Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现.pdf

《Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第2 7 卷第6 期增刊2 0 0 6 年6 月仪器仪表学报C h i n e s eJ o u r n a lo fS c i e n t i f i cI n s t r u m e n tV 0 1 2 7N o 6J u n e 2 0 0 6L i n u x 操作系统的蓝牙应用设计与实现任秀丽1 2于海斌11(中国科学院沈阳自动化研究所沈阳1 1 0 0 1 6)2(吉林师范大学计算机学院四平1 3 6 0 0 0)摘要蓝牙技术是一种短距离、低成本的无线通信技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性全球规范，为固定与移动设备通信环境建立一种连接方式。本文在L i n u x 操

2、作系统下，设计并实现了一个典型应用文件传输模型，同时给出了传输过程的流程。测试结果表明，该系统具有良好的可靠性、可用性和可移植性，支持蓝牙产品的开发。关键词蓝牙无线通信文件传输D e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fb l u e t o o t hp r o f i l eo nl i n u xR e F tX i u l i l 2Y UH a i b i n l1(S h e n y a n gI n s t i t u t eo fA u t o m a t i o n，C h i n e s eA c a d e m yo fS

3、c i e n c e s，S h e n y a n g110 0 16，C h i n a)2(S c h o o lo fC o m p u t e rJ i l i nN o r m a lU n i v e r s i t y，S i p i n g1 3 6 0 0 0，C h i n a)A b s t r a c tB l u e t o o t hi saw i r e l e s sc o n n e c t i o nt e c h n o l o g yo fs h o r tr a n g ea n dl o wc o s ta n di tcanr e a l i

4、z eag l o b a ls p e c i f i c a t i o no ft h ew i r e l e s st r a n s m i s s i o no fv o i c ea n dd a t a，a n db u i l dal i n kw a yf o rf i xd e v i c e sa n dm o b i l ed e v i c e s I nt h i sp a p e r，at y p i c a la p p l i c a t i o nw a sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e da b o u

5、tf i l et r a n s f e rp r o f i l e Af l o wf i g u r ew a sd e s c r i b e da b o u taf i l et r a n s f e rp r o f i l e T h es y s t e mw h i c hs u p p o r t e dt h ed e v e l o p m e n to fB l u e t o o t hp r o d u c t i o nh a sag o o dr e l i a b i l i t y，u s a b i l i t ya n dp o r t a b

6、l e K e yW O r d sb l u e t o o t hw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nf i l et r a n s f e r1引言虽然无线通信技术已取得了很大成就，但是还缺少一种基于多个设备进行信息交换的技术口-2 。开放的、短距离无线通信技术蓝牙(B l u e t o o t h)技术已成为当前人们普遍关注并热烈响应的通信技术。蓝牙是用来在较短距离内取代目前多种电缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现方便快捷、灵活安全、低成本、小功耗的话音和数据通信“。本文在l i n u x 操作

7、系统下，设计并实现了蓝牙的一个典型应用文件传输模型，给出了传输过程的流程状态。2 文件传输模型蓝牙特别利益小组定义了许多蓝牙应用模型，这些模型是根据不同的应用而设定的。其中，有4 种基本模型：通用访问应用模型、串口应用模型、服务发现应用模型和通用对象交换应用模型。而文件传输模型是以通用对象交换模型为基础，按满足数据互操作的要求建立的。文件传输应用提供两个终端设备之间的数据通信功能，可传输各种类型文件，以及完整的文件夹或目录或多媒体数据流等并提供远程文件夹浏览功能。文件传输模型如图1 所示。A p p l i c a t i o nF i l eT r a n s f e rC l i e n

8、to B E XR F C O M MS D PL M PL 2 C A PB a s e b a n d客户方A p p l i c a t i o nF j l eT r a n s f e rS e r v e O B E XR F C o M MS D PL M PL 2 C A PB a s e b a n d图1 文件传输模型服务器方 万方数据6 5 6仪器仪表学报第2 7 卷这个应用模型是由蓝牙的核心协议、电缆替代协议和对象交换协议组成。蓝牙核心协议是由S I G 制定的，绝大部分蓝牙设备都需要核心协议加上无线部分，而其他协议根据应用的需求而定。3 设计与实现文件传输模型是以客户

9、服务器方式进行通信。图2R F C O M M 层主设备文件传输流程服务器有一张服务记录表，记录着服务信息，客户可以通过发送S D P 请求，从由S D P 服务器维护的服务记录中检查信息。以R F C O M M 层为例说明文件传输的具体实现过程。图2 是主设备在R F C O M M 层进行文件传输时的各种状态。从图上可知，S D P 客户通过发送文件命令生成一个s d c _ s r v _ s r c h r e q 请求，以定位匹配给定服务搜索模式的服务记录。在这个过程中建立了服务发现会话，是为了寻找在R F C O M M 层文件传输的服务信道的属性。而信道号是通过从设备获得的。调

10、用功能函数r f c s t a r t r e q 打开了R F C O M M 复用器，通过函数r f e e s t a b l i s h r e q 实现了O P E N I N G M A S T E R 到E S T A B L I S H M A S T E R 转换，建立一个R F C O M M 服务信道。信道旦建立，就可以发送文件。通过调用函数r f c _ o p e n f i l e s e n d 发送文件头，然后，状态机转换到S E N D F I L E R E A D Y 状态，从设备通过获得的文件头表示传输开始，此时状态机转向S E N D I N G F

11、 I L E 状态，文件以R F C O M M 包的形式进行发送。调用函数r f c _ d a t a p u m p 是为了加快发送下一个数据包。在开始发送时，把数据流控制状态设置为关闭状态(F C O F F)。当从设备关闭R F C O M M 复用器时，有限状态机返回到空闲状态。对于从设备，文件接收也是通过一个状态机完成的。图3 是从设备在R F C O M M 层进行文件传输时的各种状态。图3R F C O M M 层从设备文件传输流程由图3 可知，在文件传输服务信道上接收到r f c s t a r t i n d 事件后，状态机通过状态R F C O P E N I N G

12、S L A V E 和R F C O P E N S L A V E 接收到文件头的包，并且转换到R F C R C V S E R V I C E 状态，由事件r f c c h e c k _ f i l e h d r 对这个包进行核查，得到确认后进入R F C _ R C V _ R E A D Y 状态，将产生一个接收文件事件。数据包写到接收文件中，同时状态机进入了R F C R E C E I V E F I L E 状态。整个文件接收完成时，R F C O M M 服务信道被释放，复用器关闭。4系统测试结果与展望系统测试主要是测试系统的可靠性，服务能力和任务执行时间。在整个测试过

13、程中，采用美国T e k t r o n i x 公司推出的B P A l 0 0 蓝牙协(下转第6 8 3 页)万方数据第6 期增刊基于D S P 的T u r b o 码在空间光通信系统中的应用6 8 3子译码器2，简化了译码器的结构，减少了译码延时；同时对L o g M A P 算法的译码步骤进行了调整，使反向度量和软输出值同时计算，节约了存储需求量，采用易于D S P 实现的L o o k u p L o g M A P 迭代译码算法。基于简化后的L o o k u p L o g-M A P 算法用D S P 实现8 状态(1 3，1 5)，T u r b o 码译码器，帧长1 9

14、2，采用分组交织器。输人数据采用7 比特量化，定标为Q 4。考虑到译码效率问题，D S P 实现时采用汇编语言编写译码程序。5T u r b o 码的性能测试本文采用在目标板上对8 状态T u r b o 码译码器进行了性能测试，测试结果如图3。整个测试是在M A T L A B 环境下利用C C S L i n k 的功能完成的，包括选择目标D S P、创建C C S I D E 链接对象、把文件加载到C C S I D E 中、对C C S I D E 链接对象进行操作、产生仿真数据源、高斯噪声源、信噪比选择、交织器选择、对目标板中存储器的读写、对发送、接收比特和帧数统计等。从图3 可以看

15、到D S P 译码器的性能与浮点译码性能接近，与定点译码仿真有微小差别，这是因为在M A T L A B 中进行定点仿真时对数的取整采用截尾处E b N o d B图3D S P 译码器测试性能与定点、浮点仿真性能比较理，而在D S P 译码时采用四舍五人的方法。基于定点D S P 系统的T u r b o 编译码器实现简单，应用在空间光通信系统中，能够满足其信道编码的要求。参考文献 1-1 王新梅，肖国镇纠错码一原理与方法西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 1 2 刘东华，唐朝京用于T u r b o 迭代译码的l o g M A P 算法的简化电子与信息学报，2 0 0 1，2 3

16、3 李忠捷，孙洪，姚天任，等T u r b o 码系统仿真及性能分析华中科技大学学报，2 0 0 1，3(上接第6 5 6 页)议分析仪。B P A l 0 0 可在两种配置方式下工作：独立模式和在P i c o n e t 模式。在独立模式配置下，蓝牙协议分析仪不参与P i c o n e t，它只是监听及存入P i e o n e t 中的主、从设备间发射的所有基带帧。本系统测试采用这种模式，B P A l 0 0 与一台基于W i n d o w 9 8 操作系统的P C 机连接，另外有两台P C 机运行L i n u x 7 0 操作系统，装入开发的应用程序，通过R S 2 3 2 与

17、爱立信的蓝牙模块R O K1 0 10 0 7 连接，组成个P i c o n e t。测试过程中，选定P C 机与蓝牙模块之间的传输速率为5 7 6 0 0 b i t s，空中传输的包类型为D M l，传输一个大小为4 9 4 8 2 5 字节的文件。从协议分析仪显示的数据进行分析表明，整个传输过程符合蓝牙规范的标准，具有推广价值。本文在L i n u x 操作系统下设计并实现了蓝牙的一个典型应用文件传输，同时给出了传输流程状态图，这项工作对开发其他应用有示范作用。参考文献 1 J a a pH a a r t s e n，M a h m o u dN a g h s h i n e h，

18、W a r r e nA l l e n B l u e t o o t h：v i s i o n，g o a l s，a n da r c h i t e c t u r e M A C MM o b i l eC o m p u t i n ga n dC o m m u n i c a t i o n sR e v i e w 1 9 9 8，2(4)：3 8-4 5 2 G U E R I NR，K I ME，S A R K A RS B l u e t o o t ht e c h n o l o g y；K e yc h a l l e n g e sa n di n i t i

19、 a lr e s e a r c h C C o n f e r e n c eo nN e t w o r ka n dD i s t r i b u t e dS i m u l a t i o n s，2 0 0 2 3 M I L L E RB A，B I S D I K I A NC B l u e t o o t hR e v e a l e d M P r e n t i c eH a l l，2 0 0 1 4 金纯，许光辰，孙睿蓝牙技术 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 1 5 M U L L A RN J B l u e t o o t hD e m y s t i

20、f i e d M c G r a w-H i l l M ：2 0 0 1 6 S p e c i f i c a t i o no ft h eB l u e t o o t hS y s t e m E B O L h t t p：w w w b l u e t o o t h c o r n 万方数据Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现作者：任秀丽，于海斌，Ren Xiuli，Yu Haibin作者单位：任秀丽,Ren Xiuli(中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳,110016;吉林师范大学计算机学院,四平,136000)，于海斌,Yu Haib

21、in(中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳,110016)刊名：仪器仪表学报英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT年，卷(期)：2006,27(z1)参考文献(6条)参考文献(6条)1.Jaap Haartsen;Mahmoud Naghshineh;Warren Allen Bluetooth:vision,goals,and architecture外文期刊1998(04)2.Specification of the Bluetooth System3.MULLAR N J Bluetooth Demystified 20014.金纯;许光辰;孙睿 蓝牙技术 20015.MILLER B A;BISDIKIAN C Bluetooth Revealed 20016.GUERIN R;KIM E;SARKAR S Bluetooth technology;Key challenges and initial research 2002 本文链接：http:/