产品创新设计

“无线蓝牙耳机”系统报告书

系别：艺术与设计学院

专业班级：工业设计0802

指导老师：胡康

学生姓名：王新州

王远伟

王文文

设计题材：无线蓝牙耳机

一、选题背景

二、进行调研

三、设计定位

四、草图分析

五、绘制效果图

六、展板

一、选题背景

随着生活节奏的加快，人们对效率需求都大大的提高了，还有对工作的简单化和便捷化，使自己的物质生活变得很时尚简约，通过对实际生活的调研和在现代市场各种同类产品的调研，得出的结论就是根据环保时尚，还有人们不断提高的品味就是对快节奏生活出现的时代商品的追求，所以现在便捷个性时尚高效是耳机的首选。所以从设计功能到款式都得到了注重。

二．进行调研

（一）.制定调研计划

1.确定调研方向—做出调研计划—实施调研计划—到图书馆或者上网浏览—搜集资料—消费者的问卷调查—市场调研—整理素材

2.设计计划表：

1.耳机的种类

研调研产品优缺点 9月21日—10月15日调研小结

人、产品、

环境的关系

产品设计定位

初步构思、设计草图基本功能 10月16日—11月16日基本结构

基本造型

展开设计草图展开 11月17日—11月30日草模制作

色彩设计

可行性研究

实施设计效果图 12月1日—12月10日

耳机的种类

特点图片

按原理来分动圈式主要是开发更高磁密度的永磁体，更理想的振膜材料以及设计。同时技术的成熟也使其相应的成本较低，更具竞争力，市场普及度很高。

静电式

结构避免了动圈式耳机高频工作时振膜的扭曲变形，可以提供更优秀的高音表现。但是复杂的结构和制造工艺以及要求苛刻的输

蓝牙问题的调查及解决专题所谓蓝牙（Bluetooth ）技术，实际上是一种短距离无线通信技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet 之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应入使静电式耳机售价高昂。

无线式蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话。自从蓝牙耳机问世以来，一直是行动

商务族提升效率的好工具。

按形状来分封闭式具有完全遮蔽整个耳廓的耳罩，对耳朵压迫较大以防止声音出入，声音正确定位清晰，专业监听领域中多见此类。开放式通过采用柔软的海绵状的微孔发泡塑料作为透声耳垫。它具有体积小巧、佩带舒适、没有与外界的隔绝感，它的缺点就是低频损

失较大。同时佩戴方式上又有全

入耳式，半入耳式等等

半开放式

具有低频丰满绵柔、高频明亮自然、层次清晰等特点，在如今较高档次的耳机上得到了广泛的应用。

用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。

“蓝牙”的形成背景是这样的：1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM 和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三康、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。

蓝牙技术

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。

“蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。

蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。

蓝牙耳机

蓝牙耳机是一种基于蓝牙技术的一种小型设备，只需要把这种轻巧的设备藏在耳机边而不需要直接使用通讯设备（手机、电脑等）就可以实现自由通话。

蓝牙手机的特点

在了解蓝牙手机特点前先了解一下蓝牙功能特点：在10米范围内，只需戴上蓝牙耳机，在汽车上或办公室里就可无线接听电话。

蓝牙手机不仅可以上网，还可以在一定范围内与手提电脑以无线连接，让笔记本电脑无线上网成为现实；对两个同时持有蓝牙手机的用户，可以互相通过手机交换名片、电话和手机铃声，还可以无线对打游戏。

“蓝牙”技术的另一大优势是它应用了全球统一的频率设定，这就消除了“国界”的障碍。

关注蓝牙

随着Internet和移动通

信的空前发展和相互融合，出

现了许多新技术和新标准，蓝

芽就是其中一种短程无线通

信标准，它能使网络中的数据

和语音设备互连互通，实现廉

价的无线网络梦想。

蓝芽是由爱立信、

IBM、英特尔、诺基亚和东芝

这五家公司于1998年5月联

合推出的一项旨在实现网络

中各类数据及语音设备互连

的计划，并为纪念一千多年前

统一北欧的丹麦国王，将这种

将在全球通用的无线传送技

术命名为“蓝芽”，取其统一

天下之意。

该计划公布后，迅速得到国际上多家大公司的广泛支持，并共同成立了蓝芽技术推广小组SIG（Bluetooth Special Interest Group)来推进这项计划。到2000年12月止，已有2047位会员加入蓝牙联盟。一项公开的技术规范得到工业界如此广泛的关注和支持是以往罕见的，由此可见蓝牙技

术具有广阔的前景和巨大的潜在市场。最近美国权威杂志《网络计算》将蓝牙技术评为“十年来十大热门新技术”。

蓝芽计划的目标就是要建立一个全球统一的无线连接标准，使不同厂家生产的各种移动计算和便携的设备，在近距离内都能不用电缆就可以很方便地连接起来，实现相互操作与数据分享。它利用短程无线电链路取代专用电缆，它可以在10厘米到10米的范围内使8个置入蓝芽晶片的网络设备(如手机和便携式电脑等），实现无缝的资源共享，达到相互操作和互用的目的。如果提高传送设备的功率，距离还可以扩展到100米甚至更远。

与生俱来的开放性赋予蓝芽强

大的生命力，从蓝芽技术刚一面世，人们

就看到了它拥有的巨大的商业价值，可以

预见，蓝牙技术将会给现代信息社会中，

人们工作和生活方式带来一场革命。在不

久的将来，基于蓝牙技术的产品将会形成

一个新的浪潮，势不可挡地席卷全球。

本专题我们将从蓝芽的现状

和发展趋势、蓝芽技术、蓝芽的应用、蓝

芽普及所面临的挑战及中国业界如何应

对蓝芽技术这几个角度，关注“蓝

芽”——个人区域网络的新技术这一热

点技术。

蓝牙技术专题

蓝牙技术将象一种无处不在的数字化的神经末梢一样，把现有的各种网络终端设备，各种信息化的设备在近距离内连接起来。不仅如此正因为有了它，人们还会发明创造出许多现在还没有的、新的网络终端及智能化的信息设备和产品，并且渗透到社会生活的各个角落。

蓝牙技术概况

蓝牙技术在推出时就瞄准了无线局域网的通信，在10米到100米的空间内所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行音频通信或直接通过手机进行Internet冲浪。其应用范围相当广泛，可以应用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，使用无线的方式将它们连成一个微微网(Piconet)，多个Piconet之间也可以互连形成Scatternet，从而方便快速地实现各类设备之间随时随地的通信。

蓝牙技术的协议结构如图1所示。整个协议体系结构分三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高层应用。

底层硬件部分包括无线跳频(Radio Frequency，RF)、基带(Baseband，BB)和链路管理(Link Manager，LM)。RF层通过2.4GHz 无需授权的ISM频段的微波，实现数据位流的过滤和传输，本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所

需满足的要求。BB负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。LM负责连接的建立和拆除以及链路安全和控制。

蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点，不仅可以进行异步数据通信，还可以支持多达3个同时进行的同步话音信道，还可以用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/s同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/s，而另一端速率为57.6kb/s的不对称连接，也可以支持43.2kb/s的对称连接。

中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议(Logical Link Control and Adaptation Protocol ，L2CAP)、服务发现协议(Service Discovery Protocol，SDP)、串口仿真协议RFCOMM和电话通信协议(Telephony Control Protocol，TCS)。L2CAP完成数据的拆装、服务质量和协议复用等功能，是其他上层协议实现的基础。SDP为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。RFCOMM基于ETSI标准TS07.10在L2CAP上仿真9针RS232串口的功能。TCS 提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制信令。

在BB和LM上与L2CAP之间还有一个主机控制接口层(Host Controller Interface，HCI)。HCI是蓝牙协议中软硬件之间的接口，它提供了一个调用下层BB、LM、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间通信时的系统结构如下图2所示。HCI协议以上的协议软件实体运行在主机上，而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成，二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。随着对Bluetooth研究的深入，人们提出了Single－Chip 结构，即Bluetooth

Host 与Bluetooth Module合二为一，在单芯片上实现Bluetooth，从而省去了HCI接口部分。

在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架(Profiles)。其中较典型的有拨号网络(Dial－up Networking)、耳机(Headset)、局域网访问(LAN Access)、文件传输()等，分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的Profile

实现无线通信(图中每一个竖向的协议栈即为一种Profile，即应用模式)。拨号网络应用可以通过由RFCOMM仿真的串口访问Piconet，数据设备也可由此接入传统的局域网；用户通过协议栈中的Audio层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输；多台PC或笔记本电脑之间不用任何连线，即可快速灵活的传输文件，共享信息，多台设备也可由此实现操作的同步。随着手机功能的不断增强，手机无线遥控也将成为蓝牙技术的主要应用方向之一。整个蓝牙协议结构简单，使用重传等机制保证链路的可靠性，在Baseband、Link Manager和应用层中可实现分级的多种安全机制，通过跳频消除网络环境中其他无线设备比如微波炉的干扰。遵循蓝牙协议的设备将能够用微波取代传统网络中错综复杂的电缆，非常方便的实现快速灵活、安全、低代价、低功耗的数据和话音通信，而无须购买、携带和使用各种电缆。由于蓝牙技术能够适合多种用途，它还可以用一条单独的无线链路代替多条电缆连接，使用户可以通过不同途径，在不同的应用场合中使用移动信息，让用户能够真正专心于他们的工作内容，而不必花费精力去连接纷繁复杂的线缆。

应用前景