跟着蓝牙技能的敏捷发展，现在蓝牙芯片商场呈现出了许多优异产品。CSR公司的BlueCore系列产品、Bmadcom的BCM系列产品和TI公司的CC2540系列产品都有广泛的运用。其间TI公司的CC2450和CSR公司的CSR1000芯片都十分适用于蓝牙4.0运用处理计划。
本文选用了TI公司的CC2450F128芯片作为蓝牙通讯芯片，该芯片供给真实的单片低功耗蓝牙BLE处理计划，能够运转运用程序和BLE协议栈。CC2450F128芯片内部集成了高功用低功耗的8051微处理器核，片内供给来了128KB的Flash存储空间，对外支撑UART和USB通讯接口，所以十分适用于蓝牙4.0的运用处理计划。
1 全体计划规划
该规划为依据蓝牙4.0的设备供给杰出的通用计划，有助于研制特定运用的设备。体系全体架构如图1所示。在体系全体架构图中，首要包含两部分：支撑蓝牙4.0的手持设备和蓝牙设备。其间支撑蓝牙4.0的手持设备可所以比如智能手机、平板电脑等;蓝牙设备则是本文供给的处理计划。支撑蓝牙4.0的手持设备和蓝牙设备之间通过蓝牙4.0协议传输数据，能够为蓝牙耳机、手机防丢运用和无线摄影运用等供给数据计划。
从体系全体架构框图中不难看出，该规划计划支撑一对多的通讯衔接，即每个支撑蓝牙4.0的手持设备能够一起与多个蓝牙设备树立衔接，对运用功用的扩展带了极大便当。
2 具体规划与完结
该部分将对体系全体架构框图中的蓝牙设备给出处理计划。此处选用了TI公司的CC2450F128芯片作为蓝牙通讯芯片，该芯片最大的特点是能够供给真实的单片低功耗蓝牙BLE处理计划，能够运转运用程序和BLE协议栈，运用起来简略高效。
2.1 CC2450F128外围电路规划
低功耗蓝牙芯片CC2450F128的外围电路原理图如图2所示。从图2中能够看出CC2450F128芯片一般需求两个时钟晶振，其最为中心的部分是天线的电路规划，需求依据实践的需求调整阻抗匹配。因为CC2450F128芯片运用的是8051微处理器核，所以其能够对外供给多个IO引脚以用于其他事务逻辑的完结。
2.2 通讯协议扩展
该处理计划另一个重要的部分便是其通讯协议的规划和扩展。一般需求依照蓝牙4.0的通讯协议来扩展其装备，包含Setvice装备和Characteristic装备。
举例说明，能够先添加UUID为00001802-0000-1000-8000-00123456789b的Service，然后为该服务添加UUID为00002a06-0000-1000-8000-00123456789b的Characteristic。
一般需求依据运用的事务逻辑划分出多个功用大类，再对功用大类进行细分。每一个功用大类对应一个Service，每一个功用细分对应一个Characteristic。全体看来，每个运用能够包含多个Service，每个Service能够包含多个Characteristic。
3 体系功用剖析
本文供给的处理计划是为了处理依据蓝牙4.0的设备的通讯问题，所以有必要重视于影响其通讯的几个关键要素：信号强度、设备发现时刻、安稳性和误报率。
3. 1 信号强度与间隔的联系
信号强度是决议蓝牙4.0通讯质量的最重要要素之一，为了清晰实践的信号强度衰减情况，进行了深化的实践数据丈量。信号强度与间隔的联系的原始数据图如图3所示。在图3中，蓝色交叉点显现的是492组数据，从图3中能够看出信号强度全体走势较为显着，相同间隔下的数据相对会集，部分数据有动摇现象。
为了更好的剖析图3中的数据，需求对数据进行处理。首先以间隔为依据，对同一间隔下的6项信号强度数据进行均值处理，然后对处理后的数据进行数据拟合，得到信号强度与间隔的联系图。
信号强度与间隔的联系图如图4所示。在图4中，赤色交叉点表明对同一间隔下的6项信号强度数据进行均值处理后的82组数据，蓝色线条表明对该82组数据进行拟合后的曲线。从图4中能够看出信号强度在1米以内敏捷衰减，之后跟着间隔的添加逐步缓慢衰减，而且衰减过程中呈现动摇趋势。
依据图4中信号强度与间隔所呈现的规则，能够用于蓝牙测距方面的运用，在完结上需求考虑蓝牙信号强度自身的动摇性要素，选用屡次采样和历史数据校对等方法来合理处
理数据，以获取可用的有用数据，提高体系自身的安稳性。
3.2 设备发现时刻与间隔的联系
设备发现时刻是点评蓝牙4.0通讯质量的另一个最重要要素。在运用蓝牙设备时，通讯之前的第一步作业便是扫描蓝牙设备，但是扫描过程中设备发现时刻与间隔存在极大的相关，为了清晰该内涵联系，进行了深化的实践数据丈量。收拾后的设备发现时刻与间隔的联系的统计数据如表1所示。
从表1中不难看出，全体趋势是间隔越近，设备发现时刻越短;间隔越远，设备发现时刻越长。当间隔超出10 m时，设备发现的时刻十分长或许不能发现设备，所以在实践的运用上需求考虑体系的功用参数，挑选适宜的通讯间隔。
3.3 安稳性与误报率
3.3.1 设备发现压力测验
为了验证该处理计划的安稳性，在10 m内选用100个蓝牙设备做设备发现压力测验。进行了压力测验之后显现，运用100个蓝牙设备进行扫描发现，间隔越近的设备发现的频率越高，间隔越远的设备发现的频率越低。设备的全体发现率可到达近90%，10%的设备未被发现首要原因是间隔近的设备信号较强，简单被发现，优先占用资源。
3.3.2 设备衔接测验
设备的衔接测验与硬件设备和上层的软件规划有极大的联系。理论上设备衔接数量不受束缚，但遭到实践的软硬件资源的束缚以及运用场景的不同，设备衔接数量也有极大的不同。此处咱们的原型设备一起衔接3台蓝牙设备时十分安稳，一起衔接5台蓝牙设备时较安稳，衔接更多蓝牙设备时将呈现不能衔接的情况。
3.3.3 设备误报率测验
实践的运用中，将考虑蓝牙设备当时的衔接情况问题。因为当间隔超出10 m时，设备发现的时刻十分长或许不能发现设备，此刻运用中的逻辑一般以为该蓝牙设备已断开衔接，所以进行了10 m误报率测验。该测验中首先将蓝牙设备衔接，然后移动到缺乏间隔10 m的方位上查看其提示衔接已断开的情况。通过100测验发现其在10 m左右的方位上的误报率在15%左右，其将遭到软件的逻辑的影响。
4 结束语
本文从实践运用的视点动身，规划并完结了依据蓝牙4.0的设备通讯计划。该计划供给了低功耗的蓝牙处理计划，能够支撑多设备的一起通讯。实践试验测验结果表明，通讯间隔对接遭到的蓝牙设备的信号强度、设备发现时刻和误报率都有较大影响。本文所供给的规划计划通过很多的数据的验证，能够较好的完结蓝牙4.0通讯功用，供给了多设备发现和衔接的才能，以及依据信号强度测距的运用计划。
