关于蓝牙的毕业论文

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．

既然你是学通讯工程的就应该明白蓝牙和四轮定位没有什么关系的 ，事实上到现在为止四轮定位上所采用的蓝牙对整个世界通讯格局的影响可以说是微乎其微，即使是世界上所有的四轮定位都采用蓝牙技术，那也远远比不上其他诸如手机等产业的一个零头。另一方面，就四轮定位本身而言它的定位是一个测量检测工具，而不是作为数据交换通讯而存在的，使不使用蓝牙并不是至关重要的，而且蓝牙也并不是最适合四轮定位的通讯技术，其他的诸如Zigbee等都要比蓝牙更加适合。所以 我的建议是阁下还是换个题目吧---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------四轮定位仪有四个测量头和一个电脑，四个测量头都需要把自己的数据发给电脑上的操作软件，而软件也会把操作指令发给测量头。由于蓝牙本身被设计为点对点数据通讯，所以要实现电脑1对4测量头的通讯就很困难，所以现在的四轮定位就把通讯分成了两块，四轮定位测量头之间通过红外通讯把所有的数据传到其中的一只测量头上，然后这只测量头通过蓝牙和电脑通讯，这样就完成了所有的数据通讯，这里的蓝牙是1对1的。当然国内也有采用2对2通讯的，其基本原理也是一样的。-------------------------------------------------------------------------------如上

蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI)，进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统，并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型，测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到1.2m。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务，具有无线传感器的计算机网络，移动数据探测和跟踪系统，用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位，因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内，无线电单元可用于测量位置，基于单元识别，但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述：在一个室内无线电单元内进行接收功率测量，它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化，以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作，发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用，如到达角度(AOA)法，到达时间(TOA)法，和到达时差(TDOA)法。第一种：AOA法，要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度，成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs，但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型，其公式如下：

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+GRX-40.2-10n�(d)(2)

其中：PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速(3.0x108m/s);f是中心频率(2.44GHz);n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率，由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置，RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1，可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下：

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI，0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm，RSSI=-10dB

因此，基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式：

d=10[( PTX-40.2-PRX +G)/10n](4)

这里，PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出，总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机，控制蓝牙模块，如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成，指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行：

无回声室测量。

在无回声室的测量中，确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境，频率范围为2～40GHz，衰减因素n=2.0，多径干扰可忽略。天线放置高度为0.6m，天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4)，因为其他变量已知，通过计算确定G的平均值是-4.8dBi。

办公环境测量

在办公室环境中，使用两试验基准线进行RSSI测量，距离增量为0.1m

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波，产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1，天线放置高度恒定为1.05m。在基线2，天线放置高度恒定为0.6m。初步测量显示，设备放置距离地板高度不同，对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度，两者在视距范围内，按0.1m分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率：+2.9，+1.2，0.0，-1.4，-3.8，-6.2，-8.5，-10.3，-14.1，-17.1和-19.1dBm。

针对以上11个报告的基准发射功率，便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0，每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据，每个均有一个随机载频，频率范围分布在蓝牙带宽(2.4000―2.4835GHz)之间。假如RSSI数值为0，无接收数据记录，选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增0.1m，至最大值6.8m。

对应11个接收的RSSI值，PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率，PTx1=2.9dBm。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB)，信道与功率呈线性关系，所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出：

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi)， RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi)，RSSIi�0dB，(6)

数据为空，RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器，RRX对应非0时的RSSI数据，由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=2.9dBm)

4 结果

4.1 接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d，d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果，两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置，测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值，其中PTx=2.9dBm, n=2，G=-4.82 dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算，PTx=2.9dBm, n=2，G=-4.82 dBi}，对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m) 0.91 1.31

标准偏差 (m) 0.95 1.30

4.2 讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素：

4.2.1 精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示，可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

4.2.2 在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G，(n=2.15，G=-5.34dBi)。这些校正过的数据用在传播模型中，位置精确度将提高约10%。

4.2.3 减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4)，显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中，利用一个简单单元，通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能，实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到1.2m。这适合于大多室内定位服务。不过，需要注意的是，在强烈的多径干扰下，定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in IEEE802.11,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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