蓝牙开发毕业论文

无线网络技术论文「参考」

随着社会的不断发展无线网络技术也一直得到了很大的提升，下面一起去阅读一下无线网络技术论文吧，希望对大家有帮助！

摘要： 就蓝牙在无线接入方面的应用做一探讨，并简要介绍CSR(CambridgeSiliconRadio)公司单片蓝牙产品BlueCoreTM01。

关键词： 蓝牙；无线通信；数据；PSTN

BluetoothSolutionSchemeWirelessConnection

Abstract：ThisarticledescribesthestudyofapplicationofBluetoothinwirelessconnection，andsimplyintroducesCSR′sbluetoothsingle-chip-BlueCoreTM01.

Keywords:bluetooth;wirelesscommunication;data;PSTN

1引言

蓝牙技术是用微波无线通信技术取代数据电缆来完成点对点或点对多点短距离通信的一种新型无线通信技术。利用蓝牙，可以将需要数据和语音通信的各个设备之间联成一个Piconet网(即微微网)，或将几个Piconet网进一步互连，组成一个更大的Scatternet网(即分布式网络)。蓝牙的PSTN无线接入点使用现有的网络电话机为载体，做开发性预言。他使得手机用户通过固定电话网络实现信号连接，既而让广大的手机用户同时成为固定电话网的用户。对手机用户来说，在解决移动电话网信号问题的同时，又可以降低手机用户的通信费用；对于固定电话运营商来说，则意味着巨大的话费收益。本方案的创新点有几点：

(1)取代大量的短程连接所用的电缆，尤其是电缆无法到达的地方，蓝牙具有更大的优势。

(2)使得计算机可以通过蓝牙的PSTN无线接入点无线上网，同时实现了网络资源的共享。

(3)实现了蓝牙规范的`内部电话系统(IntercomProfile)应用协议栈，使得蓝牙PSTN无线接入点能够与网络中的各个蓝牙手机进行内部电话通信。

(4)由于方案设计是按照蓝牙技术标准设计，所以兼容符合蓝牙标准的蓝牙手机，适配器等相关蓝牙产品。

2BC01芯片和开发工具Bluelab介绍

BC01(BlueCore01)是CSR(CambridgeSiliconRadio)公司设计的一款单片蓝牙产品，他集无线设备、微处理器及基带电路于一体，采用标准的0．35μm的CMOS工艺。通过外置的存有蓝牙协议的FlashROM，可提供完全兼容的数据和语音通信。经过优化设计，所需的外部RF元件很少，允许主板的快速设计。因此能以最低的成本，实现最短的产品面市时间。

其主要特点如下：

(1)符合BluetoothV1．1规范。

(2)带有USB和UART主接口。

(3)可编程的PCM接口，支持13b8kss－1的双向串行的同步语音传输。

(4)内含的数字转换器，可进行线性PCM(脉冲编码调制)、A律PCM、μ律PCM和CVSD(连续变化斜率增量调制)间的相互转换，编解符合高至HCI层的蓝牙控制协议。

(5)采用单电源3．15V供电，支持PART，SNIFF，HOLD多种节电模式。

(6)支持所有的包类型和多达7个从设备的Piconet。

(7)芯片内含链路控制、链路管理、HCI以及可选的L2CAP，RFCOMM，SDP多层软件协议栈，可直接使用。

(8)提供VM(VirtualMachine)机制。内嵌16b的RISC微处理器，运行协议栈的同时还可以运行下载到FlashROM中的用户程序，实现真正意义的单芯片。

其结构框图如图1所示。

Bluelab是专门针对Bluecore的仿真开发系统，他在PC上模拟Bluecore01的环境，从而方便开发基于Bluecore01上运行的应用程序。他包括了compiler，emulator/debugger，documentation以及一些源代码例子。Bluelab还提供了蓝牙协议栈Bluestack，支持SDP，L2CAP和RFCOMM等高层协议。用户可以通过UART/USB接口来调用Bluestack，也可以通过VM来访问Bluestack。

3系统方案设计

整个系统分为前端数据处理和PC端数据管理2大部分。前端数据处理框图如图2所示。

蓝牙ISDN接入点的空中无线接口为蓝牙，有线接口有：RJ11，ISDN的S/T接口、USB数据接口。S口收发器能够提供CCITT关于ISDNS/T参考点的I．430建议要求的功能，支持192kb/s的4线平衡传输方式的全双工数据收发。由于BC01内部资源及引脚有限，单片机80C196主要完成控制和协调各模块的工作，处理D信道信令和收发、B信道数据收发、外部中断申请，并且通过各种接口与蓝牙模块进行通信。SLIC模块主要提供语音信号的数模、模数转换、A律/μ律压缩PCM编解码等功能，并具备产生和控制各种信号音的功能。蓝牙模块主要实现蓝牙功能，并且提供了符合蓝牙规范的空中接口。他集成了各种需要的蓝牙协议(包括CTP应用协议栈、内部电话应用协议栈)以及管理程序。

为了形成蓝牙Piconet网络化管理，将PC端的数据管理作为Piconet主设备，而前端的数据处理作为从设备。整体的系统结构如图3所示。

连接PC的BC01作为MASTER，他会自动搜索查询范围内的蓝牙设备，将其作为SLAVE加入Piconet网，因为每块SLAVE都有惟一的BD＿ADDR(BluetoothDeviceAddress)，因此MASTER可以区别每一个SLAVE并对其进行控制。

4软件结构

软件设计是基于L2CAP层进行开发，SLAVE的功能是接受MASTER的查询、连接请求，或查询到已存在的Piconet后，将自己加入Piconet。SLAVE的功能简单，全部程序代码可以放在单片机80C196的FlashROM中运行。MASTER由于要负责管理整个Piconet，对各个SLAVE进行控制和管理，BC01提供的资源已不能满足。因此将L2CAP协议层以上的软件放在PC上运行，与PC采用HCI层接口。软件结构如图4所示。

5结语

在无线接入现场应用中，中心控制节点与各个无线接入的距离在100m以内。目前大功率的蓝牙芯片已经可以达到100m的覆盖范围，完全满足实际应用。此套方案的实验室联机调试已经完成，达到初步设计要求。下一步是将此套方案应用到实际的无线接入现场，进行现场调试，对系统进一步完善。

参考文献

［1］金纯，许光辰，孙睿．蓝牙技术［M］．北京：北京电子工业出版社，2001．

［2］SpecificationoftheBluetoothsystermVersion1．1A．26July，1999．

［3］徐爱钧．单片机高级语言C51Windows环境编程与应用［M］．北京：电子工业出版社，2001．

［4］KrulinskiDJ．ProgrammingMicrosoftVisualC＋＋6．0技术内幕［M］．北京：希望电子出版社，1999．

前面的两篇文章，主要是在 Android 官网关于蓝牙介绍的基础上加上自己的理解完成的。主要针对的是 Android 开发中的一些 API 的使用。 第一篇文章 Android 蓝牙开发（一） 主要是介绍了普通的蓝牙在 Android 开发中的运用。 第二篇文章 Android 蓝牙开发（二） 主要是介绍了低功耗蓝牙的开发。 这篇文章主要介绍的是蓝牙的历史和一些关于蓝牙的通用知识，还有广播包的知识。要想彻底了解蓝牙开发，这些基础的知识也是需要的，就像网络协议一样，这些都是基础的内容。我们的 API 的调用都是以这个为基础的，了解这些，开发过程中遇到问题，才可以知道什么怎么一回事。

下篇文章主要讲的就是实际开发中的一些坑。

蓝牙其实就是一种近距离无线通信技术。

从下到上分别为：控制器（Controller）-->主机（host）-->应用（Application）

详细介绍各个层的含义：

BLE 应用可以分为两大类：基于非连接的和基于连接的

意思就是外设和周边设备不发生连接，主要靠扫描到的广播来获取信息。发送广播的一方叫做 broadcaster 监听广播的一方叫做 oberver 在 GAP 层有对应的角色定义。

网络拓扑图：

这种方式就是广播设备不断的向外发送广播（含有特定的信息），然后观察者接受到广播按照两者之间约定好的协议进行解析拿到有用的信息。例如：iBeacon，通过这种设备我们可以实现室内定位。

其实这些设备的角色可以即使广播者又是观察者。接收到广播后作出了处理，然后又发送广播。这样就形成了双向的网络，类似于因特网，这就是蓝牙 Mesh 组网。

广播数据包格式：

每个广播数据包由 31 byte 组成。分为有效数据和无效数据两部分。

例子：

这里是扫描的数据包（转换成了 16 进制，两个代表一个字节），第一个字节是 02 表示后面的两个字节是数据部分，然后第二个字节是 01 表示了数据的类型。后面一个字节就是真正的数据了。这个广播数据单元就分析完了。下面就是另一个数据单元了。依次类推，关于数据类型的解释，官网有。

这是数据类型对应的含义表。

网络拓扑图：

一个中心设备可连接多个外设，但是一个外设只能连接一个中心（外设连接成功后就会停止对外广播，别人就发现不了它了）。其中一个中心设备的连接外设的数量也是有限的。

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