藍牙技術及其在智能家庭網絡中的實現(xiàn)

1、藍牙技術及其在智能家庭網絡中的實現(xiàn)摘 要 : 文章主要介紹藍牙協(xié)議結構、 功能及其藍牙在智能家庭網絡 中如何實現(xiàn)。關鍵詞：智能家庭網絡；通訊協(xié)議；藍牙技術；HIC1藍牙技術簡介1藍牙技術的定義?！八{牙”是一種開放型的技術規(guī)范，它可以在世 界上任何地方實現(xiàn)短距離的無線語音和數(shù)據(jù)通信。2“藍牙”采用的跳頻技術。藍牙不是工作在 2.4GHz 這一個頻點, 而是工作在 2.40 GHz 和 2.48 GHz這個頻段上(有的國家使用的頻段 較窄),即采用相隔 1MHZ 的 79 個頻點實現(xiàn)跳頻。3藍牙網絡的結構 , 藍牙系統(tǒng)的網絡拓撲有微微網和分散網兩種形 式。微微網 (Piconet) 由主設備單元和

2、從設備單元構成。首先提出通 信要求的設備稱為主設備 (Master), 被動進行通信的設備稱為從設備 (Slave) 。一個主設備最多可以和 7 個從設備進行通訊。一個主設備 和一個以上從設備構成的主從網絡稱為微微網 , 在必要的情況下設備 的主從角色也可以轉換。4藍牙協(xié)議的結構。藍牙協(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)和服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)。所 有藍牙設備必須支持核心協(xié)議以及藍牙無線接口 , 而其他協(xié)議可以根 據(jù)需要來選用。除了四個基本層次外 , 藍牙協(xié)議還包括了主機控制接

3、口 HCI（hostcontroller interface） 。它為基帶控制器、鏈路控制 器、訪問硬件提供了命令接口。 HCI 上層協(xié)議通過傳輸層向下傳送 HCI 命令;而 HCI 下層協(xié)議執(zhí)行 HCI 指令后, 執(zhí)行結果將以事件的形式 返回上層。5藍牙技術與其他無線通訊技術的比較。 在智能家庭網絡中 , 主要的 通訊方式為有線通訊 （包括雙絞線、電力線等）和無線通訊 （包括射頻、 紅外線等） 。無線技術不但可以讓我們減少線纜的使用量 , 使我們的居 住環(huán)境更加簡潔 ,而且, 可以讓我們在自己家中的活動更加自由。 所以, 無線技術及相關協(xié)議是智能家庭網絡中重要的組成部分。藍牙技術具有價格適中

4、、功能實用、受限因素少等特點。這些基本 滿足了智能家庭網絡的經濟要求 , 適合在家庭中使用。2藍牙在智能家庭網絡的實現(xiàn) 藍牙功能的實現(xiàn)分硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)。1硬件實現(xiàn)。在智能家庭網絡中，要實現(xiàn)藍牙功能就需要添加相關的 藍牙主機和藍牙模塊。藍牙主機可以由 PC ARM 或單片機擔當，顯然 PC 機過于昂貴了，因此,一般由 arm 或單片機擔當藍牙主機。藍牙模 塊至少包括 :RF 模塊、基帶模塊、控制模塊和存儲模塊?，F(xiàn)在很多藍 牙芯片都集成了多個、甚至全部模塊的功能。2軟件實現(xiàn)。 一個藍牙系統(tǒng)被 HCI （藍牙主機控制接口）分為下層（藍 牙模塊）和上層（藍牙主機 ）兩部分。 HCI 提供訪問藍牙模

5、塊的統(tǒng)一指 令方式, 它主要定義了主機控制藍牙模塊的各個指令的意義 , 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 , 為主機提供向藍牙模塊發(fā)送 HCI 指令、HCI 數(shù)據(jù)以及從藍牙模塊接受 HCI 事件和 HCI 數(shù)據(jù)的能力。主機與藍牙模塊之間通過 HCI 收、發(fā)分組方 式進行信息交換，用指令一應答（Command_Response 方式實現(xiàn)控制。HCI 傳輸層主要有 3 種:HCI USB;HCI PCM; HCI UART 其中 HCI PCM 主要負責語音通訊。 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)在藍牙主機和藍牙 模塊之間雙向傳輸。藍牙主機通過傳輸層向藍牙主模塊傳送 HCI 命 令, 藍牙模塊執(zhí)行 HCI 指令后 , 將以事件的形式返回給藍牙主機。我們舉例來說明藍牙主機和模塊之間如何傳遞 HCI 命令和 HCI 事件。 如果藍牙主機要向藍牙模塊發(fā)送一條 Reset 指令, 則可以通過藍牙主 機的 UA R T 串口發(fā)送一個十六進制數(shù)系列 （01 、 03、 0C、 00）至藍 牙模塊,藍牙模塊就能執(zhí)行 Reset 指令功能。若復位成功，藍牙模塊將 返回給藍牙主機一個十六進制數(shù)串 （04 、 0E、 04、 01、 03、 0C、 00） 的事件 , 表示完成復位。弄清 HCI 指令和 HCI 事件實現(xiàn)機制后 , 我們就可以開始編寫各種 HCI指令操作函數(shù)。HCI 以下由底層協(xié)議軟件負責的物理鏈路的建立 通?？梢杂伤{牙模塊/適配器完成，而實現(xiàn) L2CAP 以上的協(xié)議軟件和 高層應用則需要由開發(fā)者自行完成。3 結語 ; 隨著網絡技術和自動化技術的普及 , 零散的、