(2) 基带(baseband,BB)和链路治理(linkmanager,LM)单元。BB负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输;LM负责连接的建立和拆除。它们实现的功能包括:对SCO和ACL连接方式的支持;差错控制,可以采用多种检纠错方式,其中包括前向纠错编码(FEC);物理层的认证与加密;链路治理。数字语音处理电路包括语音编译码器和语音接口电路两部分。语音编译码器采用CVSD编码方式。CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation)即连续可变斜率增量调制。它是一种自适应增量调制技术,它不重发语音数据包也能够获得高质量传输的音频编码。CVSD编码擅优点理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。语音接口电路包括标准音频输入和输出以及必要的音频放大部分。系统的接口部分设置了RS232、USB、UART、I2C接口以及电话线接口,另外主设备还有以太网接口和ADSL插孔。其中RS232、USB和UART与计算机、智能耳机、PDA以及智能家电设备相连,完成信息的交换。主设备中的RS232串口还用于现场参数设置和程序的升级。嵌入式Modem是系统与外部通信网络(Internet网和公共电话网)的物理接口。嵌入式Modem采用了简单、灵活的实现方式,以减小系统的复杂性和降低一般家庭用户对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,负责将家庭无线网络接入到外部通信网络中。根据Modem的发展现状,系统的Modem采用了ADSL高速Modem标准。通过以太网接口可以直接接到LAN(局域网)中。系统可以经过内部高速数据通道和嵌入式Modem连接到DSL上,经过ADSL Modem的信号分离器,其输出通过接到家庭电话线(或通过ISDN接入方式)来登陆到Internet上,这样就可以享受ISP服务商提供的各种信息和服务。辅助电路包括液晶显示电路、键盘控制电路和电源治理电路。

2 软件协议栈

系统的软件(协议栈)单元是一个独立的操作部分,不与任何操作系统捆绑。它符合已经制定好的蓝牙规范。系统的协议栈采用分层结构,分别完成数据流的过滤和传输、跳频和数据帧传输、连接的建立和释放、链路的控制、数据的拆装、业务质量、协议的复用和分用等功能。主从设备的协议栈略有不同,如图4、图5所示,但大致都分为3个层次:底层协议、中间协议和高层协议。
  利用蓝牙技术实现家庭无线网络系统

  
(1) 底层协议。该层包括基带BB和链路治理(LM)。这部分协议已经固化在Bluetooth模块之中。底层协议对应用而言是十分透明的,负责在蓝牙单元之间建立物理射频链路,构成微微网。LM还要完成像鉴权和加密等安全方面的任务,包括生成和交换加密键、链路检查、基带数据包大小的控制、蓝牙无线设备的电源模式和时钟周期、微微网内蓝牙单元的连接状态等。

(2) 中间协议。这是系统中需要开发的协议部分。包括逻辑链路控制与适应协议L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)、业务搜寻协议SDP(Service Discovery Protocol)、串口仿真协议RFCOMM和电话控制协议TCS(仅在主设备协议栈中)和PPP协议。逻辑链路控制与适应协议(L2CAP)完成基带与高层协议间的适配,并通过协议复用、分用及重组操作为高层提供数据业务和分类提取。它答应高层协议和应用接收或发送长达64000个字节的L2CAP数据包。业务搜寻协议(SDP)是极其重要的部分,是所有使用模式的基础。它为上层应用程序提供一种机制,来发现网络中可用的服务及其特性。由SDP可查询设备信息、业务及其特征,并在查询之后建立2个或多个蓝牙设备间的连接。SDP支持3种查询方式:按业务类别搜寻、按业务属性搜寻和业务浏览(browsing)。串口仿真协议RFCOMM也位于L2CAP之上,它通过在蓝牙的基带上仿真RS232的控制和数据信号,为那些将串行线用作传输机制的高级业务(如对象交换OBEX协议)提供传输能力。该协议由蓝牙非凡爱好小组BSIG基于ETSI标准TS07.10上开发而成的。电话控制协议包括电话控制规范二进制(TCS BIN)协议和一套电话控制命令(ATcommands)。其中,TCS BIN定义了在蓝牙设备间建立语音和数据呼叫所需的呼叫控制信令;ATcommands则是一套可在多使用模式下用于控制移动电话和调制解调器的命令,它也是由BSIG在ITUT Q.931的基础上开发而成。

(3) 高层协议。设计高层协议的总原则就是尽量吸收现有成熟的协议。系统采纳的协议为PPP和UDP/TCP/IP。PPP运行与串口仿真协议RFCOMM之上,用于实现点到点的连接。在主设备中, 通过建立在PPP的连接之上可以将IP数据包转发到局域网中,或者将局域网来的IP数据包转发给PPP客户端。UDP/TCP/IP由IETF定义,主要用于Internet上的通信。此外,主设备中的LAN部分专门用于直接进行局域网的访问。
  
结束语
  
本文给出了用Bluetooth技术实现家庭无线网络系统的设计模型,并提供一个比较简单的演示样机,以配合项目整体思路的阐述和推广,解决了嵌入式Internet和智能家庭无线网络项目研制的要害技术难题。 MES
  
参考文献
  
1 樊昌信,徐炳祥等编通信原理北京:国防工业出版社,1980

2 [美]Tanenbaum S Andrew著计算机网络(第三版)熊桂喜,王小虎等译北京:清华大学出版社,1999

3 Riku Mettala. Bluetooth Protocol Architecture Version 1.01999

4 http://www.Buetooth.org.cn.蓝牙在中国

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