藍(lán)牙技術(shù)及其在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)

1、藍(lán)牙技術(shù)及其在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)摘 要 : 文章主要介紹藍(lán)牙協(xié)議結(jié)構(gòu)、 功能及其藍(lán)牙在智能家庭網(wǎng)絡(luò) 中如何實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：智能家庭網(wǎng)絡(luò)；通訊協(xié)議；藍(lán)牙技術(shù)；HIC1藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介1藍(lán)牙技術(shù)的定義?！八{(lán)牙”是一種開(kāi)放型的技術(shù)規(guī)范，它可以在世 界上任何地方實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。2“藍(lán)牙”采用的跳頻技術(shù)。藍(lán)牙不是工作在 2.4GHz 這一個(gè)頻點(diǎn), 而是工作在 2.40 GHz 和 2.48 GHz這個(gè)頻段上(有的國(guó)家使用的頻段 較窄),即采用相隔 1MHZ 的 79 個(gè)頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)跳頻。3藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) , 藍(lán)牙系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆形⑽⒕W(wǎng)和分散網(wǎng)兩種形 式。微微網(wǎng) (Piconet) 由主設(shè)備單元和

2、從設(shè)備單元構(gòu)成。首先提出通 信要求的設(shè)備稱為主設(shè)備 (Master), 被動(dòng)進(jìn)行通信的設(shè)備稱為從設(shè)備 (Slave) 。一個(gè)主設(shè)備最多可以和 7 個(gè)從設(shè)備進(jìn)行通訊。一個(gè)主設(shè)備 和一個(gè)以上從設(shè)備構(gòu)成的主從網(wǎng)絡(luò)稱為微微網(wǎng) , 在必要的情況下設(shè)備 的主從角色也可以轉(zhuǎn)換。4藍(lán)牙協(xié)議的結(jié)構(gòu)。藍(lán)牙協(xié)議可以分為四層：核心協(xié)議、 替代電纜協(xié) 議、電話控制協(xié)議和選用協(xié)議。核心協(xié)議包括了基帶、鏈路管理協(xié)議 (LMP)、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議(L2CAP)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)。所 有藍(lán)牙設(shè)備必須支持核心協(xié)議以及藍(lán)牙無(wú)線接口 , 而其他協(xié)議可以根 據(jù)需要來(lái)選用。除了四個(gè)基本層次外 , 藍(lán)牙協(xié)議還包括了主機(jī)控制接

3、口 HCI（hostcontroller interface） 。它為基帶控制器、鏈路控制 器、訪問(wèn)硬件提供了命令接口。 HCI 上層協(xié)議通過(guò)傳輸層向下傳送 HCI 命令;而 HCI 下層協(xié)議執(zhí)行 HCI 指令后, 執(zhí)行結(jié)果將以事件的形式 返回上層。5藍(lán)牙技術(shù)與其他無(wú)線通訊技術(shù)的比較。 在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中 , 主要的 通訊方式為有線通訊 （包括雙絞線、電力線等）和無(wú)線通訊 （包括射頻、 紅外線等） 。無(wú)線技術(shù)不但可以讓我們減少線纜的使用量 , 使我們的居 住環(huán)境更加簡(jiǎn)潔 ,而且, 可以讓我們?cè)谧约杭抑械幕顒?dòng)更加自由。 所以, 無(wú)線技術(shù)及相關(guān)協(xié)議是智能家庭網(wǎng)絡(luò)中重要的組成部分。藍(lán)牙技術(shù)具有價(jià)格適中

4、、功能實(shí)用、受限因素少等特點(diǎn)。這些基本 滿足了智能家庭網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)要求 , 適合在家庭中使用。2藍(lán)牙在智能家庭網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn) 藍(lán)牙功能的實(shí)現(xiàn)分硬件實(shí)現(xiàn)和軟件實(shí)現(xiàn)。1硬件實(shí)現(xiàn)。在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中，要實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙功能就需要添加相關(guān)的 藍(lán)牙主機(jī)和藍(lán)牙模塊。藍(lán)牙主機(jī)可以由 PC ARM 或單片機(jī)擔(dān)當(dāng)，顯然 PC 機(jī)過(guò)于昂貴了，因此,一般由 arm 或單片機(jī)擔(dān)當(dāng)藍(lán)牙主機(jī)。藍(lán)牙模 塊至少包括 :RF 模塊、基帶模塊、控制模塊和存儲(chǔ)模塊?，F(xiàn)在很多藍(lán) 牙芯片都集成了多個(gè)、甚至全部模塊的功能。2軟件實(shí)現(xiàn)。 一個(gè)藍(lán)牙系統(tǒng)被 HCI （藍(lán)牙主機(jī)控制接口）分為下層（藍(lán) 牙模塊）和上層（藍(lán)牙主機(jī) ）兩部分。 HCI 提供訪問(wèn)藍(lán)牙模

5、塊的統(tǒng)一指 令方式, 它主要定義了主機(jī)控制藍(lán)牙模塊的各個(gè)指令的意義 , 它為基 帶控制器、鏈接控制器、硬件狀態(tài)和控制寄存器等提供命令接口 , 為主機(jī)提供向藍(lán)牙模塊發(fā)送 HCI 指令、HCI 數(shù)據(jù)以及從藍(lán)牙模塊接受 HCI 事件和 HCI 數(shù)據(jù)的能力。主機(jī)與藍(lán)牙模塊之間通過(guò) HCI 收、發(fā)分組方 式進(jìn)行信息交換，用指令一應(yīng)答（Command_Response 方式實(shí)現(xiàn)控制。HCI 傳輸層主要有 3 種:HCI USB;HCI PCM; HCI UART 其中 HCI PCM 主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音通訊。 HCI 有 4 種不同類型的包 HCI 命令、 HCI 事 件、ACL 數(shù)據(jù)和 SCL 數(shù)據(jù)。 ACL

6、 數(shù)據(jù)和 SCL 數(shù)據(jù)在藍(lán)牙主機(jī)和藍(lán)牙 模塊之間雙向傳輸。藍(lán)牙主機(jī)通過(guò)傳輸層向藍(lán)牙主模塊傳送 HCI 命 令, 藍(lán)牙模塊執(zhí)行 HCI 指令后 , 將以事件的形式返回給藍(lán)牙主機(jī)。我們舉例來(lái)說(shuō)明藍(lán)牙主機(jī)和模塊之間如何傳遞 HCI 命令和 HCI 事件。 如果藍(lán)牙主機(jī)要向藍(lán)牙模塊發(fā)送一條 Reset 指令, 則可以通過(guò)藍(lán)牙主 機(jī)的 UA R T 串口發(fā)送一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)系列 （01 、 03、 0C、 00）至藍(lán) 牙模塊,藍(lán)牙模塊就能執(zhí)行 Reset 指令功能。若復(fù)位成功，藍(lán)牙模塊將 返回給藍(lán)牙主機(jī)一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)串 （04 、 0E、 04、 01、 03、 0C、 00） 的事件 , 表示完成復(fù)位。弄清 HCI 指令和 HCI 事件實(shí)現(xiàn)機(jī)制后 , 我們就可以開(kāi)始編寫各種 HCI指令操作函數(shù)。HCI 以下由底層協(xié)議軟件負(fù)責(zé)的物理鏈路的建立 通?？梢杂伤{(lán)牙模塊/適配器完成，而實(shí)現(xiàn) L2CAP 以上的協(xié)議軟件和 高層應(yīng)用則需要由開(kāi)發(fā)者自行完成。3 結(jié)語(yǔ) ; 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的普及 , 零散的、