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基于hci协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发.doc

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上传者: 林文欣 2017-12-19 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于hci协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发doc》,可适用于工作范文领域,主题内容包含基于hci协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发基于HCI协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发蓝牙是短距离无线通信技术。本文从蓝牙协议栈中的HI层入手对该符等。

基于hci协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发基于HCI协议层的蓝牙通用外接模块的研究开发蓝牙是短距离无线通信技术。本文从蓝牙协议栈中的HI层入手对该层的主要功能和工作机制了剖析进而了基于HI层的蓝牙应用开发方案并设计了基于蓝牙技术开发的产品实例蓝牙通用外接模块最后还对基于此模块的„蓝牙是短距离无线通信技术。本文从蓝牙协议栈中的HI层入手对该层的主要功能和工作机制了剖析进而了基于HI层的蓝牙应用开发方案并设计了基于蓝牙技术开发的产品实例蓝牙通用外接模块最后还对基于此模块的扩展应用无线裁判打分系统了说明。关键词:HI蓝牙技术无线通信引言蓝牙(Bluetth)是短距离无线通信技术用于替代数字设备牙设备运行在和计算机外设间的电缆连接数字设备间的无线组。年月由爱立信、IB、英特尔、诺基亚、东芝等家公司成立了蓝牙特殊利益(SIG)联合制定蓝牙规范。蓝牙工作在向全球开放的GHz工业、科学、医学(IndustrialSientifiedial)频段可以传输数据和语音至多个活动的蓝牙设备可以共享信道带宽所谓的匹克(pinet)。在每pinet中有个为蓝牙主设备其余个为从设备可容许有更多的从设备以暂停(park)的锁定到主设备。多个pinet可以重叠。散射(satternet)。SIG所颁布的蓝牙规范蓝牙无线通信协议标准它规定了蓝牙应用应遵循的标准和需要的要求包括核心协议(re)与应用框架(Prfiles)两。协议规范定义了蓝牙的各层通信协议遵循开放系统互连参考模型从低到高地定义了蓝牙协议堆栈的各个层次如图所示。蓝牙协议的逻辑功能协议堆栈由下至上分为三个:传输协议、中介协议和应用协议。本文中主机控制接口(HI)位于传输协议之中它并意义上的通信协议它仅为应用协议堆栈的高层了访问低层传输协议的指令接口。从HI层可以将蓝牙协议堆栈分为硬件与软件个协议块。硬件由射频(RF)、基带(BB)、链路管理器(L)和HI固件构成也可以把硬件称为蓝牙子系统。软件由HI主机驱动程序、逻辑链路控制适配协议(LAP)、串口仿真协议(RF)、服务协议(SDP)、电话控制协议(TS)及其它应用协议所构成。在蓝牙协议堆栈模型中的虚线为对本文中HI协议层软件的划分。HI协议剖析在蓝牙协议模型中HI软件驱动程序与HI固件归为HI(主机控制接口)要基于HI开发HI涉及的内容。主机控制接口为蓝牙硬件中基带控制器和链路管理器了命令接口从而对硬件状态寄存器和控制寄存器的访问是该接口了对蓝牙基带的访问模式。HI分为主机、传输层、主控制器三并在每一层为HI系统不同的功能。本文把HI协议层划为HI软件和HI硬件两来。HI软件HI软件可分为HI固件和HI驱动两个。HI固件位于主控制器。HI固件对基带命令、链路管理器命令、硬件状态寄存器、控制寄存器和事件寄存器的访问蓝牙硬件HI指令。主控制器(Hstntrller)意味着主控制接口功能的蓝牙器件。与HI固件不同HI驱动位于主机即协议模型中的HI软件驱动。若某事件用HI事件通知主机而主机将收到HI事件的异步通知。当主机有事件时它将分析收到的事件包并决定何种事件。主机端的HI驱动程序一接口被蓝牙应用程序调用(本文所提到的蓝牙应用程序是相HI层而言的指的是于通用外接模块上的扩展应用程序)对上层应用的承载另一了协议中的HI功能集使主机可以向蓝牙子系统发送HI指令或接收子系统返回的HI事件。HI的硬件HI驱动和HI固件是主控制器传输层(位于主控制器与主机之间的中间层)通信的中间层和主控制传输层了在数据描述信息情况下传输数据的能力。在蓝牙规范的描述中蓝牙子系统与主机之间共有类数据转移的、每数据在硬件接口均的封装格式分别是由种传输层支持分别为UARTRS和USB。采用不同的主控制器传输层对主机所接收的HI事件异步通知不会产生。蓝牙应用开发方案在图中所提到的主机是广义的概念可以是以PU为核心的计算机、也可以是以U为核心的控制电路二者用途各异。以U为核心的控制电路适用于嵌入式应用开发而以PU为核心的计算机则适合于人机接口的软件开发。蓝牙协议为于蓝牙技术之上的多种应用了完整的解决办法但不同应用只用到蓝牙协议中的某几个而且每协议也不用它所的功能。进而在蓝牙应用开发中可以从不同的协议层入手。在开发蓝牙系统时采用两种开发是采用只无线接口的简单模块从蓝牙子系统做起再应用自行开发主芯片该主芯片包括从基带层到应用层的完整蓝牙协议栈开发较为但不需要HI层另方法是购买由供应商的完整的蓝牙模块模块了蓝牙子系统的或功能屏蔽了射频和基带两个硬件协议层可以直接在HI基础上开发。供应商的蓝牙模块大致可分为类第类为只了蓝牙链路控制功能的模块第类为蓝牙链路控制与嵌入式HI驱动功能均已的模块。这类模块的主要不同之处在于第类包括RIS(精简指令集计算机)器链路控制和HI功能而第类的RIS则不HI功能。在应用中要情况而选择不同类型的模块。选用集成了链路控制与HI驱动功能的蓝牙模块那么就可以在完整的平台上开发。主机USB或UART接口在蓝牙模块与主机信号电平兼容的情况下接口连接可以不需要其它辅助硬件电路。许多情况下USB或UART接口集成在主机的核心芯片上可以蓝牙模块与主机的无缝接口。模型下的蓝牙技术应用开发主要工作在蓝牙主机端软件的上包括HI驱动程序与传输层驱动程序。正是蓝牙模块了嵌入式HI协议应用开发可以直接从HI层开始了基带与射频的硬件是全软件式的开发模式开发的可移植性。本文中正是采用了开发方案的蓝牙通用外接模块的开发。封装HI协议层可以生成标准的HI接口函数为上层的应用开发(在本文指的是蓝牙通用模块)完整的平台。制功能的蓝牙模块它不HI传输层接口和嵌入式HI驱动程序。此时嵌入式HI驱动程序的功能将转嫁给主机来。与前开发模式相比主机的HI层驱动程序将变得开发周期也将是长的。,蓝牙通用外接模块设计开发实例笔者基于HI地开发了在现供应商的蓝牙模块基础上指令重新解释与结构封装的通用外接模块。本模块面向基于此通用模块的扩展应用了USB接口、UARTRS接口、耳机接口、麦克I接口、键盘等多种接口可数据和语音信息的传输。该通用外接模块既可以单独构成蓝牙应用系统使用也可以与主机连接使用使用应用者很地借助于蓝牙技术来应用产品的无线通讯。对此通用外接模块功能测试在实验开发阶段(本文中对此通用模块说明均是开发阶段的)笔者使用了两台P通用外接模块之上的扩展应用的主体个通用外接模块分别蓝牙pinet中的主、从设备蓝牙设备UART或USB口由P处接收命令和数据信息通用外接模块对此信息后以无线传输将信息发至另一蓝牙设备的应用主体P处。下面从硬件和软件两个介绍本文论及的设计主要包括蓝下一页【牙通用模块及扩展应用主体的P两大。硬件设计蓝牙通用模块硬件电路主要由语音芯片、微控制器(即蓝牙主机)及蓝牙模块等组成。硬件结构如图所示:采用了支持双串口的DALLAS公司生产的DS微控制器蓝牙主机两串口分别与蓝牙模块及于通用模块之上的扩展应用的主体通信使用SL语音芯片蓝牙模块采用的是Erissn公司生产的模块型号为RK属于本文提到的第类模块采用AR芯片RIS器。在硬件上微控制器主要由DS微控制器、电源系统、振荡电路、复位电路、接口电平转换电路等几组成微控制单元是核心。电平转换电路用于在蓝牙模块与P通信接口之间电平的转换。还包括不同类型的接口电路、跳线开关电路若干状态LED等外围器件以备于通用外接模块之上的扩展应用及通讯状态监测的需要。软件设计P软件设计P测试程序主要是开发蓝牙应用组件测试程序运行于inds操作系统之上了USB和串口驱动程序应用程序函数接口(API)等可分为P串口初始化、蓝牙通信参数设定、蓝牙通用外接模块控制、HI指令封装、数据信息等几个。步要做的工作是初始化计算机串口串口参数可以需要选择。步要的是蓝牙模块参数的设定包括蓝牙设备主从设定、蓝牙模块初始化参数的设定、程序监测设定等几。所有设定是扩展应用主体(此外为P)往通用外接模块串口发送公共变量而的。当收到参数设定消息后下一步即向通用外接模块串口发送命令消息来蓝牙设备的初始化、查询、链接过程在收到通用模块发回的链接的反馈信息后即可按的格式将数据信息发往通用外接模块接口数据信息的无线传输。通用外接模块软件设计通用外接模块一从P方的RS串口接收P端的公共参数信息(用于串口初始化及蓝牙模块参数设定)、命令信息及数据信息另一发送的HI指令给蓝牙模块RK然后将返回的事件分析将程序状态、通讯数据信息返回给本地P。软件的功能是语言开发的由专用寄存器设置子程序、中断程序、定时器中断程序、看门狗程序、链路初始化子程序、链路子程序、通信数据子程序、断开链路子程序、蓝牙测试子程序等功能块来。所有程序信息通用外接模块以外的扩展应用主体而言不可见的扩展应用只需按的格式发送的信息给通用外接模块即可整个通信过程就不对程序的说明了。至此通用外接模块开发实验阶段软件设计测试本模块完全了预期的要求数据传输性能。本封装模块之被“通用”二字来界定是本模块在功能上地了几点:()本模块了对多种扩展应用接口的支持包括UARTUSB语音传输接口。()本模块既支持以P为扩展应用主体的计算机上的扩展应用又支持以U为扩展主体的控制器件上的扩展应用()本模块对多种操作系统的支持为止支持indsxp及Linux操作系统。于通用外接模块之上无线通讯扩展应用裁判系统在大型赛事中比赛所采用的裁判打分系统大采用有缆连接的的各位裁判将各自的评定的比赛成绩有线的电缆传输到主控机上综合评定然后产生的结果。但系统着很的之外有缆连接所带来的不便性而采用笔者所设计的通用外接模块后在通用外接模块的基础上地LD、键盘和U后只要对外加的U简单的编程既可裁判打分系统的无线通讯化。日前笔者设计的蓝牙无线打分系统已被地用于大型比赛之中。结束语蓝牙产品的开发重在有的应用在通用模块的基础上外围设备的开发和上层软件的编写可以大大地缩短产品的开发周期为蓝牙应用奠定了基础从而地产品的蓝牙无线通讯使人们摆脱线缆的束缚。基于蓝牙技术的产品开发正在短距离无线通信中显示出一股强劲的势头蓝牙技术的大发展期必将很快的到来。参考文献:BluetthSpeialInterestGrupSpeifiatinfBluetthSysterevs(马兴梁剑陈前斌基于HI协议层的蓝牙技术应用开发J重庆邮电学院学报():金钝许光辰等(蓝牙技术(北京:电子工业出版社(马建仓等(蓝牙核心技术及应用(北京:科学出版社上一页

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