无线蓝牙传输

无线蓝牙传输（精选十篇）

无线蓝牙传输 篇1

众所周知, 现代信息技术的三大基础是信息的采集, 信息的传输和信息的处理。既传感器技术、通信技术和计算机技术, 它们构成了信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。其中传感器技术是信息技术之源, 是获取信息的前端基础, 而如果没有信息高质量的传输, 那么, 无论是信号转换还是信息处理, 或者最佳数据的显示和控制都将无法实现.例如, 在物联网技术中的智能农业、智能气象等领域中对温湿度、光照等环境要素的监测具有非常重要的意义。现有的监测方式大多为人工定时手动测量。不仅增加了劳动量而且还有可能由于人为的因素造成数据的错误或丢失。对于一些位置比较偏僻, 交通不太方便, 并且需要连续监测的地方人工测量的方式会花费大量的人力物力。又例如, 在智能健康检测领域对人体的体温、心率等健康指数的检测, 如果不能实时的检测数据反馈至控制中心, 甚至就会造成延误医疗的后果。因此在信号数据传输方面文中给出了基于CC2540射频芯片的蓝牙无线数据采集系统设计方案。

1 数据采集系统设计

构建的数据采集网络与Zigbee网络类似, 有三种不同类型的设备, 分别叫做:协调器 (Coordinator) 、路由器 (Router) 和终端节点 (End Device) [1]。在实验中, 使用蓝牙芯片作为核心的终端节点、路由器节点构成相互连接的星形网络, 由协调器节点统一收集、处理各种数据后与PC机进行连接通信。本文主要涉及到终端节点和路由器节点的设计, 不涉及上位机软件开发。系统原理图如图1所示。

1.1 节点硬件设计

本系统采用TI公司生产的CC2540为核心器件。CC2540是最具有弹性及成本效益的单模式低功率蓝牙解决方案[3], 芯片具有8051微控制器、256 Kb的flash, 8KB SRAM, 并具备完全整合的低功率蓝牙无线射频功能 (可达1Mbps速率) 。以该芯片作为核心, 周边电路主要包括:复位、电源模块、时钟模块、射频模块等。CC2540核心节点电路图如图2所示。

1.2 协调器节点硬件设计

蓝牙协调器节点由CC2540芯片、电源电路、串口电路、指示灯等成的[4]。由芯片TPS79601DCQ经5V稳压成3.3V供给CC2540芯片控制。串口电路使用SN65C3243, 该芯片仅需简单的外围电路, 就能由3.3V转换成RS232所需的电平电路。指示灯电路具有红绿两种颜色, 红灯闪烁表示数据正在传输, 绿色表示建网成功与否。另外, 通信采用10个字节, 如:FF (协议头) 、05 (数据长度, 红色字体) 、55 F9 (节点短地址) 、30 00 03 (User ID号为0003) 、01 00 (开关量, 值为0) 、60 (检验和) , 其中01 00可以用来表示开关量, 如控制LED的亮灭等。当CC2540收到相应格式数据时便通过串口将数据传送给PC机中。

1.3 传感器 (终端) 节点硬件设计

蓝牙传感器节点的硬件设计与协调器节点的硬件设计类似, 也由CC2540芯片及其外围电路、电源电路、串口电路、指示灯电路, 传感器组成。如图4中所示, 温度传感器TMP123经配套外围电路将温度转换为电信号有CC2540的P0输入进行转换处理, 由射频电路使用2.4G蓝牙发送至协调器节点, 通信方式同上, 采用10个字节, 其中2个字节用来传输温度指, 精确度达0.05℃。

2 LED灯电压数据采集实验

采用上述系统的软硬件设计方案, 在实验中建立了一个电压采集网络, 该网络由一个蓝牙协调器节点和两个终端设备节点组成, 核心器件均采用CC2540芯片。此时只需要在串口助手中输入如下指令, 即可开关FB2530BB上的绿色LED灯了: (1) CTO155F901 (将终端节点P1.1口电平置高, 即绿灯灭; (2) CTO1 55F900 (将终端节点P1.1口电平置低, 即绿灯亮) (注:55F9地址是终端节点短地址, 从上述采集数据中获取) 可以发现, 当LED灯状态变化时, 在随后所采集的P2.0口的数值也相应变化, 如图5所示。

3 结束语

文中提出了一种基于CC2540的蓝牙数据采集系统设计方案, 最后的LED灯电压数据采集实验表明该方案确实可行。另外, 采用该系统正常工作时进行30m A, 待机仅1u A, 如配上2个纽扣电池能正常工作3年, 因此有一定的应用推广价值。

参考文献

[1]Bluet o oth SIG (2010) .Specification of the Bluetooth System Core, Version 4.0 EDR.http://www.bluetooth.com.

[2]颜健 (2005) .EDR规范将加速蓝牙在PC领域的应用.http://www.eetchina.com/

[3]Texas Instruments.CC2540 Datasheets.http://www.alldatasheet.com/.

[4]网蜂团队.蓝牙4.0实战演练 (第二版) .广州.2013.8

蓝牙基带数据传输机理分析 篇2

2.1 蓝牙分组

分组包数据可以包含话音、数据或两者兼有。分组包可以占用多个时隙(多时隙分组)并且可以在下一个时隙继续发送，净荷(Payload)也带有16位的错误校验识别和校验(CRC)。有5种普通的分组类型，4个SCO分组包和7个ACL分组包。一般分组包格式如图4。

图3 基带层抽象

其中，接入码(Access code)用来定时同步、偏移补偿、寻呼和查询。蓝牙中有三种不同类型的.接入码：

(1) 信道接入码(CAC)：用来标识一个微微网;

(2) 设备接入码(DAC)：用作设备寻呼和它的响应;

(3) 查询接入码(IAC)：用作设备查询目的。

分组头(Header)包含6个字段，用于链路控制。其中AM_ADDR是激活成员地址，TYPE指明分组类型，FLOW用于ACL流量控制位，ARQN是分组包确认标识，SEQN用于分组重排的分组编号，HEC对分组头进行验。蓝牙使用快速、不编号的分组包确认方式，通过设置合适的ARQN值来区别确定是否接收到数据分组包。如果超时，则忽略这个分组包，继续发送下一个。

2.2 链接及流控制

蓝牙定义了两种链路类型，即面向连接的同步链路(SCO)和面向无连接的异步链路(ACL)。SCO链接是一个对称的主从节点之间点对点的同步链接，在预留的时间里发送SCO分组，属于电路交换，主要携带话音信息。主节点可同时支持3个SCO链接，从节点可同时支持2～3个链接SCO，SCO分组包不支持重传。SCO链路通过主节点LMP发送一个SCO建立消息来建立，该消息包含定时参数(Tsco和Dsco)。

ACL链接是为匹克网主节点在没有为SCO链接保留的时隙中，提供可以与任何从节点进行异步或同步数据交换的机制。一对主从节点只可以维持一个ACL链接。使用多个ACL分组时，蓝牙采用分组包重发机制来保证数据的完整性。ACL分组不指定确定从节点时，被认为是广播分组，每个从节点都接收这个分组。

蓝牙建议使用FIFO(先进先出)队列来实现ACL和SCO链接的发送和接收，链接管理器负责填充这些队列，而链接控制器负责自动清空队列。接收FIFO队列已满时则使用流控制来避免分组丢失和拥塞。如果不能接收到数据，接收者的链接控制器发送一个STOP指令，并插入到返回的分组头(Header)中，并且FLOW位置1。当发送者接收到STOP指示，就冻结它的FIFO队列停止发送。如果接收器已准备好，发送一个GO分组给发送方重新恢复数据传输，FLOW位置0。

2.3 数据同步、扰码和纠错

由于蓝牙设备发送器采用时分双工(TDD)工作机制，它必须以一种同步的方式来交替发送和接收数据。微微网通过主节点的系统时钟来实现同步，并决定其跳频序列中的相位。在微微网建立时，主节点的时钟传送给从节点，每个从点节给自己的本地时钟加上一个偏移量，实现与主节点的同步。在微微同生存期内，主节点不会调整自己的系统时钟。为了与主节点的时钟匹配，从节点会偏移量进行周期的更新。蓝牙时钟应该至少具有312μs的分首辨率。主节点分组发送的平均定时与理想的625ms时隙相比，偏移不不能超过20ppm，抖动(Jitter)应该少于1ms。

在分组数据送出去并且在FEC编码之前，分组头和净荷要进行扰码，使分组包随机化。接收数据分组包时，使用盯同的白化字进行去扰处理。

为了提高数据传输可靠性及系统抗干扰性，蓝牙数据传输机制采用三种纠错方式：1/3率FEC编码方式(即每一数据位重复3次)、冗余2/3率FEC编码方式(即用一个多项式发生器把10位码编码成15位码)以及数据自动请求重发方式(即发送方在收到接收方确认消息之前一直重发数据包，直到超时)。

图4 蓝牙分组包格式

3 蓝牙设备连接

蓝牙链接控制器工作在两种主要状态：待令(Standby)和连接(Connection)。在蓝牙设备中，Standby是缺省的低功率状态，只运行本地时钟且不与任何其他设备交互。在连接状态，主节点和从节点能交换分组包进行通信，所以要实现蓝牙设备之间的互相，彼此必须先建立连接。由于蓝牙使用的ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带，会遇到各种各样的干扰源，所以蓝牙采用分组包快速确认技术和跳频方案来确保链路和信道的稳定。在建立连接和通信过程中使用跳频序列作为物理信道，跳频选择就是选择通信的信道。

3.1 跳频选择

跳频技术把频带分成若干个跳频信道(Hop Channel)。无线电收发器按一定的码序列(以产生随机数的方式)不断地从一个信道跳到另一个信道，并且收发双方都按这个规律才能通信并同步。跳频的瞬时带宽很窄，通过扩频技术展成宽频带，使干扰的影响最小。当一个设备被激活时，该设备被分配32个跳频频点，以后该设备就在这些跳频点上接收和发送信息。通用跳频选择方案由两部分组成，即选择一个序列并在跳频频点上映射该序列。对于每一情况，都需要从-主和主-从两种跳频序列。蓝牙系统中使用的跳频序列有如下几种：

(1) 呼叫跳频序列：在呼叫(Page)状态使用;

(2) 呼叫应答序列：在呼叫应答(Page Response)状态使用;

(3) 查询序列：在查询(Inquiry)状态使用;

(4) 查询应答序列：在查询应答(Inquiry Response)状态使用;

(5) 信道跳频序列：在连接(Connection)状态使用。

3.2 蓝牙连接建立

从待令状态到连接状态的过程就是连接建立过程。通常来讲，两个设备的连接建立过程如下：

首先，主节点使用GIAC和DIAC来查询范围内的蓝牙设备(查询状态)。如果任何附近的蓝牙设备正在监听这些查询(查询扫描状态)，就发送它的地址和时钟信息后，从节点可以开始监听来自主节点的寻呼消息(寻呼扫描)，主节点在发现附近的设备之间可以寻呼这些设备(寻呼状态)，建立链接。在寻呼扫描的从设备被这个主节点寻呼后，就会以DAC(设备访问码)来响应(Slave response substate)。主节点在接收到从节点的响应后，便可以以送主节点的实时时钟、BD_ADDR、BCH奇偶位和设备类(FHS分组包)，最后在从节点已经接收到这个FHS分组之后，进入连接状态。具体过程如图5。

由图5可见，在蓝牙连接建立的呼个不同阶段，主节点和从节点分别处于不同的状态，这些状态包括：

查询(Inquiry)：查询是主节点用来查找可监视区域中的蓝牙设备，以便通过收集来自从节点响应查询消息中得到该节点的设备地址和时钟，查询过程使用IAC;

查询扫描(Inquiry Scan)：蓝牙设备周期地监听来自其他设备的查询消息，以便自己能被发现。扫描过程中，设备可以监听普通查询接入码(GIAC)和特定查询接入码(DIAC);

查询响应(Inquiry response)：从节点以FHS分组响应查询消息，它携带从节点的DAC、本地时钟等信息;

寻呼(Page)：主节点通过在不同的跳频序列发送消息，来激活一个从节点并建立连接，寻呼过程使用DAC;

寻呼扫描(Page Scan)：从节点周期性地在扫描窗间隔时间内唤醒自己，并监听自己的DAC，从节点每隔1.28s在这个扫描窗上根据寻呼跳频序列选择一个扫描频率;

从节点响应(Slave Response)：从节点在寻呼扫描状态收到主节点对自己的寻呼消息即进入响应状态，响应主设备的寻呼消息;

主节点响应(Master Response)：主节点在接收到从节点对它的寻呼消息的响应后，主节点发送一个FHS分组给从节点，如果从节点响应回答，主节点就进入连接状态。

3.3 连接状态

连接(connection)状态以主节点发送一个POLL分组开始，表示连接已经建立，此时分组包可以在主从节点之间来回发送。连接两端即主从节点都使用主节点的接入码和时钟，并且使用的跳频为信道跳频序列。即在连接建立后，主节点的蓝牙设备地址(BD_ADDR)决定跳频序列和信道接入码。在连接状态的蓝牙设备，可以有以下几个子状态：

Active:在这个模式下，主从节点都分别在信道通过监听，发送和接收分组包，并彼此保持同步;

Sniff:在这个模式下，从节点可以暂时不支持ACL分组，也就是ACL链路进入低能源sleep模式，空出资源，使得象寻呼、扫描等活动、信道仍可用;

Park：当从节点不必介入微微网信道，但仍想与信道维持同步，它能进入park(休眠)模式，此时具有很少的活动而处于低耗模式，从节点放弃AM_ADDR，而使用PM_ADDR。

4 蓝牙完全机制

如果允许利用蓝牙技术来实现无锁门或者在超市自动买单，则蓝牙完全性非常重要。蓝牙协议为用户进行数据传输提供了一套可靠的安全机制。首先，蓝牙基带部分在物理层为用户提供保护和信息加密机制，而在链路层通过同等鉴权并对用户信息进行加密。蓝牙设备在连接过程中采用查询/应答方式进行鉴权。一个设备发送一个口令或查询，而从设备则响应这个口令，这样可以防止盗用和误用。信息加密机制是在蓝牙设备连接建立后，采用序列密码加密算法对用户数据或信息进行加密，从而增加系统安全性。链路层共有四种参数来保证通信的安全，分别是蓝牙设备地址BD_ADDR、认证私钥、加密私钥和随机码RAND。如果用户有更高级别的保密要求，则可采用更为有效的传输层和应用层完全机制。总之，蓝牙完全机制的目的在于提供适当级别的完全保护。由于蓝牙完全是蓝牙一个非常复杂的问题，限于篇幅在此不做进一步的讨论。

人体传输：下一个“蓝牙” 篇3

今年的CES上，在爱立信CEO卫翰思主题演讲的最后，公司移动接入平台的工程师Anders Stenkvist拿着一部“特殊”的手机走上了舞台，他将与卫翰思一起为现场的观众带来一份惊喜。

“这项技术真的非常、非常新，刚刚从实验室里出来，还很原始。不过，它的确已经能够正常工作了。”Stenkvist强调着，言语中透着激动和紧张，接着他话锋一转，调侃道“当然，只是在有些时候。”台下立刻爆发出一阵笑声。

Stenkvist用这部特殊的手机拍摄了一张现场的照片，他想让台下的观众都能够立刻看到，但仅靠小小的手机屏幕显然不行，他需要把这张图片传到大一些的显示设备上。于是，他请卫翰思先把一只手轻轻放在手机上，再用另一只手去摸一台与电视连接的接收器。就在卫翰思的右手触到接收器的瞬间，手机上的照片也出现在了电视的屏幕上——卫翰思“化身”成为一根人肉数据线，将照片传到了电视上。现场的观众愣了愣神，旋即报以热烈的掌声。

人体传输

卫翰思所演示的是爱立信开发的一种名叫Connected Me的人体传输技术。

Stenkvist手中拿着的智能手机中装有一个特殊的数字回路，可以进行数据传输。该回路连接一块金属板，金属板能够将信号发送至人体内，而在连接电视的接收器上同样装有相应的回路和金属板，可以检测到流经人体的微弱信号。

通过调整发射机电极的电压并监测接收机电极上的电位差，信号得以发送，这时在人体中除了存在电位差，还流过一个小电流。这一物理现象被称为“电容耦合”，人体传输的实现正是基于这一原理。

根据爱立信官方公布的数据，目前Connected Me技术已经能够实现6-10Mbps的传输速率。与现有的传输技术相比，人体传输更加便捷，并且能够大大提升用户体验。

人体传输技术并非爱立信所独有。早在1996年的计算机经销商博览会上，IBM就已经展示过这项技术的雏形。日本电信电话公司（NTT）最近10年也一直在持续开发这一技术。2005年，NTT曾宣布成功开发出能够投入实际应用的人体传输技术，并将之命名为RedTaction，当时所能达到的传输速度为2Mbps。此外，松下、索尼和微软也都曾开发类似的技术，不过由于过于超前，一直没有真正推向市场。

卫翰思此前接受其他媒体采访时曾表示，历史上每一次伟大的技术变革都要经历两个阶段，技术诞生至少需要20年的导入期，在那之后，才会快速发展并被市场认可。

掐指算来，人体传输技术至今已经有近20年的历史，这也解释了为什么爱立信会在这个时间节点上隆重推出Connected Me。

从年初拉斯维加斯的CES到巴塞罗那的MWC大会，再到最近新奥尔良的CTIA美国无线通信展，卫翰思每次出场都会不遗余力地向外界介绍Connected Me。如此卖力宣传，爱立信显然是认为人体传输技术的引爆点即将到来。

14年前，为了推广自己发明的蓝牙技术，爱立信联合诺基亚、东芝、IBM和英特尔成立了蓝牙共同利益集团（Bluetooth SIG），最终使得蓝牙技术得以普及。如今，爱立信正在尝试复制当年的成功，将Connected Me打造成下一个蓝牙。

虽然不是最早开发出人体传输技术的公司，但是种种迹象都表明，爱立信希望依靠这个阶段的突然发力，一举奠定其在人体传输领域的领导地位，以便在将来的市场竞争中占得先机。

不过，对于这样一项新奇又涉及人体的技术，安全性自然是人们颇为关心的问题，对此，爱立信方面称：“爱立信所做的一系列测试表明，实验用的设备完全符合对商用设备的要求，而且还留有宽裕量。”

不只是人肉数据线

Connected Me现在已经能实现传送照片、音乐和高清视频，但是爱立信所“兜售”的绝不是“人体数据线”的概念那么简单。作为一种新奇的技术，人体传输可以带来许多全新的应用场景。

NFC无疑是业内这两年最为热门的技术之一，NFC支付的产生将过去的“刷卡”变成了“刷手机”，很酷吧？但是与人体传输的直接“刷手”相比，NFC就要逊色多了。

正在举行的伦敦奥运会上，NFC已经惊艳亮相。据悉，全伦敦有超过6万家商户支持NFC支付。不过，就在奥运会开幕之前，安全软件厂商McAfee却给它泼了一盆冷水。McAfee发出警告称，搭载NFC的设备存在严重的安全隐患。

相比之下，用人体传输技术完成支付则会更加安全和便捷。“NFC需要在安全设置上花很大一部分精力，而如果使用以人为中心的网络的话，只要在手机里预存银行卡信息和密码，点击一下触摸屏，整个安全认证就能传过去了，这就降低了安全认证的难度。”爱立信中国市场与战略部市场经理田清鹤介绍说，“而且你不通过我本人，是无法进行安全验证的，所以支付也会变得更加安全。”

在医疗领域，人体传输技术同样大有可为。田清鹤向记者描绘了这样一幅图景：目前的胃镜检查需要将装有摄像头的光导纤维通过食道插入患者的胃中，整个过程十分难受。但是未来随着人体传输技术的进步，只需在一片药片中植入微型的摄像头，再让患者吞咽下去就可以获取体内的影像。

“我们提出来（Connected Me），是为了给业界提供一些思考。”田清鹤说，而更多创新的应用场景还需要爱立信在产业链上的伙伴共同推动。

对于爱立信而言，当务之急是让市场进一步接受这种技术，虽然人体传输技术已经有近20年的历史，但是它究竟会在未来什么时候爆发，谁也说不好，而在这之前，所有押宝这项技术的厂商们还需要继续苦苦等待。

Connected Me这个名字背后其实也蕴含着爱立信的产品逻辑，那就是要打造以人为中心的社会网络。

随着移动终端的普及和家用电器的智能化，设备间的连接需求正变得愈来愈多，比如在家中正在PC上阅读资料，但是突然需要外出，此时PC与手机的同步就变得格外重要，云计算的应运而生解决了部分问题，但是将个人信息上传至企业的云端，这意味着用户在享受便利的同时也将个人的部分隐私权利让渡给了企业，用户不得不承担隐私泄露的风险。

而以Connected Me为代表的人体传输技术则体现出了与云计算完全不同的技术逻辑：个人依旧是信息的主宰，设备间的互联由用户自己主导，自始至终，信息传输的主动权都牢牢掌握在用户自己的手中。

虽然业内的IT厂商都在主推云计算的概念，但是随着隐私问题的不断凸显，人体传输技术能够后来居上也未可知。将来的某一天，人体传输或许能够发展成为与云计算并行不悖的另一条道路，正如今天苹果与谷歌在封闭和开放路线上的选择一样。

虽然目前发布的Connected Me还只是demo版本，但是爱立信已经为它的大规模普及做好了准备。

田清鹤告诉记者，Connected Me的部署成本很低，所有的电子元件都可以在市场上轻松获得，而且，其传输速率已经与wifi相差无几，能够应对用户的各种需求。所以，目前万事俱备，只欠东风。

Connected Me发布后不久，卫翰思在接受媒体采访时就自信地表示，Connected Me将带来通信领域一次新的革命，它的意义甚至可以与100多年前无线电波飞跃大西洋相媲美。

无线蓝牙传输 篇4

医疗电子市场的年复合增长率超过目前也是很火的汽车电子、无线通信等领域, 而中国医疗电子市场占全球的比例也是逐年增长, 2006年只占到4%, 但2013年可达到9%的比例。中国医疗市场的繁荣亦与中国政府的大力投入相关。世平集团特针对该市场, 推出世平集团推出基于CSR、TI蓝牙4.0无线传输技术的远距医疗方案, 可靠性更强, 互动性更好, 同时功耗低, 成本优势明显, 可以满足多种应用的实际需求, 具有比较强的可推广性。

BLE无线传输芯片

经过优化的CSRμEnergy平台仅支持蓝牙低功耗功能, 从而使产品变得更为小巧、成本更低且更省电。CSR的芯片仅需一枚钮扣电池就可使用数年, 可用于简单传感器, 如记步器、心率监测仪、汽车钥匙;以及更复杂的低功耗设备, 如可控制和显示手机信息的手表等。该平台提供的单模芯片是对CSR双模产品的有效补充, 从而形成了完整的蓝牙低功耗解决方案。它将进一步推动这一新兴市场的发展。

CSRμEnergy平台及其嵌入的处理器主要设计用于消费类产品, 无需外部处理器运行客户应用程序。它包含的四个正交解码器用于驱动鼠标和点击设备, 三个模拟输入用于传感器直接测定, 而数字串型连接器则用于外部传感器和显示器。

每个芯片均直接连接天线, 可直连一枚3V钮扣电池或两节7号电池, 并提供3个脉冲宽度的调制输出, 用于某些应用中的可变功率控制, 如照明控制或震动马达。该芯片可以以优化的休眠模式运行, 工作电流低至600nA, 并可快速从休眠状态恢复, 以满足外部输入信号需要, 如遥控器这类应用。两款芯片嵌入支持键盘扫描, 同时休眠电流小于5μA。

蓝牙,无线的音乐状态 篇5

耳机的音质方面，动画技术可以以大的驱动发音单元做到宽广的音场和结实饱满的低频，而动铁技术的进化也可以让小小的入耳单元呈现更加完美的频率响应。耳机的随身携带最主要的束缚便是那长长的耳机线，相信你也有过从口袋里掏出耳塞来解了半天结的经历，蓝牙技术在耳机上的应用让我们可以完全摒弃耳机线，不论是用以通话还是听音乐，蓝牙耳机带来的便利都是无与伦比的。

头戴式

Sony DR-BT101

基本规格》

支持版本：蓝牙2.1+EDR、AVRCP、A2DP、HFP、HSP

其他功能：日本数字电视广播音频信号接收、抑噪、消除回声等

通话时间：13小时

待机时间：200小时

佩戴方式：头戴式

重量：125g

参考价格：399元

现在很多电脑或者随身音乐播放器等都具有蓝牙功能，像手机、MP3、MP4等等，但因为通常这些随身听不会给你另外配一个蓝牙耳机，所以其中的蓝牙功能更多的人只是用来打电话或者互相传传文件而已，甚至已经忽略其中的蓝牙功能了，更别说利用其中的蓝牙来听音乐。

其实如果我们的随身听具备蓝牙功能(支持A2DP，也就是立体声)，只要我们再购买一个立体声蓝牙耳机便可以与我们的随身听轻松配对，享受无线音乐带来的惬意。

索尼的蓝牙耳机系列配对情况都大致相同，也非常简单，首次使用稍微阅读说明书即可。拿索尼今年才发布的一款便携立体声蓝牙耳机DR-BT101来说，配对过程其实很简单：

首先开启你要连接的随身听的蓝牙功能并在DR-BT101关机的状态下按住DR-BT101上的“paining(配对)”键约两秒，进入配对模式；然后在你的随身听蓝牙菜单下进行搜索可以匹配的蓝牙设备；通常很快随身听便可以搜索到“DR-BT1011”，然后便可以选择连接了，如果是手机配对连接DR-BT101，通常手机上还会有“耳机”“立体声耳机”“免提”等类似选项可供选择，而此时我们主要是用蓝牙耳机听音乐的话，选择“立体声耳机”即可；如果是首次配对连接，通常还需在手机上输入配对码，这些视不同的蓝牙耳机而不同，像索尼的蓝牙耳机系列，一般输入“0000”便可配对，而更多的随身听则不需要输入配对码。至此，连接配对完成，我们就可以把随身听放在口袋里或者包里，而用蓝牙耳机听音乐了。

而且如果蓝牙耳机支持AVRCP协议的话，还可以利用蓝牙耳机来控制随身听的音乐播放，方便而又实用。像DR-BT101，支持AVRCP，所以可以直接在耳机上操作就可以控制音乐的上下首，暂停播放、快进等功能。

DR-BT101为头戴式的蓝牙耳机，采用30mm的发音驱动单元；营造的空间感更加宽阔，解析力和各频段的平衡把握都非常不错，音质有一定保证。当前展示的耳机采用蓝色外观，上有多处蓝牙标志，和耳部接触的部分是柔软的海绵，比较开放，不会造成闷热。但因为是开放式的，所以不会像密闭式的头戴耳机一样可以带来绝密的隔音效果。这款耳机系统支持Bluetooth 2.1+EDR，内建消噪麦克系统，使用范围很大，而且DR-BT101采用内置锂离子电池，标准USB接口充电，支持13小时播放，200小时待机，既能欣赏音乐又不会耽误通话。

耳挂式

Sonv DR－BT140Q

基本规格》

支持版本：蓝牙V2.0+EDR、A2DP、AVRCP、HFP、HSP

通话时间：12小时

待机时问：200小时

佩戴方式：耳挂式

重量：53g

参考价格：439元

对于想使用较大单元耳机，又经常戴帽子或者怕头戴式耳机搞乱发型的爱美人士，耳挂式耳机自然不可少。耳挂式耳机有后兜的款式，后来出现了夹耳式的耳挂(像森海塞尔经典款式PMX-200)，便直接抛弃了后兜的连接两个耳机单元的塑料柄。这种夹耳式的耳挂耳机，大部分为开放式的，虽然已有厂商开发封闭式，但是隔音效果却不尽理想。

索尼DR-BT140Q蓝牙耳机便是耳挂式的。配对方法跟DR-8T101一样，在关机状态下短按“pairing”键约两秒就可以进入配对模式。通常随身听设备和蓝牙耳机都可以多个互相配对，所以我通常两个人分享使用一部随身听，一人使用DR－BT101，一人则使用随身听皂带的耳塞，而且各自都可以控制随身听的音乐播放控制。

蓝牙耳机根据CLASS来标明输出功率，目前有CLASS1、2、3三个级别，Class 1为1mw(0dBm)～100mW(20dBm)；Class 2是0.25mW(－6dBm)～2.5mW(4dBm)，正常情况下1mW(0dBm)，只要发射功率能超过0dBm就是属于Class 2的范围，但是如果超过4dBm的话那就是Class 1：而Class 3则为≤1mw(0dBm)，Class 1可达100米左右，Class 3可达10米左右的连接。

在实际使用中，DR-BT140Q的有效连接距离也在十米左右。如果借助DR-BT140Q两个人同时分享一部随身听的话，只要DR-BT140Q能够正常工作，说明另外一个人在自己的方圆十米范围以内，这样即使对方不小心在人群中走丢了，开着蓝牙耳机吧，只要蓝牙耳机正常工作了，说明对方已经在你十米范围以内了，说不定一转身就能见着他，她了，感觉还挺浪漫的吧，哈哈。

耳机与电脑的蓝牙配对

如果你的电脑内置有蓝牙适配器，便可以安装蓝牙管理软件，如IVT CorporationBluetooth蓝牙管理软件来跟蓝牙耳机等蓝牙设备进行连接配对了，连接上以后当然便可以轻松互传文件或者通过蓝牙耳机聆听音乐了。

如果你的电脑没有内置蓝牙适配器，则可另外购买蓝牙适配器进行蓝牙连接配对。由于市面上的蓝牙适配器基本都采用USB接口，外型上有的直接采用U盘式的设计，有的则使用半圆小型设计和方形微型设计，大同小异，因此适配器里面采用的芯片规格就决定了蓝牙适配器的性能高低以及价钱高低。价格相对便宜的适配器，支持的蓝牙版本比较低，性能和稳定性也相对比较差。

而支持了更高蓝牙版本的适配器一般价格较责一些，但功能支持全面，在性能方面也比较有保证，例如支持蓝牙2.0+EDR或以上版本的适配器，就比更低版本的带宽更高，延时更低，传输更稳定；而采用了Class1芯片的适配器就比其他级别的适配器的工作范围更广，采用了较高性能的芯片，并支持2.0+EDR或以上版本的蓝牙适配器，一般都配有正版的蓝牙适配器管理软件，如常见的IVT Corporatlon Btuetooth。

入耳式

Sony DR－BT100CX

基本规格》

支持版本：蓝牙V2.1+EDR、A2DP、AVRCP、HFP、HSP

通话时间：8小时

待机时间：120小时

佩戴方式：入耳式

重量：26g

参考价格：399元

如果你嫌头戴式和耳挂式的耳机给耳朵的压力太大，不妨选择入耳式的蓝牙耳机，首先隔音效果有良好的保证，其次佩戴也比较舒服。目前蓝牙耳机必定有接收器，入耳式耳机不可能跟接收器集成在一起，为了保证入耳式效果，DR-8T100CX采用了接收器和耳塞分体式设计，接收器是长条型，与耳塞分离，上面集成了各项操作按键和麦克风。虽然还是有一段耳机线，但毕竟已经做了最大妥协与播放器分离了。接收器可以别在衣服或者裤腰或者包包里，也是非常时尚方便的。

DR-BT100CX支持蓝牙2.1+EDR，内置消噪麦克系统，使用范围很大，据测试，接收器在腰带上都可以保持通话。可以固定在很多地方，方便通话使用。

无线蓝牙传输 篇6

1 系统硬件

1.1 STM32微处理器

主板控制芯片为STM32F103VET6, 64K RAM, 512K Flash, 100引脚LQFP封装, 工作温度范围:-40~85℃, CPU操作电压范围:2.0~3.6V, I/O接口的驱动电压为5V, 内置USB2.0全速设备控制器, 拥有3种低功耗模式:休眠, 停止, 待机模式。

STM32系列是基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex-M3内核, 工作频率为72MHz。芯片上集成了高速存储器, 通过APB总线连接了丰富、增强的外设和I/O, 所有的设备都提供标准的通信接口。按性能分成两个不同的系列:STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。

STM32F103VET6的总体结构框图如图所示。内部总线和两条APB总线将片上系统和外设资源紧密地连接起来, 其中内部总线是主系统总线, 连接了CPU、存储器和系统时钟等。APB1总线连接高速外设, APB2总线连接系统通用外设和中断控制。I/O端口包括PA、PB、PC、PD、PE、PF和PG七个16位的端口, 其它的外设接口引脚都和I/O端口的引脚作用复用, 图中的AF即表示作用复用引脚。

1.2 蓝牙模块

蓝牙模块为蓝牙2.0 (Bluetooth2.0) 内置2.4GHz天线, 外置8Mb FLASHROM, 输入数端口工作电压为3.3V, 采用标准HCIUSB端口, 体积:27mm×13mm×2mm, 存储温度:-40~85℃, 工作温度:-25~75℃, 协波干扰:2.4MHz, 发射功率:3db/m。

蓝牙系统的组成包括:1) 天线单元:天线部分体积十分小巧、重量轻, 属于微带天线。2) 链路控制 (硬件) 单元, 包括:连接控制器、基带处理器、射频传输/接收器, 此外还使用了3~5个单独调谐元件。基带链路控制器负责处理基带协议和其他一些低层常规协议。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合, 采用时分双工实现全双工传输。3) 链路管理 (软件) 单元:链路管理LM软件模块携带了链路的数据设置、鉴权、链路硬件配置和其他一些协议。LM能够发现其他远端LM并通过链路管理协议 (LMP) 与之通信。4) 软件 (协议栈) 单元:蓝牙技术的规范接口可以直接集成到笔记本电脑或者通过PC卡或USB接口连接, 也可以直接集成到蜂窝电话中或通过附加设备连接。

1.3 显示模块

显示模块采用TFT (ThinFilmTransistor) 即薄膜场效应晶体管, 属于有源矩阵液晶显示器中的一种, 其规格为320x240触摸液晶屏, 2.2寸真色彩液晶屏, 具备四位电阻式触摸功能。通过屏幕可显示文件传输进程及周围可被访问的蓝牙设备, 也可以进行界面操作, 完成蓝牙模块开关设置、文件选择、文件传输接送等功能。

1.4 电源模块

电源模块为内置电源, 采用电池供电, 输入电压范围:3.3~5V, 进行电路保护、系统供电及电平转换等工作。

1.5 USB接口模块

该装置仍保留USB接口, 并采用USB2.0公口 (A型插头) , 其理论传输速度为480Mbps, 即60MB/s, 此速度远高于蓝牙的传输速度, 适合在有计算机的情况下进行数据存储。

1.6 原理结构

系统采用模块化方式设计, 主要分为以下几个模块:中央微处理器模块、蓝牙模块、电源模块、触摸显示屏模块、USB接口模块、SD卡插槽模块等, 系统硬件电路图如下:

该系统通过主控制器来控制其他模块, 其中与普通U盘的区别, 除了带有蓝牙技术以外, 还带有内置电源模块, 来为系统各个部件提供所需的电压, 并能实现电路保护。此外, 该系统还带有SD卡插槽, 可以直接对SD卡内文件进行操作, 也可扩充系统内存。

2 系统软件

2.1 工作流程

蓝牙HCI协议驱动程序给出蓝牙通信的步骤:打开装置电源, 初始化系统, 包括CPU时钟初始化、串口初始化、管脚分配等。将本地蓝牙设备初始化并进行配置, 若本地蓝牙设备作为主设备时, 则进行搜寻有效范围内的其他蓝牙设备, 并更新目标列表显示于TFT触摸液晶屏上, 建立访问控制列表 (AccessControlList, ACL) 连接, 发送数据;若本地蓝牙设备作为从机部分, 则等待其他蓝牙设备的建立链接请求, 接受请求后等待建立链接成功, 接收其他设备发送过来的文件或发送所选的文件到其他设备, 完成数据交换后, 断开连接。

2.2 功能实现

1) 该装置在无计算机的环境下, 可通过蓝牙模块与其他蓝牙装置进行数据传输, 通过触摸显示屏对文件进行界面操作, 选择所需进行交换的文件, 充分利用了蓝牙技术无线便捷的特点。

2) 当周边有计算机等其他PC端时, 该装置可作为普通U盘使用, 通过USB接口五进算计连接, 进行数据交换, 这个可以大大节省传输时间, 提高工作效率。

3 结语

1) 该装置将便捷实用的U盘与成熟的蓝牙技术结合起来, 实现了可移动存储设备自身传输数据的功能, 解决了U盘等存储设备只能通过PC端进行数据传输的局限性。

2) 该装置可通过蓝牙模块进行U盘间数据的无线传输, 但是仍需考虑蓝牙的传输速度及传输距离等问题, 目前所能实现的传输速度并不快, 之后可考虑能否改用WIFI或其他功能来进行无线传输。

3) 基于蓝牙技术的USB数据传输器是将现有先进的存储设备与成熟的蓝牙技术进行拓展结合, 方便了信息时代的工作和生活。

摘要：目前市场上大多数可移动存储设备仍需借助PC端进行数据传输, 此项目将蓝牙传输技术运用到可移动存储设备中来解决这一局限性。采用STM32芯片作为中央微处理器, 对外围的蓝牙模块, 电源模块, 触屏模块, USB接口模块等等进行控制, 所组成的USB传输器可利用触屏选择文件并通过蓝牙进行数据传输, 非常适合在无PC端的情况下实现文件的传输。

关键词：蓝牙技术,USB,数据传输

参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社, 2003.

[2]马伟.计算机USB系统原理及其主/从机设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.

[3]马建仓, 罗亚军等.蓝牙核心技术及应用[M].北京:北京科学出版社, 2003.

[4]钱志鸿, 杨帆.蓝牙技术原理开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006.

无线蓝牙传输 篇7

蓝牙是一种小型化、低成本和微功率的无线通信技术,它通过建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准,使通信和计算机进一步结合,使蓝牙设备在没有电线或电缆互连的情况下,也能在近距离范围内通信,形成一种个人身边的网络,使得在其覆盖范围之内各种信息化的移动或固定设备都能无缝地实现资源共享。

根据当前有线的生理信号采集系统携带和管理不便的现状[1],本设计提出了一种基于蓝牙技术的无线数据采集终端的设计方法,它在ARM处理器的控制下通过传感器采集生理数据,再将采集到的数据通过蓝牙设备发送到主控PC上,便于对各项生理数据做实时的掌握与记录。

2. 系统设计构思

基于蓝牙的无线数据采集终端结构如图1所示。

该数据终端包含了传感器系统、蓝牙数据传输系统和主控系统三部分组成。其中传感器系统由多个人体生理参数传感器及与其对应的ADC模数转换模块组成,它主要负责数据的采集工作;蓝牙数据传输模块采用了USB接口的蓝牙适配器,它负责终端与控制主机之间的数据交互;主控系统由ARM2410核心板以及各种外围接口电路组成,它起到的是核心控制的作用。

3. 系统的硬件设计

根据先前所述的设计思路,将终端设备从结构上划分为数据采集、数据传输、主控模块三大部分,其中数据采集模块和数据传输模块是本文所关心的重点[2]。这种模块化的硬件设计思路屏蔽了硬件设计上的细节问题,对于各个模块而言,它们通过各种各样的硬件接口电路连接到S3C2410核心板上;对于主控模块而言,只要对相应的接口进行读写即可以实现对各个外围模块的控制[3]。

传感器在经过ADC转换后通过各种接口连接到S3C2410核心板上,主控模块通过一块USB控制器连接一款USB蓝牙模块(具体设计见下文),该模块经过软件配置成主模块;监控主机同样通过USB接口连接一款蓝牙模块,此模块配置成从模块。这样同一台主机就可以和多个数据终端进行数据的交互。

蓝牙模块在设计时选用的是CSR公司生产的DFBM-CF121芯片,它完全符合蓝牙协议标准BC02的规范,内置了从射频部分、基带部分,直到MAC层的电路,它与主控模块之间通过USB接口连接。数据采集终端在工作时,蓝牙模块将采集到的数据发送到监控主机上(如图1所示),以便对相应的数据进行分析和存储。其中,监控端的蓝牙模块同样是通过蓝牙模块与其相连。

4. 系统的软件设计

系统的软件设计主要包含了蓝牙系统软件的实现以及传感器数据采集软件的设计。蓝牙系统软件的实现包括了通用蓝牙协议栈的移植;传感器数据采集软件包含了对传感器数据的读取和该数据通过蓝牙模块的无线发送两部分。

4.1 蓝牙协议栈的移植

使用不同蓝牙协议栈的设备在通信时会遇到互操作性的问题[4]。开发者需要了解各种协议栈的体系结构并考虑其差异。

蓝牙协议在基带、LMP和HCI层的实现主要由DFBM-CF121芯片中的硬件电路来实现,Bluez协议栈主要实现的是蓝牙协议中L2CAP层、BNEP层协议以及路由组网的协议。

Bluez协议栈主要包含了bluetooth.c、hci.c和bnep.c三个文件,其中后两者分别对应蓝牙协议L2CAP层和bnep层协议的实现,这三个库文件在MCU上被编译成一个共同的库文件blue.o,Bluez对用户程序提供函数库及应用程序接口,便于程序员开发蓝牙应用程序。

4.2 蓝牙设备主从模式的设置

RFCOMM协议是蓝牙基于L2CAP层上的一个的典型应用,它在两个设备之间建立虚拟串口,并将其连接替代有线的串口电缆。任何现成的应用都可以在两个设备上运行,使用虚拟仿真串口就像存在一个真正的串口电缆连接两个设备,串口的波特率可达到128kb/s。本设计采用CSR公司的IDE软件bluelab3.5.2对CSR蓝牙模块BlueCore3-Multimedia进行编程,使得从蓝牙模块在初始化的时候能够自动地与其对应的主模块建链,其流程图如图2所示。

4.3 传感器数据采集部分的软件设计

系统上电后首先对S3C2410、外围接口电路、USB蓝牙模块以及各个传感器进行初始化操作,然后初始化定时器并进入主循环,如图2所示。主循环是一个空等待的过程,MCU会根据定时器的设置,每隔一段时间读取一次特定传感器中的数据,并将所读到得数据通过蓝牙L2CAP层的传输协议发送到主机上。

5. 结论

本文设计了一个基于蓝牙技术的无线生理信号采集系统,构建了Linux下蓝牙工作和组网的环境,克服了有线传输和组网不方便、扩展交互能力差的不足。同时内含嵌入式操作系统和丰富的片上外设资源,为设备的功能扩展提供了方便。

摘要：提出了一种基于蓝牙技术的无线生理数据采集终端的设计方法,给出了结合多传感器与蓝牙技术于一体的无线数据终端的硬件设计实现方法及软件设计流程。

关键词：蓝牙技术,生理数据采集,传感器技术

参考文献

[1]Wei Zhang.Physiological data acquisition system for education assessment using wireless sensor network,Proceedings of the5th International Conference on Information Technology and Application in Biomedicine in conjunction with the2nd International Symposium&Summer School on Biomedical and Health Engineering(ITAB2008/IS3BHE2008)

[2]诸强,王学民,胡宾,王明时.无线远程医疗系统[J].北京生物医学工程,2004,23(3):67-69.

[3]王建宇,戴跃伟,侯晓霞.微型计算机原理及应用[M].北京:化学工业出版社,2001.

[4]严紫建,刘元安.蓝牙技术[M].北京:邮电大学出版社,2001.5.

无线蓝牙传输 篇8

关键词：智能终端,蓝牙技术,CC2540芯片,数据传输

1 引言

物联网以实现人与人、人与设备、设备与设备之间的信息交互为要求,是当今计算机技术的研究热点,智能终端设备是物联网系统中的基本单元,是现代生活中必不可少的重要设备[1]。智能终端系统可分为信息采集、数据传输与数据处理模块,每个模块之间的信息交互均需要通过数据传输实现。目前在小型智能终端设备中,其内部处理器计算速度较低、存储空间较小,进而影响了整个智能终端系统的信息传递。近年来智能终端设备大范围普及,有关调查指出,未来五年内全球智能终端设备数量将达到80亿,人们将直接面临智能终端产生的大量数据及分析等问题,因此智能终端设备数据传输系统的研究是当下的研究热点之一[2]。

本文将蓝牙传输技术作为智能终端数据传输媒介,通过将低功耗蓝牙传输技术与基于Android操作系统的智能终端设备相结合,分析了蓝牙数据传输过程中的关键性技术,并针对系统服务器模块设计了相应的软件架构,通过仿真验证了蓝牙数据传输技术的可行性,为智能终端的应用提供了新途径。

2 系统总体设计

本文设计的蓝牙智能终端数据传输系统基本构成有:采集终端模块、智能处理模块、服务器终端模块。其中,采集终端模块由各类传感测量设备组成,实现系统输入量的信息采集并将信息通过蓝牙传递至智能处理模块;智能处理模块负责收集处理采集终端传入的各种信息并通过网络将数据上传至服务器终端,其典型代表为智能手机,该模块具有较完善的用户界面与高速的计算性能可完善整个系统功能,并简化设计过程;服务器终端可实现数据存储并实现与外界信息交互功能[3],系统的结构图如图1所示。

2.1 低功耗蓝牙传输硬件电路设计

功耗是智能设备使用的重要限制因素之一,低功耗蓝牙芯片是蓝牙传输系统的核心部分,本文选择CC2540芯片作为蓝牙传输电路的主芯片,它是目前应用较为广泛的一种单模式低功耗蓝牙传输芯片,其主要功能为:当蓝牙功能关闭时,电路接收电路与发射电路处于休眠状态,耗电量较小;可在较短时间内通过内部时钟或外部中断触发电路开启模式。该模块的电路主要包括:CC2540芯片的最小系统、电源模块、通信接口模块与阻抗匹配电路等,芯片的主电路如图2所示[4]。

2.2 电路抗干扰设计方法

本系统设计的硬件电路设计中包含了蓝牙射频电路模块,该模块由不同频率的数字电路与模拟电路组成,抗干扰能力较差,容易受到不同频率信号影响,针对该缺点,主要通过以下几种方式降低系统的敏感性:1)设计隔离电路;2)改变布线方式;3)添加旁路退耦电路。

隔离电路主要根据电路功能分别设计,将对干扰能力要求高的电路分开设计,降低其受影响风险;减少器件的布线距离,增加电源线路宽度,降低干扰信号;通过加入旁路电容减小因电流变化对器件产生的异常影响[5]。

2.3 蓝牙系统通信过程

蓝牙通信过程中典型的通信步骤为搜索设备、搭建设备连接、数据交互,具体过程为:数据采集终端将待发送的信息包通过选定的广播频率不停发送,智能接收端扫描信息包信号后,向数据采集终端发起建立连接请求,数据终端收到请求信号后两设备开始信息交互。此时数据采集终端即承担信息发射层中的服务器功能,负责将待传递信息封装在信息发送特性值中,上述过程示意图如图3所示。

3 系统软件设计

3.1 智能终端通信设计

本文设计的智能终端蓝牙通信系统采用TI公司提供的蓝牙通信协议栈实现智能终端的软件设计,并采用OSAL操作系统简化蓝牙通信协议栈的管理,OSAL操作系统可实现终端的内存管理、分配、进程切换等功能,其事件处理机制取决于事件是否发生。本系统中OSAL系统通过询问智能终端各个传感器状态,确定对应的传感器事件处理机制,具体过程可分为三部分:传感器任务的注册与初始化、设置系统HAL层状态、配置系统服务器,通过建立事件表与对应的处理函数表,实现通信过程中的事件处理。

3.2 智能手机通信设计

手机作为蓝牙数据传输系统中的中间模块,是整个系统的核心部件,其作用为:通过蓝牙接收智能终端传来的数据,筛选有用信息,进一步分析处理后,将数据传递至服务器终端。本系统选择支持Android4.2版本以上智能手机作为通信模块,采用手机中的音频播放机制实现传感器数据的转换,利用手机作为系统的UI交互平台,通过手机屏幕显示不同终端测量的数据,实现终端与用户的间接交互。本文设计的手机端蓝牙通信流程如图5所示。

4 结论

通过将物联网的概念具体化,以蓝牙方式实现不同终端传感器的数据传输系统,采用CC2540芯片实现低功耗蓝牙传输,应用于智能终端实现了系统的数据传输,分析了系统的硬件设计与软件设计过程,并重点分析了CC2540芯片的电路设计及电路抗干扰方法,为物联网系统数据传输应用提供了新思路。

参考文献

[1]朱洪波,杨龙祥,朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2011,31(1):1-9.

[2]张鹏富.浅谈蓝牙技术的发展现状和前景[J].计算机光盘软件与应用,2014(16):36.

[3]吴明,范东涛.高速公路入口匝道动态响应调节算法设计[J].交通信息与安全,2011(03):60-64.

[4]常敏,梅晓敏,崔永进,等.基于BLE与Android的牧场温湿度智能监控系统设计[J].通信电源技术,2015,32(05):134-136.

[5]李曼.蓝牙协议栈软件设计[J].电子世界,2014(15):126-126.

无线蓝牙传输 篇9

关键词：Android蓝牙,无线通讯,全站仪,数据传输

近年来随着蓝牙技术在测绘领域的普及,大多数全站仪都配备了蓝牙通讯模块,这不仅为实现计算机数据的快速传输提供基础,也解决了数据线磨损带来的许多困难。在外业测量中,测量人员时常需要搬动全站仪,对数据线频繁的插拔必然会引起数据线的损坏与丢失,这在一定程度上也降低了测量人员的工作效率。由于蓝牙技术具有快速高效、无需申请、免费使用、低功耗、小体积等特点,因此,蓝牙技术在短距离数据传输方面存在较大优势。

外业测量环境通常很恶劣,如果使用PC传输测量数据,必然会产生设备携带问题和数据处理滞后性问题。从2007年开始,Android系统开始进入人们的生活,在短短几年时间大大改变了人们的生活。因其具有开发难度相对简单、开源等特点,许多人投入到Android的开发工作中。由于智能手机具备完善的蓝牙功能,使得手机操作全站仪成为可能。本文提出在手机上开发全站仪数据传输系统,利用Android蓝牙提供的API接口实现与全站仪蓝牙模块的无线通讯,从而接收全站仪的测量数据并完成数据处理任务,极大地提高了工作效率。

1 全站仪通讯及蓝牙通信模块

1.1 全站仪通讯

在工业设备中,串口是最广泛使用的接口标准,也是实现全站仪与外界通讯的硬件基础。串口通讯原理是将构成命令的二进制转换为电信号,并按照一定的顺序传递给全站仪,当全站仪接收到电信号后将测量数据按照一定的通讯协议进行传输。实现串口通讯的基础是明确串口通讯协议,定义与内部传感器的读和写操作。

Leica全站仪采用GSI格式的通讯协议,通过GSI接口发送的数据通常是以块为单位,它包括测量块和编码块两部分。其中,测量块主要包含全站仪的测量数据信息,而编码块包含记录识别码和数据处理码等信息。测量块和编码块都是由字构成,而且每个字由数个字符构成。

GSI命令包括GET、PUT、SET、CONF四种命令,而且每种命令定义了固定格式。其中GET命令是实时获取观测数据,格式为GET/n/WI<get spec><CR/LF>;PUT命令是改变仪器数据,格式为PUT/<put spect><value>_<CR/LF>;SET命令是设置仪器参数,格式为SET/<set spec>/<parameter><CR/LF>;CONF命令是查询仪器状态,格式为CONF/<conf spec><CR/LF>。

1.2 蓝牙通信模块

BF10蓝牙通信模块是目前市场上一款智能型无线数据传输产品,具有高灵敏性接收、低成本、体积小巧、低功耗等特点。蓝牙通信模块避免繁琐的线缆连接,能直接替代现有的串口线,广泛运用于蓝牙打印机、工业遥控、遥测、自动化数据采集系统、汽车检测设备、智能家居、工业控制等领域。BF10蓝牙通信模块采用BlueCore4-Ext芯片,兼容蓝牙2.0规范;模块采用Uart接口,支持多种波特率传输;支持SPP协议最高可支持3M调制模式;外围IO口通信;内建8M Flash。正常供给电压为3.3±0.1V,低电压电源为2.7~3.6V。外部可通过电脑串口工具或者单片机使用BF10蓝牙通信模块的AT指令,见表1,设置蓝牙设备名称、配对码及通信的波特率。

2 Android蓝牙

2.1 蓝牙协议栈

Android蓝牙协议使用BlueZ协议栈,它是全球通用的蓝牙协议,同时它也是Linux内核的官方蓝牙协议栈,支持GAP、SDP以及RFCOMM规范。它的底层协议层包括了众多协议,主要有服务发现协议(SDP)、逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)、串口模拟协议(RFCOMM)等。蓝牙协议栈是Android蓝牙的核心,底层采用L2CAP、SDP、RF-COMM等协议,支撑整个Android蓝牙通讯。

2.2 蓝牙通讯的建立

基于通用的蓝牙协议,设备与设备之间应建立通讯基础,实现设备间的通讯需要搭建桥梁。设备间通讯的前提是设备允许访问和设备间距离不能太长,才能实现数据的共享与传输。Android蓝牙应用程序设计主要包括开启蓝牙、搜索附近设备、建立蓝牙连接、发送和接收数据、关闭蓝牙等操作。Android的Bluetooth包提供了相关的API接口,为程序实现提供方便。Bluetooth包提供下类完成:

BluetoothDevice类:描述设备信息,主要包括设备名称、设备MAC地址、设备型号等。

BluetoothAdapter类:描述设备间通讯的操作,主要包括检查设备是否开启蓝牙、查找设备、监听各个设备等。

BluetoothSocket类:描述设备间通讯数据的操作,即数据输入输出的连接。

主要实现代码如下:

2.2.1 在AndroidManifest.xml文件中增加蓝牙权限

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>,

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>.

2.2.2 开启本地蓝牙

BluetoothAdapter adapter=BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();

Intent intent=new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);

startActivityForResult(intent,0);//直接打开系统的蓝牙设置面板。

2.2.3 注册广播搜索蓝牙设备

2.2.4 建立socket通信,实现数据传输

蓝牙设备通信采用C/S机制,当两个设备在同一个RFCOMM channel下分别拥有一个连接的BluetoothSocket,两个设备才能建立连接。服务器设备与客户端设备获取BluetoothSocket的途径不同。服务器设备是通过接收客户端设备的访问连接来获取,而客户端设备则是通过打开一个到服务器的RFCOMM channel来获取。当获取到socket对象后,就可通过数据的读写流传递数据。

3 全站仪数据传输系统的设计与实现

基于Android的蓝牙开发系统一般采用C/S架构,即客户端请求服务,服务端提供客户端所需的具体服务。具体服务可以通过不同的中间协议完成,如直接使用链路控制和适配协议,或者串口仿真协议等。在全站仪数据传输系统中,将全站仪蓝牙通信模块作为服务端,接收手机传递数据的请求,完成测量数据的传输。而手机作为客户端,负责与服务端建立连接,发送传输数据的请求,见图1。

3.1 应用程序设计

全站仪数据传输系统中客户端软件主要包括登录注册模块、蓝牙连接模块、数据通信模块和参数配置模块。登录注册模块主要用于用户识别;蓝牙连接模块主要功能有开启蓝牙、搜索附近蓝牙设备、建立连接等;数据通信模块主要功能有配对蓝牙、数据传输和数据处理等;参数配置模块主要功能有波特率设置、配对码设置、登录密码管理等。

3.2 设备初始化

建立蓝牙通信的前提是设备开启蓝牙,并初始化信息。首先检查全站仪蓝牙通信模块是否启动,其次检查手机蓝牙是否开启,不同的蓝牙模块初始化过程不同,依据具体的操作规范完成设备的初始化过程。

3.3 附近设备搜索

实现蓝牙无线通信需要建立机制,在蓝牙设备间通过配对码在一定距离内通过从设备对主设备进行访问。Android的Bluetooth包提供API接口,通过BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()方法获取到描述设备间通讯的操作类,依据adpter.enable()判断设备蓝牙是否开启。

BluetoothAdapter类还提供了getBondedDevices()方法获取到附近的蓝牙设备,BluetoothDevice类是描述设备信息,可获取到设备的名称、型号、MAC地址等信息。用户也可以设置设备是否可见以及设备可见时间,避免设备过长时间的暴露。

3.4 设备间通信

设备间通信需要建立在共同的通讯协议基础上,不同蓝牙通信模块遵循的规范有所差异。手机在搜索到全站仪蓝牙模块时,需要输入配对码并与之建立连接,当手机与蓝牙模块成功建立连接后,手机即可发送接收测量数据的请求指令。发送的请求指令必须遵从蓝牙通信模块定义的指令规范,蓝牙模块才能识别指令码通过串口通讯协议,将指令码转换为电信号,全站仪通过接收到的电信号完成手机发送请求。手机接收到蓝牙通信模块返回的数据,通过蓝牙通信模块定义的指令码规范解析成测量数据,并通过文件的IO流将测量数据保存至文件夹中,完成测量数据的后续计算和分析。

4 结束语

具有警报功能的无线蓝牙音箱 篇10

BroadLink MS1体积纤小，携带较为方便。外形设计有点像坦克履带，外壳主要以硬塑材质为主，正面被带有小圆形的均衡防尘网罩覆盖，底部中间位置有一块金属材质的“JBL”logo。音箱顶部是操作面板，实际操作非常简单，仅靠几个按键就能完成，且按键带有灯光显示，让一切操作变得可视化。

MS1的接口都被设计在机身背部，左边为音频接口和电源插口，右上角是TF卡槽，满足了用户连接多种音源聆听的需求，实用性上也得到了很好的增强。中间则是TCL公司开发的形状独特的双无源辐射器。

支持手机“易控APP” AUX连接播放和TF卡播放

与Broadlink 旗下的所有产品一样，MS1也是通过易控APP进行连接操控，可在APP主页面通过左右滑动来查看软件设置和设备连接情况。通过点击“添加设备”来手动添加 MS1 音箱，将手机和音箱放在同一网络环境下，软件会自动填充当前的网络ssid，手动输入密码即可。页面右上角可以查看连接帮助。

首次进入MS1 软件，同样有一个引导画面。MS1的 APP 相当简约，在主页面可查看音量、播放模式、上/下曲、电量和关机，并作相应的操作。对应音响顶部的6个数字按键， APP端通过左右滑动也可以看到6个播放页面，并支持6组个性化设置。

此外，MS1还支持直连播放、AUX连接播放和TF卡播放。通过双击WiFi图标按键，设定音箱进入直连播放模式，此时，音箱会创建一个以“MS1”开头的热点，移动端连接该热点，进入QQ或者酷狗音乐播放器选择设备播放即可。单击音箱上的“AUX”按键（白灯亮起），设定音箱进入AUX连接播放模式，用音频数据线连接音箱背部的音频接口和手机设备。在音箱中插入TF卡，Internet/本地WiFi网络播放或直连播放模式下通过APP对TF卡进行绑定。丰富的播放模式无疑是MS1音箱的一大亮点。

双无源辐射器让低音更强

通过主观的音质测试可以发现，MS1得益于TCL公司开发的形状独特的双无源辐射器，声音确实要比一般的蓝牙音箱更具有冲击力和低音感，这款音箱的三频衔接起来较为顺滑细腻，听感自然，能够很好地应对多种音乐的聆听。

总结：399元的性价比非常高！