蓝牙技术及其数据终端研究与实现

蓝牙技术及其数据终端研究与实现

宋明中[1]2002年在《蓝牙技术及其数据终端研究与实现》文中进行了进一步梳理蓝牙是一种最新的短距离无线通信技术。本文首先对蓝牙移动终端的无缝因特网接入进行了分析研究,并且对蓝牙公共接入网中微微网组网方式和所面临的问题进行了探讨。然后,研究了蓝牙网络安全体系结构及其设计方法,对其存在的问题提出建议。最后,介绍了研制的蓝牙数据终端的设计原理和实现过程。

徐超[2]2003年在《贵州省纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统软件平台研究》文中认为纳雍发电厂是贵州省西电东送工程新建特大型发电企业,建厂投产后必须建立与之配套的办公自动化系统。为了避免各系统条块分割、信息共享难等问题,有必要以电力生产系统、调度管理系统、营销系统及企业各类应用为基础,构筑整个纳雍发电厂Intranet综合信息资源共享平台,为发电厂各级职能部门提供所需的管理信息和决策信息,促进管理信息化和决策科学化,提高发电厂的经济效益和社会效益。 蓝牙技术是一种最新的短距离无线连接技术,其出发点是用短距离的无线连接代替设备间的连接电缆。所以在纳雍发电厂内部利用蓝牙技术组建办公自动化系统,就能省去各个设备之间的连线,改善办公环境,提高办公自动化水平,并解决某些区域铺线难等问题。蓝牙技术标准是包括硬件、软件和互操作性要求等组成的系统解决方案。蓝牙使用免申请2.4GHzISM频段,采用微微网作为其网络的基本单元,并采用电路交换技术和分组交换技术组合,实现语音和数据的无线通信。 结合纳雍发电厂的实际情况,利用蓝牙技术构建纳雍发电厂办公自动化系统的应用模型如下: (1)发电厂内部采用光纤作为主干网络。 (2)采用蓝牙技术实现纳雍发电厂内各个部门办公室内的无线互联和软硬件资源共享。 (3)开发带有蓝牙通信功能的嵌入式工业用仪器仪表,实现对需监控设备的远程测控和管理。结合蓝牙协议栈的无线收发、基带和链路管理部分功能构成无线办公自动化系统硬件平台。 (4)为各种决策、管理、应用开发相应的应用程序,结合蓝牙技术高层协议功能的实现构成软件平台。 基于以上的应用模型,针对贵州省纳雍发电厂的实际情况和需求,本文着重研究了系统软件平台,包括以下主要内容: 1、在纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统应用中,主要用到局域网接入。本文详细论述了软件平台设计中必然涉及到的点对点协议、数据报协议、传输控制协议和网际协议等。 2、在应用规范中描述了不同类型的蓝牙应用所要求的协议和过程。重点介绍了蓝牙通用应用规范中的通用接入规范、串口仿真规范和业务发现规范以及普通应用规范中的局域网接入应用规范。重庆大学硕士学位论文中文摘要 3、提出了一套发电厂综合信息管理系统解决方案,详细论述了该方案的总体功能框图以及各个子系统的功能描述,建立完成了各种应用程序开发的完整框架。 4、完成了部分应用程序开发。蓝牙应用程序的设计要遵循蓝牙协议栈,本文选用金匝公司的BTRI中文版蓝牙开发平台进行软件平台研究,对蓝牙模块接口以及整体进行配置,开发应用程序。 5、对纳雍发电厂蓝牙办公自动化网络进行了性能测试。通过BPA100协议分析仪的测试,可以看出,本课题设计的贵州省纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统,实现了发电厂的无线办公,网络内部的各个设备之间的通信也能进行正确的路由,且基于硬件平台的应用程序能够正确可靠的运行,从而大大提高了纳雍发电厂的办公自动化水平。

李义军[3]2006年在《嵌入式蓝牙网关的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着智能家居的多元化,用传统方式电缆连线就变得烦琐起来,给移动办公及管理带来了很大的不便,采用无线方式则会方便很多。家庭网关作为智能家居的核心设施,将家庭内部网络的信息家电、功能各异的传感器、PC及其外设等和小区局域网联系起来,进而接入国际互联网,实现信息共享、远程控制、集中管理等功能,彻底改变家庭单元是互联网时代“信息孤岛”的局面。蓝牙技术是一种实现各种固定与移动的数字化设备之间的低成本、近距离的无线通讯技术,在家庭场合应用中可以取代烦琐的电缆。蓝牙技术迎合了家庭网络的特点,适用于智能家庭网络。本文首先分析了蓝牙技术在国内外的发展现状、蓝牙技术存在的问题、蓝牙技术具体的应用领域,分析了嵌入式家庭网关在国内外的发展现状,在此基础上,总结了蓝牙家庭网关的发展状况。由于蓝牙技术与嵌入式系统是本课题的技术支撑,因此专门对蓝牙、嵌入式系统、嵌入式操作系统的技术特点进行了分析比较,并探讨了蓝牙协议栈的层次结构和嵌入式的发展状况。其次,对蓝牙接入Internet的方案进行了研究,分析了两种主要的接入方案——LAP方式和PAN方式。特别对于Linux下LAP在PC机上的实现进行了较深入的分析和研究,为后面的嵌入式LAP接入实现奠定了一定的基础。之后,本文用较大篇幅具体地给出了嵌入式蓝牙网关的软硬件设计方案。硬件方面详细地阐述了各个主要电路单元的原理和所使用的主处理器S5N8947,以及开发环境的建立;软件方面首先给出了蓝牙网关的整体协议栈框架图,然后阐述了主机控制模块(HCI)、逻辑链路与适配模块(L2CAP)、串口仿真模块(RFCOMM)、服务发现模块(SDP)、点到点协议模块(PPP)的具体实现方法、详细的状态机以及实现函数。最后对全文进行总结,并对进一步研究进行了展望。

于红岩[4]2006年在《嵌入式信息家电无线网关的研究与实现》文中进行了进一步梳理随着信息技术的迅猛发展,为满足人们对家电网络信息化的要求,各种信息家电网络协议层出不穷。针对当前信息家电研究中出现的热点与难点问题,本论文以云南省自然科学基金项目“嵌入式开放平台在家电网络信息化中的研究与实现”课题的设计与实现为背景,在深入剖析蓝牙协议的基础上,将蓝牙技术、信息家电、嵌入式技术以及Internet技术相结合,提出了基于蓝牙技术的信息家电网络无线组网方案,并设计了信息家电网络的核心设备——信息家电网关。在信息家电网络发展成为必然的情况下,进行了较深入的研究工作,取得了一些成果。 本文综述了信息家电国内外的进展状况,对信息家电的发展现状进行了分析,探讨了未来信息家电网络发展趋势。介绍了主流的信息家电网络协议的特点和应用,与蓝牙协议进行比较分析,论述了蓝牙技术在信息家电网络应用中的重要地位和发展前景。 以蓝牙规范1.2版本为基础,阐述了蓝牙规范的完整框架和蓝牙协议栈的功能,归纳出蓝牙协议栈的结构特点,总结出蓝牙编程的基本思路,并对蓝牙核心协议编程进行分析。 综合考虑性能、价格、研制周期等因素,提出了基于蓝牙技术的信息家电网络的构建方式,建立信息家电网络的主网、子网模型,并对信息家电网络中的核心设备——信息家电网关进行研究与设计,设计出信息家电网关的硬件架构、软件架构。构建了信息家电网关开发的硬件平台,软件平台。详细叙述了移植蓝牙协议栈BlueZ的过程,并研究设计出信息家电网关的主要功能模块。在Linux操作系统下,对不同协议的网关的开发设计,具有一定的参考价值。

康劲[5]2003年在《贵州省纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统硬件平台研究》文中指出蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准,正受到全球各界的广泛关注。其技术发展的初衷是为了用一种统一的无线通信技术来取代各种数字化设备之间相互连接的电缆。本文利用蓝牙技术,在贵州省纳雍发电厂构建了一个集电力生产系统、调度管理系统、营销系统及企业各类应用的办公自动化平台,用以提高办公自动化水平,改善办公环境,同时应用数字信号处理技术设计了具有蓝牙功能的工业现场测控仪表,解决某些特殊区域铺线难的问题。 蓝牙技术标准包括硬件、软件和互操作性要求等组成的系统解决方案,通过在现有的智能设备中添加一些小型、廉价、短距离的收发信机来实现,既可以嵌入现存电路板中,也可以添加到智能设备的适配器中。蓝牙使用免申请2.4GHzISM频段,采用微微网作为其网络的基本单元,并采用电路交换技术和分组交换技术组合,实现语音和数据的无线通信。 结合贵州省纳雍发电厂的实际情况,本论文建立了蓝牙技术实现发电厂办公自动化系统的应用模型: (1)、发电厂内部大范围区域采用光纤作为主干网络。 (2)、采用蓝牙技术实现发电厂内各个部门办公室内设备之间的无线互联和软硬件资源共享。 (3)、开发带有蓝牙通信功能的嵌入式工业用仪器仪表,实现对需监控设备的远程测控和管理,结合蓝牙协议栈的无线收发、基带和链路管理部分功能构成硬件平台。 (4)、为各种决策、调度、管理、应用开发相应的应用程序,结合蓝牙技术高层协议功能的实现构成软件平台。 针对以上应用模型,本文利用蓝牙技术组建纳雍发电厂办公自动化系统硬件平台,主要完成了以下研究任务: 1、设计了蓝牙无线网络路由算法。根据纳雍发电厂的实际工作情况,在办公网络内部不同微微网之间的通信只在办公网络内部进行路由,而不通过单位内部的局域网,从而达到快捷、高效、节省网络开销、减轻内部网络负载、拓宽蓝牙技术的通信范围的目的。本文提出的路由机制和策略是基于目前蓝牙最新协议规范1.1版本的,具有很好的实用性。 2、针对发电厂内环境恶劣生产区域的特殊要求,设计了带有蓝牙通信功能的嵌入式工业仪器仪表,使得现场仪表能够通过蓝牙接口与工控机进行通信,从而解决此区域中铺设线缆困难以及其它通信方式信息传输误码率高等不足。本文应重庆大学硕士学位论文中文摘要用Tl公司的TMS302VC54x数字信号处理器(DSP)设计嵌入式控制器,结合ERICss0N的蓝牙模块,在蓝牙电缆替代协议应用模块的基础上,提出一种将电缆替代协议进行扩展的嵌入式蓝牙应用模式及其硬、软件实现方案。 3、对纳雍发电厂蓝牙办公自动化网络进行了性能测试。为了验证工程系统的可靠性和有效性,本文选用Tektronix公司的BPAloo协议分析仪,对蓝牙无线办公网络进行了全面测试,确保系统能够在宽范围的微微网/散射网的配置中正确运行并验证与其他设备之间的互操作性。结果表明利用蓝牙技术构建的纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统,省去了各个设备之间复杂的连线,提高了办公自动化水平。蓝牙路由机制可以很好的适应现有的纳雍发电厂办公环境,使得网络内的通信,能够进行正确的路由。利用蓝牙网关可使得用户通过局域网访问有线网络上不具有固定IP地址的蓝牙设备。

葛亮[6]2009年在《嵌入式Linux蓝牙无线终端的研究与实现》文中认为蓝牙技术是一种全球开放的无线通信技术标准,为用户提供低成本低功耗的短距离无线连接,已广泛应用于无线个域网中。经过多年的发展,如今蓝牙已经成为个人电脑和各种移动终端设备中必不可少的部件。论文给出了基于蓝牙技术的智能终端的硬件结构和软件体系结构的总体设计方案。硬件平台是以Freescale公司的ARM内核的32位嵌入式微处理器i.MX21为控制核心,外部扩展了蓝牙模块、以太网模块、SD卡存储模块等。文中对各个硬件模块的实现做了详尽的论述。在硬件平台的基础上,移植了嵌入式Linux操作系统,按照操作系统、驱动程序和应用程序的分层软件体系结构设计了系统软件,并针对蓝牙部分给出了详细的分析。然后,描述了蓝牙在网络接入中的应用场景,指出蓝牙在移动状态下接入局域网存在一定缺陷,例如,在网间移动情况下使用网络电话,由于网间漫游时延较大,严重影响通话质量。最后,使用一种中间件的方法,改进网间移动情况下实时业务的性能。

周倩[7]2007年在《工业无线网络技术研究与应用》文中提出工业无线技术是一种新兴的面向设备间信息交互的无线通信技术,适合在恶劣的工业现场环境使用,具有抗干扰能力强、能耗低、通信实时性好等特征,是一类特殊的传感器网络。目前,广泛使用的工业无线技术有无线局域网,蓝牙和ZigBee等。通过对蓝牙网络通信协议的研究,设计出以ARM9处理器和蓝牙适配器为核心的嵌入式网络节点,该节点具有模数转换和开关量输入输出等功能。在ARM9平台上嵌入式Linux系统中,编写了设备驱动程序,移植了BlueZ协议栈,并在协议栈上开发了通信程序,实现了搜索设备、发现服务、建立连接和收发数据等功能。根据ZigBee协议的体系结构和技术特点,设计了以8位AVR单片机ATmega128和符合IEEE 802.15.4标准的射频芯片CC2420为核心的ZigBee网络协调器和终端设备节点,节点具有光强度信号采集功能。编写了底层驱动程序,移植了PICZstack协议栈到AVR单片机上,并在协议栈上开发了协调器和终端设备的通信程序。设计出的ZigBee网络协调器具有建立网络,处理设备关联请求,处理设备绑定请求,处理设备解关联请求和数据转发等功能,终端设备具有搜寻网络,加入网络和数据收发的功能。由蓝牙主设备和从设备组建的蓝牙微微网,实现了主设备对远程从设备的控制操作。由ZigBee协调器和终端设备组建的ZigBee星型网络,实现了对环境中不同地点光强度信号的采集与监控。通过对上述两个网络的测试和比较分析得出,蓝牙节点具有数据传输速度快和传输质量高的特点,但功耗大,网络拓扑结构单一,扩展性较差,适用于传输语音和视频信号。而ZigBee节点具有功耗低和组网能力强的特点,但数据传输速度慢,适用于控制和数据采集领域。可见,两种技术应用的领域不同,可以达到补充的作用。

周莉[8]2012年在《基于蓝牙技术的数据网关关键技术的研究与实现》文中提出信息时代最大的特点就是进行更方便快速的信息传播,随着计算机与通信设备种类和数量的日益增多,这些设备间的连接和通信就显得至关重要。有线连接已经不足以满足人们随时随地便利通信的期望,无线通信以携带方便、无需布线、成本低等优点被越来越多的运用。目前已经存在很多成熟的短距离无线接入技术标准,包括IEEE802.11、蓝牙(Bluetooth)、HomeRF等。结合当下短距离无线技术发展的实际要求,论文首先进行蓝牙无线接入系统关键技术的研究,在此基础上提出了蓝牙数据接入网关的总体设计方案,规划了系统的应用场景,确立了蓝牙终端通过网关接入以太网以及GPRS网络的功能;然后详细分析硬件平台的设计与实现,包括嵌入式微处理器模块、存储器模块、蓝牙收发模块、以太网接口模块、GSM/GPRS模块、蓝牙终端模块六个部分;其次构建系统的软件平台、进行软件模块的设计与开发,包括进行Linux操作系统和BlueZ协议栈的移植,设计核心控制模块、蓝牙协议栈、GSM/GPRS叁大部分的软件流程并具体实现;最后实现了以网关为核心的蓝牙无线接入系统,系统中蓝牙终端通过网关成功接入以太网和GPRS网络,从叁个方面测试系统的性能,并对测试结果进行详细分析。

柳云龙[9]2017年在《智能家居控制方法的研究与改进》文中研究指明智能家居作为物联网的一个分支,是物联网领域最贴近生活的研究方向。智能家居是以家庭住宅为平台,以家居生活为应用背景,通过结合嵌入式、互联网、智能硬件、控制自动化等技术,实现家居设备的智能化管理。在智能家居领域的相关产品中,网关设备是智能家居领域的重点研究对象。智能家居网关的主要功能包括叁部分:组建内部网络,进行协议转换,与外部网络通信。作为智能家居系统的核心部分,通过网关设备对家居终端设备进行网络化控制,可以使现阶段智能家居系统智能化程度和实用性不足的问题得到改善。目前市场上的智能家居产品功能较单一,通信方式种类繁多,且产品与客户端多采用一对一的控制模式,产品间数据不能互通。这些问题的存在大大降低了用户的体验性及家居系统的智能化程度。为了解决这些问题,本文开发了一种新类型的网关设备。本文对大量的智能家居领域的文献资料进行分析,介绍国内外的智能家居发展现状,并分析智能家居的发展历史,阐述智能家居未来的发展趋势。同时对当下市面上的主流智能家居产品进行了调查,对家居网关设备存在的缺点进行说明,并结合WiFi、ZigBee、蓝牙以及嵌入式技术设计新类型的家居网关设备。本文的研究包括以下几方面:(1)分析智能家居系统的体系架构以及现阶段的发展形势,针对现阶段的智能家居产品通信方式种类多,产品兼容性差,网关设备冗余,家居产品互联不便的问题提出一种解决方案,即开发一种新类型的智能家居网关设备。(2)以家庭住宅为应用背景,重点对蓝牙及ZigBee技术的网络建立和数据传输过程进行分析和设计,结合WiFi技术,组建了智能家居系统的内网环境。家居智能产品通过连接网关就可以实现设备之间的数据交互。(3)对智能家居网关设备的硬件部分进行设计。主要对使用的蓝牙模块、ZigBee模块及WiFi模块进行详细介绍,结合Arduino串口扩展板和Raspberry Pi嵌入式单元完成网关设备的硬件设计。(4)对智能家居网关设备的软件部分进行设计。通过对网关设备需要实现的功能进行分析,结合OpenWrt操作系统,通过多线程模块化的方式设计本地服务器以及远程通讯等应用程序。最终实现客户端对家居设备的近程以及远程管理,以及家居环境信息的感知采集,完成智能家居网关设备的软件系统的设计。本文设计开发的智能家居网关设备创新性的使用多种无线接入方式,同时具备近程和远程两种连接方法,解决多通信方式的智能家居终端设备引起的通信不兼容问题,使不同通信类型的设备之间的数据可以进行交互,在大大节约网关设备成本的同时提高了智能家居系统的扩展性和智能性。

孙振宇[10]2018年在《基于蓝牙技术规范的终端射频测试功能的研究与实现》文中研究表明蓝牙(Bluetooth)是一种短距离无线通信技术。1998年由爱立信,诺基亚,东芝,IBM和Intel这四家公司成立了蓝牙特殊利益小组(Bluetooth Special Interest Group,SIG),负责编写制订蓝牙规范。经历了一段时间的发展,蓝牙通信已经成为无线通信产业中非常重要的一环。蓝牙终端射频测试为蓝牙终端设计与生产过程提供了验证与测量方案,对于设备厂商具有非常重要的意义。因此,对于蓝牙信号的终端射频测试功能的研究是十分必要的。通过对蓝牙物理层协议以及相关测量协议的研究,本文设计并实现了下行蓝牙信号的生成以及上行信号质量的测量算法,并且通过与权威仪表的结果对比验证结果的正确性,满足工程上的要求。首先,概述了论文的选题背景以及设计蓝牙终端测试算法的实际意义,并介绍了作为本论文实现的终端测量仪表平台相关概念以及相关的蓝牙技术,重点介绍了叁种蓝牙信号模式及其特征与区别。其二,设计并实现了蓝牙下行波形的生成方式,针对不同速率要求的蓝牙帧信号阐述了其具体的生成过程,并验证下行波形的正确性。其叁,设计并实现了蓝牙上行测量项的总体实现,在上述测量仪表平台背景下,实现对于信号调制类以及功率类的测量算法以及测量流程,并借助终端射频测试仪进行算法验证及结果统计,并将本文所实现的上行测量算法与某权威测量仪表进行结果对比,在此基础上考虑算法优化。最后,根据对比结果对工作进行总结,并指明下一步的研究方向以及对后续工作的安排。

参考文献:

[1]. 蓝牙技术及其数据终端研究与实现[D]. 宋明中. 华北电力大学(河北). 2002

[2]. 贵州省纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统软件平台研究[D]. 徐超. 重庆大学. 2003

[3]. 嵌入式蓝牙网关的设计与实现[D]. 李义军. 中国海洋大学. 2006

[4]. 嵌入式信息家电无线网关的研究与实现[D]. 于红岩. 昆明理工大学. 2006

[5]. 贵州省纳雍发电厂蓝牙办公自动化系统硬件平台研究[D]. 康劲. 重庆大学. 2003

[6]. 嵌入式Linux蓝牙无线终端的研究与实现[D]. 葛亮. 北京邮电大学. 2009

[7]. 工业无线网络技术研究与应用[D]. 周倩. 大连理工大学. 2007

[8]. 基于蓝牙技术的数据网关关键技术的研究与实现[D]. 周莉. 南京理工大学. 2012

[9]. 智能家居控制方法的研究与改进[D]. 柳云龙. 兰州交通大学. 2017

[10]. 基于蓝牙技术规范的终端射频测试功能的研究与实现[D]. 孙振宇. 北京邮电大学. 2018

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