(2) 基帶(baseband,BB)和鏈路治理(linkmanager,LM)單元。BB負責跳頻和藍牙數據及信息幀的傳輸;LM負責連接的建立和拆除。它們實現的功能包括:對SCO和ACL連接方式的支持;差錯控制,可以采用多種檢糾錯方式,其中包括前向糾錯編碼(FEC);物理層的認證與加密;鏈路治理。數字語音處理電路包括語音編譯碼器和語音接口電路兩部分。語音編譯碼器采用CVSD編碼方式。CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation)即連續可變斜率增量調制。它是一種自適應增量調制技術,它不重發語音數據包也能夠獲得高質量傳輸的音頻編碼。CVSD編碼擅優點理丟失和被損壞的語音采樣,即使比特錯誤率達到4%,CVSD編碼的語音還是可聽的。語音接口電路包括標準音頻輸入和輸出以及必要的音頻放大部分。系統的接口部分設置了RS232、USB、UART、I2C接口以及電話線接口,另外主設備還有以太網接口和ADSL插孔。其中RS232、USB和UART與計算機、智能耳機、PDA以及智能家電設備相連,完成信息的交換。主設備中的RS232串口還用于現場參數設置和程序的升級。嵌入式Modem是系統與外部通信網絡(Internet網和公共電話網)的物理接口。嵌入式Modem采用了簡單、靈活的實現方式,以減小系統的復雜性和降低一般家庭用戶對Modem基本操作技能的依靠性;嵌入式Modem需要完成Modem的基本功能,負責將家庭無線網絡接入到外部通信網絡中。根據Modem的發展現狀,系統的Modem采用了ADSL高速Modem標準。通過以太網接口可以直接接到LAN(局域網)中。系統可以經過內部高速數據通道和嵌入式Modem連接到DSL上,經過ADSL Modem的信號分離器,其輸出通過接到家庭電話線(或通過ISDN接入方式)來登陸到Internet上,這樣就可以享受ISP服務商提供的各種信息和服務。輔助電路包括液晶顯示電路、鍵盤控制電路和電源治理電路。

2 軟件協議棧

系統的軟件(協議棧)單元是一個獨立的操作部分,不與任何操作系統捆綁。它符合已經制定好的藍牙規范。系統的協議棧采用分層結構,分別完成數據流的過濾和傳輸、跳頻和數據幀傳輸、連接的建立和釋放、鏈路的控制、數據的拆裝、業務質量、協議的復用和分用等功能。主從設備的協議棧略有不同,如圖4、圖5所示,但大致都分為3個層次:底層協議、中間協議和高層協議。
  利用藍牙技術實現家庭無線網絡系統

  
(1) 底層協議。該層包括基帶BB和鏈路治理(LM)。這部分協議已經固化在Bluetooth模塊之中。底層協議對應用而言是十分透明的,負責在藍牙單元之間建立物理射頻鏈路,構成微微網。LM還要完成像鑒權和加密等安全方面的任務,包括生成和交換加密鍵、鏈路檢查、基帶數據包大小的控制、藍牙無線設備的電源模式和時鐘周期、微微網內藍牙單元的連接狀態等。

(2) 中間協議。這是系統中需要開發的協議部分。包括邏輯鏈路控制與適應協議L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)、業務搜尋協議SDP(Service Discovery Protocol)、串口仿真協議RFCOMM和電話控制協議TCS(僅在主設備協議棧中)和PPP協議。邏輯鏈路控制與適應協議(L2CAP)完成基帶與高層協議間的適配,并通過協議復用、分用及重組操作為高層提供數據業務和分類提取。它答應高層協議和應用接收或發送長達64000個字節的L2CAP數據包。業務搜尋協議(SDP)是極其重要的部分,是所有使用模式的基礎。它為上層應用程序提供一種機制,來發現網絡中可用的服務及其特性。由SDP可查詢設備信息、業務及其特征,并在查詢之后建立2個或多個藍牙設備間的連接。SDP支持3種查詢方式:按業務類別搜尋、按業務屬性搜尋和業務瀏覽(browsing)。串口仿真協議RFCOMM也位于L2CAP之上,它通過在藍牙的基帶上仿真RS232的控制和數據信號,為那些將串行線用作傳輸機制的高級業務(如對象交換OBEX協議)提供傳輸能力。該協議由藍牙非凡愛好小組BSIG基于ETSI標準TS07.10上開發而成的。電話控制協議包括電話控制規范二進制(TCS BIN)協議和一套電話控制命令(ATcommands)。其中,TCS BIN定義了在藍牙設備間建立語音和數據呼叫所需的呼叫控制信令;ATcommands則是一套可在多使用模式下用于控制移動電話和調制解調器的命令,它也是由BSIG在ITUT Q.931的基礎上開發而成。

(3) 高層協議。設計高層協議的總原則就是盡量吸收現有成熟的協議。系統采納的協議為PPP和UDP/TCP/IP。PPP運行與串口仿真協議RFCOMM之上,用于實現點到點的連接。在主設備中, 通過建立在PPP的連接之上可以將IP數據包轉發到局域網中,或者將局域網來的IP數據包轉發給PPP客戶端。UDP/TCP/IP由IETF定義,主要用于Internet上的通信。此外,主設備中的LAN部分專門用于直接進行局域網的訪問。
  
結束語
  
本文給出了用Bluetooth技術實現家庭的設計模型,并提供一個比較簡單的演示樣機,以配合項目整體思路的闡述和推廣,解決了嵌入式Internet和智能家庭無線網絡項目研制的要害技術難題。 MES
  
參考文獻
  
1 樊昌信,徐炳祥等編通信原理北京:國防工業出版社,1980

2 [美]Tanenbaum S Andrew著計算機網絡(第三版)熊桂喜,王小虎等譯北京:清華大學出版社,1999

3 Riku Mettala. Bluetooth Protocol Architecture Version 1.01999

4 http://www.Buetooth.org.cn.藍牙在中國

5 http://www.Buetooth.com.The Office Bluetooth Website