摘要：在根据蓝牙协议体系及蓝牙通用运用结构的根底上，研讨了嵌入式蓝牙数据的传输技能，规划了蓝牙数据传输体系。体系选用盛行的ARM处理器，并选用了CSR公司的CSR8510蓝牙芯片作为蓝牙通讯的中心，最终规划了蓝牙数据传输软件。整体来说，在此所规划的蓝牙数据传输体系具有价格低，功用强，通用性好以及扩展能力强等长处。
关键词：蓝牙；数据传输；CSR8510；ARM处理器
0 导言
因为微电子技能与集成电路技能的前进，使得核算机设备的体积进一步缩小，功耗不断下降。并且跟着产品体积的日益减小和对应功耗的下降，使得各种移动、便携式产品越来越广泛地被运用于人们的日常日子中；但由此产生的网络衔接和信息交流问题也越发杰出。现在，各种移动设备间的无线通讯产品现已成为很多厂商正在尽力开发的方针。蓝牙技能正是在这样的一种环境下产生的。蓝牙技能致力于构建体积小，功耗低，并能够深度嵌入到其他设备或随身携带的产品；运用蓝牙技能能够实时处理数据、语音、图画，乃至是视频信息。
2010年7月7日蓝牙技能联盟(Bluetooth SIG)宣告，正式选用蓝牙4．0中心标准(Bluetooth Core Specification Version 4．0)，并发动对应的认证方案。会员厂商能够提交其产品进行测验，经过蓝牙4．0后将取得蓝牙4．0标准认证。该技能具有极低的运转和待机功耗，运用一粒扣子电池乃至可接连作业数年之久。一起还具有低本钱、跨厂商互操作性、3 ms低推迟、100 m以上超长间隔、AES-128加密等许多特征，能够用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等很多范畴，蓝牙技能将在未来的短间隔无线通讯中发挥巨大作用。
本文就根据嵌入式设备上的蓝牙数据传输技能，要点研讨了蓝牙协议体系和运用结构，以及嵌入式蓝牙数据传输软件的完结。
1 蓝牙协议概述
蓝牙协议栈是蓝牙通讯标准的中心部分，如图1所示。蓝牙协议规则了蓝牙设备的定位、之间的互连操作，以及怎么树立衔接交流数据，然后能够在蓝牙设备之间进行无缝交互式运用。蓝牙协议选用了网络通讯中常用的分层结构，别离完结数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、衔接的树立和开释、链路的操控、数据的拆装、事务质量(QoS)、协议的复用和分用等功用。蓝牙技能的一个首要任务便是能够使运用相同蓝牙协议的本地设备和远端设备互联互通，而不需要额定的资源和操作。
从协议的重要性上，蓝牙协议体系能够分为4个层次，即中心协议层、串口协议层、电话操控协议层和可选协议层。各个层还包含了各种详细的协议：
(1)中心协议层：逻辑链路操控和适配协议(L2CAP)、基带、链路办理协议(LMP)、服务发现协议(SDP)；
(2)串口协议层：串口仿真协议(RFCOMM)；
(3)电话操控协议层：电话操控二元协议(TCSBinary)与AT-Command标准；
(4)可选协议层：点到点协议(PPP)、目标交流协议(OBEX)、UDP／TCP／IP协议、无线运用环境(WAE)、无线运用协议(WAP)、红外移动通讯(IrMC)、vCard、vCal。
2 蓝牙数据传输体系规划
2．1 蓝牙运用结构
在蓝牙协议体系结构的根底上，蓝牙标准还界说了通用的蓝牙运用结构。运用结构要点挑选了标准蓝牙协议中的音讯和操作，描绘了完好的蓝牙运用操作过程。运用结构的提出大大提高了不同厂家蓝牙产品的互操作性，这给用户带来了便当。在蓝牙通用运用结构中，界说了4个通用结构，它们是完结详细的蓝牙运用的标准和根底。这4个运用结构是：通用拜访结构(Generic Access Profile，GAP)、串口仿真结构(Ser ial Port Proflle，SPP)、服务发现运用结构(Service Discovery Application Profile，SDAP)、通用目标交流结构(Generic Object Exc hange Profile，GOEP)。这4个通用结构之间的联系如图2所示。
2．2 体系硬件规划
体系的硬件结构示意图如图3所示。主操控器选用了三星公司的一款S3C2440微处理器，根据ARM920T内核，选用0．18μm工艺制造CMOS宏单元和存储单元，一起选用AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)新式总线结构，具有低功耗、精简和超卓的全静态规划，所以特别合适对本钱和功耗灵敏的运用。除此之外，他还特别为各种外设预备了丰厚的中止操控能力，包含高达60个中止源(其间，5个定时器，9个UARTs，24个外部中止，1个看门狗定时器，4个DMA，2个ADC，1个LCD，1个电池毛病，1个I2C，2个SPI，1个SDI，2个USB，1个NAND，2个Camera和1个AC97音频)，能够运用电平／边缘触发方式进行触发的外部中止源，可编程决议的边缘／电平触发极性，这些功用为紧迫中止请求供给了快速中止(FIQ)服务。
蓝牙模块选用了CSR公司的CSR8510，它是CSR8000系列的一款，是全面满意蓝牙v3．0标准的体系，并供给对最新蓝牙标准v4．0版别的支撑。CSR8000在原CSR7000的架构上增加了蓝牙低功耗射频部分，专门为衔接下一代10亿个蓝牙设备而规划的。别的，增加了数字信号处理器(DSP)，为高清语音装备的专用数字音频信号处理器，可进行片上音频编码和噪声消除。一起对原蓝牙射频和FM部分进行了优化，使蓝牙射频的输出功率到达了10 dBm，在不需要外接任何PA的情况下，芯片现已能够到达classl的间隔，即100～150 m的间隔，灵敏度也从原-90 dBm改善到现在的-93 dBm。其FM无需接任何外接天线，仅根据DSP的降噪算法就能使FM接纳器完结更好的接纳作用。
2．3 体系软件规划
整个蓝牙数据传输体系的软件架构如图4所示，共分为4个大的模块：
(1)GUI模块。选用Qt库完结，彻底面向目标规划，界面易扩展，各种功用运用插件的方式完结；首要担任界面各种按钮的音讯捕获、处理，完结蓝牙数据传输体系中所有功用窗口的创立、毁掉以及办理，当呈现软件有过错产生时，向用户回来友爱的过错提示。一起，在进行数据传输的时分，能够实时显现当时数据传输的状况信息。
(2)Adapter Layer，软件适配层。首要担任向GUI模块供给底层无关的数据传输API接口，与GUI交流数据信息，以及响运用户在GUI上的操作，操控基层模块进行实践的履行。
(3)SourceControl模块。首要担任经过SDAP(服务发现运用结构)发现SDP和衔接其他蓝牙设备；经过GOBEX(通用目标交流结构)中的OBEX标准与其他的蓝牙设备进行信息交流，首要分为PUT和GET操作的操控，以及设备自身的文件操作操控；本模块还能够进行其他蓝牙设备的身份认证和鉴权。
(4)Core Module。首要担任蓝牙设备原始数据的缓存，以及调用蓝牙芯片进行加密数据的编解码，并确保完结蓝牙数据的实时通讯。
3 结语
嵌入式移动设备的飞速发展，使得人们进行无线互联互通的希望越发激烈。蓝牙4．0技能标准的提出，使其在更低功耗，更大掩盖规模，必将成为短间隔无线通讯的事实标准；信任不久的将来，根据蓝牙的无线运用会越来越多。
