無(wú)線接入的藍(lán)牙研究論文

1、無(wú)線接入的藍(lán)牙研究論文 摘要：就藍(lán)牙在無(wú)線接入方面的應(yīng)用做一探討，并簡(jiǎn)要介紹csr(cambridgesiliconradio)公司單片藍(lán)牙產(chǎn)品bluecoretm01。 關(guān)鍵詞：藍(lán)牙；無(wú)線通信；數(shù)據(jù)；pstn bluetoothsolutionschemewirelessconnection abstract：thisarticledescribesthestudyofapplicationofbluetoothinwirelessconnection，andsimplyintroducescsrsbluetoothsingle-chip-bluecoretm01. keywords:blu

2、etooth;wirelesscommunication;data;pstn 1引言 藍(lán)牙技術(shù)是用微波無(wú)線通信技術(shù)取代數(shù)據(jù)電纜來(lái)完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)短距離通信的一種新型無(wú)線通信技術(shù)。利用藍(lán)牙，可以將需要數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信的各個(gè)設(shè)備之間聯(lián)成一個(gè)piconet網(wǎng)(即微微網(wǎng))，或?qū)讉€(gè)piconet網(wǎng)進(jìn)一步互連，組成一個(gè)更大的scatternet網(wǎng)(即分布式網(wǎng)絡(luò))。藍(lán)牙的pstn無(wú)線接入點(diǎn)使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)電話機(jī)為載體，做開(kāi)發(fā)性預(yù)言。他使得手機(jī)用戶通過(guò)固定電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接，既而讓廣大的手機(jī)用戶同時(shí)成為固定電話網(wǎng)的用戶。對(duì)手機(jī)用戶來(lái)說(shuō)，在解決移動(dòng)電話網(wǎng)信號(hào)問(wèn)題的同時(shí)，又可以降低手機(jī)用戶的通信費(fèi)用；對(duì)于固定

3、電話運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，則意味著巨大的話費(fèi)收益。本方案的創(chuàng)新點(diǎn)有幾點(diǎn)： (1)取代大量的短程連接所用的電纜，尤其是電纜無(wú)法到達(dá)的地方，藍(lán)牙具有更大的優(yōu)勢(shì)。 (2)使得計(jì)算機(jī)可以通過(guò)藍(lán)牙的pstn無(wú)線接入點(diǎn)無(wú)線上網(wǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的共享。 (3)實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙規(guī)范的內(nèi)部電話系統(tǒng)(intercomprofile)應(yīng)用協(xié)議棧，使得藍(lán)牙pstn無(wú)線接入點(diǎn)能夠與網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行內(nèi)部電話通信。 (4)由于方案設(shè)計(jì)是按照藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，所以兼容符合藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙手機(jī)，適配器等相關(guān)藍(lán)牙產(chǎn)品。 2bc01芯片和開(kāi)發(fā)工具bluelab介紹 bc01(bluecore01)是csr(cambridgesilico

4、nradio)公司設(shè)計(jì)的一款單片藍(lán)牙產(chǎn)品，他集無(wú)線設(shè)備、微處理器及基帶電路于一體，采用標(biāo)準(zhǔn)的035m的cmos工藝。通過(guò)外置的存有藍(lán)牙協(xié)議的flashrom，可提供完全兼容的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，所需的外部rf元件很少，允許主板的快速設(shè)計(jì)。因此能以最低的成本，實(shí)現(xiàn)最短的產(chǎn)品面市時(shí)間。 其主要特點(diǎn)如下： (1)符合bluetoothv11規(guī)范。 (2)帶有usb和uart主接口。 (3)可編程的pcm接口，支持13b8kss1的雙向串行的同步語(yǔ)音傳輸。 (4)內(nèi)含的數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可進(jìn)行線性pcm(脈沖編碼調(diào)制)、a律pcm、律pcm和cvsd(連續(xù)變化斜率增量調(diào)制)間的相互轉(zhuǎn)換，編解符合高

5、至hci層的藍(lán)牙控制協(xié)議。 (5)采用單電源315v供電，支持part，sniff，hold多種節(jié)電模式。 (6)支持所有的包類型和多達(dá)7個(gè)從設(shè)備的piconet。 (7)芯片內(nèi)含鏈路控制、鏈路管理、hci以及可選的l2cap，rfcomm，sdp多層軟件協(xié)議棧，可直接使用。 (8)提供vm(virtualmachine)機(jī)制。內(nèi)嵌16b的risc微處理器，運(yùn)行協(xié)議棧的同時(shí)還可以運(yùn)行下載到flashrom中的用戶程序，實(shí)現(xiàn)真正意義的單芯片。 其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 bluelab是專門(mén)針對(duì)bluecore的仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，他在pc上模擬bluecore01的環(huán)境，從而方便開(kāi)發(fā)基于bluecore

6、01上運(yùn)行的應(yīng)用程序。他包括了compiler，emulator/debugger，documentation以及一些源代碼例子。bluelab還提供了藍(lán)牙協(xié)議棧bluestack，支持sdp，l2cap和rfcomm等高層協(xié)議。用戶可以通過(guò)uart/usb接口來(lái)調(diào)用bluestack，也可以通過(guò)vm來(lái)訪問(wèn)bluestack。 3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)分為前端數(shù)據(jù)處理和pc端數(shù)據(jù)管理2大部分。前端數(shù)據(jù)處理框圖如圖2所示。 藍(lán)牙isdn接入點(diǎn)的空中無(wú)線接口為藍(lán)牙，有線接口有：rj11，isdn的s/t接口、usb數(shù)據(jù)接口。s口收發(fā)器能夠提供ccitt關(guān)于isdns/t參考點(diǎn)的i430建議要求的功

7、能，支持192kb/s的4線平衡傳輸方式的全雙工數(shù)據(jù)收發(fā)。由于bc01內(nèi)部資源及引腳有限，單片機(jī)80c196主要完成控制和協(xié)調(diào)各模塊的工作，處理d信道信令和收發(fā)、b信道數(shù)據(jù)收發(fā)、外部中斷申請(qǐng)，并且通過(guò)各種接口與藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信。slic模塊主要提供語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換、a律/律壓縮pcm編解碼等功能，并具備產(chǎn)生和控制各種信號(hào)音的功能。藍(lán)牙模塊主要實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙功能，并且提供了符合藍(lán)牙規(guī)范的空中接口。他集成了各種需要的藍(lán)牙協(xié)議(包括ctp應(yīng)用協(xié)議棧、內(nèi)部電話應(yīng)用協(xié)議棧)以及管理程序。 為了形成藍(lán)牙piconet網(wǎng)絡(luò)化管理，將pc端的數(shù)據(jù)管理作為piconet主設(shè)備，而前端的數(shù)據(jù)處理作為從設(shè)備。整體

8、的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。 連接pc的bc01作為master，他會(huì)自動(dòng)搜索查詢范圍內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備，將其作為slave加入piconet網(wǎng)，因?yàn)槊繅Kslave都有惟一的bdaddr(bluetoothdeviceaddress)，因此master可以區(qū)別每一個(gè)slave并對(duì)其進(jìn)行控制。 4軟件結(jié)構(gòu) 軟件設(shè)計(jì)是基于l2cap層進(jìn)行開(kāi)發(fā)，slave的功能是接受master的查詢、連接請(qǐng)求，或查詢到已存在的piconet后，將自己加入piconet。slave的功能簡(jiǎn)單，全部程序代碼可以放在單片機(jī)80c196的flashrom中運(yùn)行。master由于要負(fù)責(zé)管理整個(gè)piconet，對(duì)各個(gè)slave進(jìn)行控制和管理，bc01提供的資源已不能滿足。因此將l2cap協(xié)議層以上的軟件放在pc上運(yùn)行，與pc采用hci層接口。軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。 5結(jié)語(yǔ) 在無(wú)線接入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，中心控制節(jié)點(diǎn)與各個(gè)無(wú)線接入的距離在100m以內(nèi)。目前大功率的藍(lán)牙芯片已經(jīng)可以達(dá)到100m的覆蓋范圍，完全滿足實(shí)際應(yīng)用。此套方案的實(shí)驗(yàn)室聯(lián)機(jī)調(diào)試已經(jīng)完成，達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求。下一步是將此套方案應(yīng)用到實(shí)際的無(wú)線接入現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步完善。 參考文獻(xiàn) 1金純，許光辰，孫睿藍(lán)牙技術(shù)m北京：北京電子工業(yè)出版社，2001 2specificationofthebluetoothsyster