藍牙技術硬件實現(xiàn)模式分析參考模板

1、藍牙技術硬件實現(xiàn)模式分析日期：2011-12-13 瀏覽次數(shù)：45藍牙技術是一項新興的技術。它的主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標準。它使用2.4GHz2.5GHz的ISM（Industrion Scientifc Medical）頻段來傳送話音和數(shù)據(jù)。運用成熟、實用、先進的無線技術來代替電纜，它提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設備通過微微網(wǎng)PAN（Personal Area Network）連接起來，諸如：計算機系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、通信設備等，相互通信，實現(xiàn)資源共享。藍牙技術支持多種電子設備之間的短距離無線通信，這種通信不需要任何線纜，亦不需要用戶直接

2、手工干涉；每當一個嵌入了藍牙技術的設備發(fā)覺另一同樣嵌入藍牙技術的設備，它們就能自動同步，相互通信，實現(xiàn)資源共享。 1 藍牙的結構體系藍牙協(xié)議棧的體系結構如圖1所示。它是由底層硬件模塊，中間層和高端應用層三大部分組成。1 / 61.1 藍牙的底層模塊底層模塊是藍牙技術的核心模塊，所有嵌入藍牙技術的設備都必須包括底層模塊。它主要由鏈路管理層LMP（Link Manager Protocol）、基帶層BB（Base Band）和射頻RF（Rodio Fraquency）組成。其功能是：無線連接層（RF）通過2.4GHz無需申請的ISM頻段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸；它主要定義了工作在此頻段的藍牙接收機

3、應滿足的需求；其帶層（BB）提供了兩種不同的物理鏈路（同步面向連接路SCO Synchronous Connection Oriented和異步無連接鏈路ACL Asynchronous Connection Less），負責跳頻和藍牙數(shù)據(jù)及信息幀的傳輸，且對所有類型的數(shù)據(jù)包提供了不同層次的前向糾錯碼FEC（Frequency Error Correction）或循環(huán)沉余度差錯校驗CTC（Cyclic Redundancy Check）；LMP層負責兩個或多個設備鏈路的建立和拆除及鏈路的安全和控制，如鑒權和加密、控制和協(xié)商基帶包的大小等，它為上層軟件模塊提供了不同的訪問入口；藍牙主機控制器接口

4、HCI（Host Cntroller Interface）由基帶控制器、連接管理器、控制和事件寄存器等組成。它是藍牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，提供了一個調用下層BB、LM、狀態(tài)和控制寄存器等硬件的統(tǒng)一命令，上、下兩個模塊接口之間的消息和數(shù)據(jù)的傳遞必須通過HCI的解釋才能進行。HCI層以上的協(xié)議軟件實體運行在主機上，而HCI以下的功能由藍牙設備來完成，二者之間通過傳輸層進行交互。1.2 中間協(xié)議層中間協(xié)議層由邏輯鏈路控制與適配協(xié)議L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）、服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議SDP（Service Discovery Proto

5、col）、串口仿真協(xié)議或稱線纜替換協(xié)議（RFCOM）和二進制電話控制協(xié)議TCS（Telephony Control protocol Spectocol）組成。L2CAP是藍牙協(xié)議棧的核心組成部分，也是其它協(xié)議實現(xiàn)的基礎。它位于基帶之上，向上層提供面向連接和無連接的數(shù)據(jù)服務。它主要完成數(shù)據(jù)的拆裝、服務質量控制、協(xié)議的復用、分組的分割和重組（Segmentation And Reassembly）及組提取等功能。L2CAP允許高達64KB的數(shù)據(jù)分組。SDP是一個基于客戶/服務器結構的協(xié)議。它工作在L2CAP層之上，為上層應用程序提供一種機制來發(fā)現(xiàn)可用的服務及其屬性，而服務屬性包括服務的類型及該服

6、務所需的機制或協(xié)議信息。RFCOMM是一個仿真有線鏈路的無線數(shù)據(jù)仿真協(xié)議，符合ETSI標準的TS 07.10串口仿真協(xié)議。它在藍牙基帶上仿真RS-232的控制和數(shù)據(jù)信號，為原先使用串行連接的上層業(yè)務提供傳送能力。TCS是一個基于ITU-T Q.931建議的采用面向比特的協(xié)議，它定義了用于藍牙設備之間建立語音和數(shù)據(jù)呼叫的控制信令（Call Control Signalling），并負責處理藍廾設備組的移動管理過程。1.3 高端應用層高端應用層位于藍牙協(xié)議棧的最上部分。一個完整的藍牙協(xié)議棧按其功能又可劃分為四層：核心協(xié)議層（BB、LMP、LCAP、SDP）、線纜替換協(xié)議層（RFCOMM）、電話控制

7、協(xié)議層（TCS-BIN）、選用協(xié)議層（PPP、TCP、TP、UDP、OBEX、IrMC、WAP、WAE）。而高端應用層是由選用協(xié)議層組成。選用協(xié)議層中的PPP（Point-to-Point Protocol）是點到點協(xié)議，由封裝、鏈路控制協(xié)議、網(wǎng)絡控制協(xié)議組成，定義了串行點到點鏈路應當如何傳輸因特網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)，它要用于LAN接入、撥號網(wǎng)絡及傳真等應用規(guī)范；TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡層協(xié)議）、UDP（User Datagram Protocol對象交換協(xié)議）是三種已有的協(xié)議，它定義了因特網(wǎng)與網(wǎng)絡相關的通信及其他類型計算機設備和外圍設備之間的通信。藍牙采用或共享這些已有的協(xié)議去實現(xiàn)與連接因特網(wǎng)

8、的設備通信，這樣，既可提高效率，又可在一定程度上保證藍牙技術和其它通信技術的互操作性；OBEX（Object Exchange Protocol）是對象交換協(xié)議，它支持設備間的數(shù)據(jù)交換，采用客戶/服務器模式提供與HTTP（超文本傳輸協(xié)議）相同的基本功能。該協(xié)議作為一個開放性標準還定義了可用于交換的電子商務卡、個人日程表、消息和便條等格式；WAP（Wireless Application Protocol）是無線應用協(xié)議，它的目的是要在數(shù)字蜂窩電話和其它小型無線設備上實現(xiàn)因特網(wǎng)業(yè)務。它支持移動電話瀏覽網(wǎng)頁、收取電子郵件和其它基于因特網(wǎng)的協(xié)議。WAE(Wireless Application En

9、vironment)是無線應用環(huán)境，它提供用于WAP電話和個人數(shù)字助理PDA所需的各種應用軟件。Android 藍牙開發(fā) 2010-11-9 13:07:00 | By: showday 0推薦轉載 的一片文章一、Android Bluetooth現(xiàn)狀（1）Android2.2版 支持的藍牙核心版本是Bluetooth 2.0 + EDR。（2）Android 的藍牙 使用了BlueZ協(xié)議棧，但只實現(xiàn)了Handset/Handfree和A2DP/AVRCP等Profile。（一些常用的Profile（如HID/DUN/SPP/OPP/FTP/PAN等）在現(xiàn)在的Android2.2版中并沒有實現(xiàn)

10、。需要自己在Android中實現(xiàn)Profile）。（3）目前版本（Android2.2） 只支持 綁定設備（bonded devices）之間通信，而不支持ad-hoc網(wǎng)絡通信。（4）目前版本（Android2.2） emulator（仿真器、模擬器）不支持藍牙的調試，只能通過LOG和BlueZ帶的工具來調試。（5）Android2.0 API level5 之后的版本才支持Bluetooth。（6）Android 的Bluetooth通信API是BlueZ 的RFCOMM的封裝。RfcommSocket 在 API level7 之后的版本才提供Bluetooth 的通信RfcommSock

11、et 使用JAVA 的IputStream 和OutputStream對象二、Android Bluetooth 架構1、面向庫的架構視圖2、面向進程的架構視圖LinuxKernel層：bluez協(xié)議棧、uart驅動, h4協(xié)議, hci,l2cap, sco, rfcommLibrary層:libbluedroid.so 等work層：實現(xiàn)了Headset /Handsfree 和 A2DP/AVRCP profile，但其實現(xiàn)方式不同Handset/Handfree是直接 在bluez的RFCOMM Socket上開發(fā)的，沒有利用bluez的audio plugin，而A2DP/AVRCP

12、是在bluez的audio plugin基礎上開發(fā)的，大大降低了實現(xiàn)的難度。三、 BlueZ介紹（詳見/）：BlueZ 是Linux OS開放的bluetooth 協(xié)議棧主要包括IBM公司的BlueDrekar, Nokia公司的Affix, Axis公司的OpenBT和官方的協(xié)議棧BlueZ.Bluetooth協(xié)議棧BlueZ分為兩部分：內核代碼和用戶態(tài)程序及工具集。內核代碼：由BlueZ核心協(xié)議和驅動程序組 成；Bluetooth協(xié)議實現(xiàn)在內核源代碼 /net/bluetooth中。包括hci,l2cap,hid，rfcomm,sco,SDP,BNEP

13、等協(xié)議的實現(xiàn)。驅動程序放在 /driver/bluetooth中,包含Linux kernel對各種接口的Bluetooth device的驅動。例如：USB接口，串口等。用戶態(tài)程序及工具集：包括應用程序接口和BlueZ工具集。BlueZ提供函數(shù)庫以及應用程序接口，便于程序員開發(fā)bluetooth應用程序。BlueZ utils是主要工具集，實現(xiàn)對bluetooth設備的初始化和控制。四、幾個術語：HFP(Hands-free Profile)耳機模式：讓藍牙設備可以控制電話，如接聽、掛斷、拒接、語音撥號等，拒接、語音撥號要視藍牙耳機及電話是否支持。HSP（Handset Profile）耳機

14、模式用于支持藍牙耳機與移動電話之間使用HID() 人機接口設備配置文件HID 配置文件定義了 Bluetooth HID（如鍵盤、指向設備、游戲設備及遠程監(jiān)視設備）使用的協(xié)議、程序及功能撥號網(wǎng)絡配置文件 (DUN)DUN 提供了通過 Bluetooth 無線技術接入 Internet 和其它撥號服務的標準。最常見的情況是在手機上撥號，從膝上型計算機以無線方式接入 Internet。個人局域網(wǎng)配置文件 (PAN)PAN 描述了兩個或更多個 Bluetooth 設備如何構成一個即時網(wǎng)絡，以及如何使用同一機制通過網(wǎng)絡接入點接入遠程網(wǎng)絡。配置文件角色包括網(wǎng)絡接入點、組即時網(wǎng)絡及個人局域網(wǎng)用戶。SDP（ Service Discovery Protocol ）服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議提供應用程序在藍牙環(huán)境中發(fā)現(xiàn)哪個服務可用和決定那些可用服務的特征。GAP(Generic Access Profile)通