蓝牙技术软件实现模式分析_邹艳碧.docx
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1、 高端应用层位于蓝牙协议栈的最上部分。一个完整的蓝牙 协议栈按其功能又可划分为四层:核心协议层 ( BB、 LMP、 LCAP、 SDP)、 线缆替换协议层 ( RFCOMM)、 电话控制协议层 ( TCS- BIN)、 选用协议层 ( PPP、 TCP、 TP、 UDP、 OBEX、 IrMC、 WAP、 WAE)。 而高端应用层就是由选用协议层组成。选用协议层中的 PPP (Point-to-Point Protocol)是点到点协议,它由封装、链路控 制协议、网络控制协议组成,它定义了串行点到点链路应当如何 传输因特网协议数据,它主要用于 LAN接入、拨号网络及传真 等应用规范 ;TCP
2、/IP (传输控制协议 /网络层协议 )、 UDP(User Datagram Protocol对象交换协议 ) 是二种已有的协议,它定乂了 因特网与网络相关的通信及其他类型计算机设备和外围设备之 间的通信。蓝牙采用或共享这些己有的协议 *实现与连接因特 邹 艳 碧 吴 智 量 李 朝 晖 Zou.Yanbi Wu.Zhiliang Li.Zhaohui 以下的功能由蓝牙设备耒完成,二者之间通过传输层进行交互。 1.2中间协议层 中间协议层由逻辑链路控制与适配协议 L2CAJP (Logical link Control and Adaptation Protocol)、服务发现协议 SEXP
3、 (Ser- vice Discovery Protocol)、 串口仿真协议或称线缆替换协议 RF- COM 和二进制电话控制协议 TCS (Telephony Control protocol Spectocol)组成。 L2CAP是蓝牙协议栈的核心组成部分,也是其 它协议实现的基础。它位于基带之上,向上层提供面向连接的和 无连接的数据服务。它主要 完成数据的拆装、服务质量控制,协 议的复用、分组的分割和重组 (Segmentation And Reassembly )及 组提取等功能。 L2CAP允许高达 64KB的数据分组。 SDP是一个 基于客户 /服务器结构的协议。它工作在 L2C
4、AP层之上,为上层 应用程序提供一种机制来发现可用的服务及其属性,而服务的 属性包括服务的类型及该服务所需的机制或协议信息。 RF- COMM是一个仿真有线链路的无线数据仿真协议,符合 ETSI标 准的 TS 07.10串口仿真协议。它在蓝牙基带上仿真 RS-232的 控制和数据信号,为原先使用串行连接的上层业务提供传送能 力。 TCS是一个基于 ITU-T Q.931建议的采用面向比特的协议,它 定义了用于蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令 (Call Control Signalling),并负责处理蓝牙设备组的移动管理过程。 1.3高端应用层 摘要: 蓝 牙 技 术 是 未 耒 无
5、 线 通 信 的 一 个 重 要 的 研 究 方 向 。 本 文 主 要介 绍 了 蓝 牙 技 术 的 体 系 结 构 及 其 特 点 , 并 结 合 东 芝 公 司 生 产 的 蓝 牙协 议 栈 产 品 BIuetoothTM Utility软 件 栈 , 分 析 了 它 的 软 件 实 现 模 式 。 关键词:蓝牙技术;软件 实现;链路管理与控制;虚拟操作 系统 ( VOS) 中图分类号: TN911.72 文献标识码 : A Abstract:In this paper,We introduces the system structure of Bluetooth technique a
6、nd its features, and analyze hardware stuc- ture for the Bluetooth onechip TR0700 produced by Transilica Inc. Keywords:Bluetooth technique;Link Mangement and control; Radio Frequency 蓝牙技术是一项新兴的技术。它的主要目的就是要在全世 界范围内建立 一 个短距离的无线通信标准。它使周 2.4-2.5 GHz 的 ISM( Industrion Scientifc Medical )频段来传送话音和 数据。运用成熟、
7、实用、先进的无线技术来代替电缆,它提供了低 成本,低功耗的无线接口,使所有的固定和移动设备诸如:计算 机系统、家庭影院系统、无绳电话系统、 通信设备等,通过微微网 (PAN, Personal Area Network)连接起来相互通信实现资源共享。 简而言之,蓝牙技术支持多种电子设备之间的短距离无线 通信,这种通信不需要任何线缆,亦不需要用户直接手工干涉; 每当一个嵌入了蓝牙技术的设备发觉另一同样嵌入蓝牙技术的 设备,它们就能自动同步,并建立一种特别的无线网络 (ad hoc), 相互通信,实现资源共享。 1蓝牙的结构体系 蓝牙协协栈的体系结构如图 1所示 (略可向作者索取 )。它是 由底层
8、硬件模块,中间层和高端应用层三大部分组成。 L1蓝牙的底层模块 底层模块是蓝牙技术的核心模块,所有嵌入蓝牙技术的设 备都必须包括底层模块。它主要由链路管理层 ( LMP Link Manager Protocol)、基带层 ( BB Base Band)和射频 ( RF Rodio Fre_ queiicy)组成。其功能是:无线连接层 ( RF)通过 2.4GHZ无需申 请的 ISM频段,实现数据流的过滤和传输 ,它主要定义了对工作 在此频段的蓝牙接收机应满足的要求;基带层 (BB)提供了两种 不同的物理链路(同步面向连接链路 SCO Synchronous Connection Orient
9、ed 和异步无连接链路 ACL Asynchronous Connection Less ,负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输,且对所有类型的数 据包提供了不同层次的前向纠错码 ( FEC Frequency Error Cor- rection) 或 循 环 沉 余 度 差 错 校 验 ( CTC Cyclic Redundancy Check) ;LMP层负责两个或多个设备链路的建立和拆除及链路 的安全和控制,如鉴权和加密、控制和协商基带包的大小等,它 为上层软件模块提供了不同的访问入口;蓝牙主机控制器接口 HCI (Host Controller Interface)由基带控制器、连接管理
10、器、控制 和事件寄存器等组成。它是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提 供了 一个调用下层 BB、 LM、 状态和控制寄存器等硬件的统一命 令,上、下两个模块接口之间的消息和数据的传递必须通过 HCI 的解释才育碰行。 HC层以上的协议软件实体运行在主机上,而 HCI 蓋 豸 技 术 较 舛 实 规 耩 式 今 祈 Analysis of hardware structure on Bluetooth technique 中 国 工 控 网 : http:/ 电话 .010-62559461,62545262 (Fax -80 -120元 /年邮局订阅号 : 82-946 | (PLC应用 2Q0
11、例 网的设备的通信,这样,既可提高效率,又可在一定程度上保证 蓝牙技术和其它通信技术的互操作性 ;OBEX (Object Exchange Protocol 是对象交换协议,它支持设备间的数据交换,采用客户 / 服务器模式提供与 HTTP(超文本传输协议)相同的基本功能。 该协议作为一个开放性标准还定义了可用于交换的电子商务 卡、个人日程表、消息、和便条等格式 ; WAP ( Wireless Application Protocol)是无线应用协议,它的目的是要在数字蜂窝电话和其 它小型无线设备上实现因特网业务。它支持移动电话浏览网页、 收取电子邮件和其它基于因特网的协议。 WAE(Wir
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