无线接入的蓝牙解决方案

时间：2015-12-20 23:40:39 所属分类：通信 浏览量:

摘 要：就蓝牙在无线接入方面的应用做一探讨，并简要介绍CSR(Cambridge Silicon Radio)公司单片蓝牙产品BlueCoreTM 01。 关键词：蓝牙；无线通信；数据；PSTN Bluetooth Solution Scheme WirelessConnection Abstract：This article describes the study of a

摘　要：就蓝牙在无线接入方面的应用做一探讨，并简要介绍CSR(Cambridge Silicon Radio)公司单片蓝牙产品BlueCoreTM 01。
关键词：蓝牙；无线通信；数据；PSTN

Bluetooth Solution Scheme WirelessConnection

Abstract：This article describes the study of application of Bluetooth in wireless connection，and simply introduces CSR′s bluetooth single-chip-BlueCoreTM01.
Keywords:bluetooth;wireless communication;data;PSTN
1　引　言
　　蓝牙技术是用微波无线通信技术取代数据电缆来完成点对点或点对多点短距离通信的一种新型无线通信技术。利用蓝牙，可以将需要数据和语音通信的各个设备之间联成一个Piconet网(即微微网)，或将几个Piconet网进一步互连，组成一个更大的Scatternet网(即分布式网络)。蓝牙的PSTN无线接入点使用现有的网络电话机为载体，做开发性预言。他使得手机用户通过固定电话网络实现信号连接，既而让广大的手机用户同时成为固定电话网的用户。对手机用户来说，在解决移动电话网信号问题的同时，又可以降低手机用户的通信费用；对于固定电话运营商来说，则意味着巨大的话费收益。本方案的创新点有几点：
　　(1)取代大量的短程连接所用的电缆，尤其是电缆无法到达的地方，蓝牙具有更大的优势。
　　(2)使得计算机可以通过蓝牙的PSTN无线接入点无线上网，同时实现了网络资源的共享。
　　(3)实现了蓝牙规范的内部电话系统(IntercomProfile)应用协议栈，使得蓝牙PSTN无线接入点能够与网络中的各个蓝牙手机进行内部电话通信。
　　(4)由于方案设计是按照蓝牙技术标准设计，所以兼容符合蓝牙标准的蓝牙手机，适配器等相关蓝牙产品。

2　BC01芯片和开发工具Bluelab介绍
　　BC01(BlueCore01)是CSR(Cambridge SiliconRadio)公司设计的一款单片蓝牙产品，他集无线设备、微处理器及基带电路于一体，采用标准的0．35μm的CMOS工艺。通过外置的存有蓝牙协议的Flash ROM，可提供完全兼容的数据和语音通信。经过优化设计，所需的外部RF元件很少，允许主板的快速设计。因此能以最低的成本，实现最短的产品面市时间。
其主要特点如下：
(1)符合Bluetooth V1．1规范。
(2)带有USB和UART主接口。
　　(3)可编程的PCM接口，支持13 b 8kss－1的双向串行的同步语音传输。
　　(4)内含的数字转换器，可进行线性PCM(脉冲编码调制)、A律PCM、μ律PCM和CVSD(连续变化斜率增量调制)间的相互转换，编解符合高至HCI层的蓝牙控制协议。　　
(5)采用单电源3．15 V供电，支持PART，SNIFF，HOLD多种节电模式。
(6)支持所有的包类型和多达7个从设备的Piconet。　　
(7)芯片内含链路控制、链路管理、HCI以及可选的L2CAP，RFCOMM，SDP多层软件协议栈，可直接使用。　　
(8)提供VM(VirtualMachine)机制。内嵌16 b的RISC微处理器，运行协议栈的同时还可以运行下载到Flash ROM中的用户程序，实现真正意义的单芯片。
其结构框图如图1所示。

Bluelab是专门针对Bluecore的仿真开发系统，他在PC上模拟Bluecore01的环境，从而方便开发基于Bluecore01上运行的应用程序。他包括了compiler，emulator/debugger，documentation以及一些源代码例子。Bluelab还提供了蓝牙协议栈Bluestack，支持SDP，L2CAP和RFCOMM等高层协议。用户可以通过UART/USB接口来调用Bluestack，也可以通过VM来访问Bluestack。

3　系统方案设计
　　整个系统分为前端数据处理和PC端数据管理2大部分。前端数据处理框图如图2所示。

　　蓝牙ISDN接入点的空中无线接口为蓝牙，有线接口有：RJ11，ISDN的S/T接口、USB数据接口。S口收发器能够提供CCITT关于ISDNS/T参考点的I．430建议要求的功能，支持192 kb/s的4线平衡传输方式的全双工数据收发。由于BC01内部资源及引脚有限，单片机80C196主要完成控制和协调各模块的工作，处理D信道信令和收发、B信道数据收发、外部中断申请，并且通过各种接口与蓝牙模块进行通信。SLIC模块主要提供语音信号的数模、模数转换、A律/μ律压缩PCM编解码等功能，并具备产生和控制各种信号音的功能。蓝牙模块主要实现蓝牙功能，并且提供了符合蓝牙规范的空中接口。他集成了各种需要的蓝牙协议(包括CTP应用协议栈、内部电话应用协议栈)以及管理程序。

　　为了形成蓝牙Piconet网络化管理，将PC端的数据管理作为Piconet主设备，而前端的数据处理作为从设备。整体的系统结构如图3所示。

　　连接PC的BC01作为MASTER，他会自动搜索查询范围内的蓝牙设备，将其作为SLAVE加入Piconet网，因为每块SLAVE都有惟一的BD＿ADDR(Bluetooth DeviceAddress)，因此MASTER可以区别每一个SLAVE并对其进行控制。

4　软件结构
　　软件设计是基于L2CAP层进行开发，SLAVE的功能是接受MASTER的查询、连接请求，或查询到已存在的Piconet后，将自己加入Piconet。SLAVE的功能简单，全部程序代码可以放在单片机80C196的Flash ROM中运行。MASTER由于要负责管理整个Piconet，对各个SLAVE进行控制和管理，BC01提供的资源已不能满足。因此将L2CAP协议层以上的软件放在PC上运行，与PC采用HCI层接口。软件结构如图4所示。

5　结　语
　　在无线接入现场应用中，中心控制节点与各个无线接入的距离在100 m以内。目前大功率的蓝牙芯片已经可以达到100 m的覆盖范围，完全满足实际应用。此套方案的实验室联机调试已经完成，达到初步设计要求。下一步是将此套方案应用到实际的无线接入现场，进行现场调试，　　对系统进一步完善。

参考文献


［1］金纯，许光辰，孙睿．蓝牙技术［M］．北京：北京电子工业出版社，2001．
［2］Specification of the Bluetooth systerm Version 1．1A．26 July，1999．
［3］徐爱钧．单片机高级语言C51 Windows环境编程与应用［M］．北京：电子工业出版社，2001．
［4］KrulinskiDJ．Programming Microsoft Visual C＋＋6．0技术内幕［M］．北京：希望电子出版社，1999．

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