宾士蓝芽遥控车-中兴商工.doc

苗栗縣私立中興高級商工職業學校 專題製作 題目：孩時的夢想，賓士藍芽遙控車 組員：陳昭偉、張建明、陳育德 指導教師：廖文賢老師 中華民國 101年 8 月 第一章 緒論 第一節 緣由 在本校資訊科廖文賢主任的推薦下，我們接觸了，樂高機器人。當時的心情是既興奮又很緊張。因為這是我們第一次接觸到機器人這種高科技的產品。小時候對在電視上那些天馬行空的機器人，非常有興趣，常常幻想者自己做出來的機器人，可以照著自己的想法行動。在本校資訊科的推動下，讓我們很榮幸地了解到機器人這項產品的構造，也讓我們有機會可以把腦海中抽象的創意，具體的表現在機器人成品上。藉由此機器人的過程，完成落實創造力及想像力的教育。 第二節 LEGO的發展 樂高公司(LEGO Company)是以木頭製作成玩具起家，而到了現在已發展至具有規模性、積木能互相兼容的積木玩具公司。估計於西元1995年，LEGO的積木生產量已達到約兩千億組，而全球更有大約三億兒童及成年人長期或曾經玩過樂高(LEGO)，每年全球的小朋友花費在LEGO的時間更長達約五十億小時，也就是接近一個地球的人數。 塑膠積木，直到民國80年末代，樂高集團成為一整條生產線中最出色及最熱賣的積木組之一。其他公司及科技組也開始相繼投資。因為小朋友只要手上有數少個積木，在加上小小的創意，就能創造出各種不同的形態。 在第二次世界大戰後，新的塑膠製作技術使新的積木形式更有效的發揮出來，於西元1947年，樂高公司開始生產塑膠。自從比爾蓋茲預言「機器人學」將會成為下一個熱門的領域，至今台灣的坊間已經有為數不少的機器研究創意教學中心。我們可以藉由機器人教學來引導學生學習基礎的程式設計及機器人的架構之外，更可以利用機器人來增加教學的樂趣，藉此提高學習的效果。 第三節 藍芽的由來 關於藍芽（Bluetooth）這個名字，倒是有個有趣的起源：西元十世紀時，挪威有個維京國王Harald（哈拉德藍芽；Blatand為丹麥文字，相當英文的bluetooth） II （940-981），統一了丹麥（Denmark and Norway），成為維京人的英雄?Ericsson將其新的無線電介面的Project命名為「藍牙」（Bluetooth），大概是希望藉由 Bluetooth 統一介面規格，成為一個世界標準，而「藍牙」譯名變「藍芽」或許是為了看起來比較文雅吧！藍芽組織也希望能在一個標準之下整合所有的無線電子短程通訊產品。 第四節 藍芽的傳輸原理 藍芽是短距離無線傳輸的技術之一。利用一個小型的無線以及基頻模組晶片，裝置於終端器之中，使用不需要申請執照的ISM頻帶2.4 GHz，每條的頻寬為1MHz，將2.4GHz頻段因為所在的區域不同而劃分成為 79個無線電頻率通道，藍芽的有效傳輸範圍在10公尺（0 dBm）到100公尺（20 dBm）左右，為了避免此一頻段電子裝置的相互干擾，故以每秒1600次高難度頻率跳躍率的跳頻展頻技術，以及加密保密的技術。在資料傳輸上，藍芽以ACL的連線方式，提供最高下傳723.2 kbps及上傳 57.6 kbps的非對稱性傳輸速率或者433.9kbps的對稱性傳輸速率。在語音部分，以SCO （ SynchronousConnection-Oriented）的連線方式，提供64kbps的傳輸速率，無線電的發射功率為0dBm（ Power Class 3），傳輸範圍約為10 m，將來可以達到50公尺。傳輸功率的範圍為1mW到100mW（Power Class 1、2），傳送功率的大小與系統的需求有關，但是要達到100 mW功率的傳輸時，則須在再加上一個射頻放大器（Power Amp）裝置，以增益約為20dBm的功率放大。傳輸速率（Transfer Rate）理論上為1Mbps，實際有效速率最高只可達721 kbps，未來可以達到12 Mbps。在允許時，從設備與主設備之間實現通訊，而從設備之間不能直接互相通訊，如圖1所示。當藍芽裝置開機之後，就處於待機的模式，接著透過查詢程序來得知附近是否有可以供連線的藍芽裝置，然後再藉由Page 程序來連結特定的藍芽裝置以進入保持連線模式。 圖1-1 Bluetooth Scatter net Overview 第五節 藍芽技術演進規範 藍芽依據規範標準有三種傳輸距離，且傳距與發送功率有關，功率大則傳距遠，反之則近，藍芽最短的傳輸為1m內，功率低於1 mW（0 dBm）；中距離為10 m內，功率低於2.5m（4 dBm）；長距離則為100 m內，功率低於100mW（20 dBm）。標準雖有三，但實際運用上僅常用短距與中距，100 m的長距主要用在WLAN領域，然WLAN的主流已是WiFi，所以藍芽很少再使用長距，中距多用