诉了牛郎,很快牛郎也升级了设备,在家里里收发信息了。

看谍战片的朋友们是不是很熟悉?发电报嘛,哈哈......

说出来你可能不信,上面的故事我讲的是蓝牙通信,只不过蓝牙用的电磁波,频率也更大,2.4GHz~2.48GHz信道更多,协议更复杂......但抽丝剥茧,你就会看到蓝牙本质,不就是本篇中牛郎织女的故事吗?

总结

本文通过一个有趣的爱情故事,讲述牛郎为了与织女能通信想尽一切办法,一步一步揭示出蓝牙通信的原理。下一篇我们就来认识真实的蓝牙吧!

最后也祝天下有情人终成眷属!

欲知后事如何,且听下回分解......

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