蓝牙应用模式分析

发布 2021-03-05 21:09:28 阅读 1788

李泽军中国矿业大学·计算机科学与技术学院(江苏·徐州·221008)

摘要:本文从蓝牙的协议分析入手,着重在协议应用的角度阐述蓝牙的典型应用模式。

关键词:协议应用模式

analysis of the bluetooth application models

li zejun

(computer science of china university of mining & tech, xuzhou 221008,china)

abstract]:this ***** starts with analysis of the bluetooth protocols ,focusing on elaborating the typical application models based on the application of the protocolst.

key words]: protocol application model

一、引言。蓝牙(bluetooth)技术是由ericsson、ibm、intel、nokia和toshiba公司于2023年5月共同提出开发的,并联合成立了蓝牙特殊利益小组(sig),负责开发无线协议规范并设定交互操作的需求。其本质是设备间的无线链接,意在于代替有线电缆。

二、蓝牙协议栈在蓝牙协议体系中,底层、中间层、应用层按序排列构成了蓝牙协议栈,如左图所示。

底层(硬件层)和中间协议层(软件层)之间的接口使用主机控制器接口(hci)。hci是软硬件之间必不可少的接口,其功能是解释并传递两层之间的消息和数据。软件通过hci调用底层lmp/bb和rf等硬件。

hci以下的功能由蓝牙设备实施;hci以上的功能由软件运行,在主机上实现。hci对于上、下两层数据的传输都是透明的。

在蓝牙协议栈中,最主要的是蓝牙核心协议,包括基带协议(bp)、链路管理协议(lmp)、链接控制和适配协议(l2cap)、服务发现协议(sdp)等。蓝牙设备基本上都需要核心协议,其他协议则按蓝牙设备的需要而选定。 主要协议功能如下表所示:

三、应用模式。

3.1、文件传输模式。

文件传输的目的是使两个终端之间的数据交换成为可能,传输时使用的协议如图3.1所示,可传送的文件有doc、jpg、ppt、xls、w**等文件,还包括远端文件夹浏览功能。传输文件的设备可归结成c/s结构。

客户可从服务器**文件,或向服务器上传文件。服务器是一种使用对象交换协议(obex)文件夹列**式的远端蓝牙设备,其支持目标交换服务、文件夹浏览功能,还允许客户修改、创建文件或文件夹。

图3.1 文件传输协议栈图3.2 因特网网桥模式协议栈

3.2、因特网网桥模式。

这种用户模式可通过手机或无线调制解调器向pc提供拨号入网和收发传真的功能,而不必与pc有物理上的连接。拨号上网需要两列协议栈(不包括sdp),如图3.2所示。

at命令集用来控制移动**或调制解调器以及传送其他业务数据的协议栈。传真采用类似协议栈,但不使用ppp及基于ppp的其他网络协议,而由应用软件利用rfcomm直接发送。

3.3、头戴式设备模式。

使用该模式,用户打**时可自由移动。通过无线连接,头戴式设备通常作为蜂窝**、无线**或pc的音频输入输出设备。头戴式设备协议栈如图3.

3所示,语音数据流不经过l2cap层而直接接入基带协议层。头戴式设备必须能收发并处理at命令,且能接收相应的编码信号。

图3.3 头戴式设备模式协议栈图3.4 蓝牙手机模式协议栈。

3.4、蓝牙手机模式。

蓝牙手机可接入公用**网与其他座机或手机通话,也可在基站内使用。由此所需的应用协议栈如图3.4所示,其中音频数据信号不经过l2cap层,而直接与基带协议层连接。

3.5、局域网访问模式。

无线接入过程类同与拨号接入。蓝牙设备欲访问局域网,需遵从蓝牙协议中定义的点到点协议(ppp)。ppp协议可解决接入网络时的授权、加密、数据压缩等操作;在连接时也应采用相同的ppp结构。

局域网接入点(lap)起着ppp服务器的作用,提供的接入服务包括家庭网络、usb、电缆moden、1394接口、以太网以及光纤令牌网等。数据终端则起着ppp客户的作用,与一个lap建立起ppp连接,构成局域网接入;接入后数据终端就能享受lap提供的服务。笔记本电脑、pad、pc机是常见的数据终端。

相应的应用协议栈如图3.5所示。

图3.5局域网访问模式协议栈图3.6 个人资料管理协议栈。

3.6、个人资料管理模式。

常见的个人资料管理有**簿记录查询、日历、任务通知和名片的输入及更新,传送的协议或格式由收发双方共同确认。例如,当移动通信设备靠近笔记本电脑时,允许其自动与笔记本电脑同步。相应的协议栈如图3.

6所示。

3.7、对讲机应用模式。

蓝牙对讲机是一种具有同时发送和接收功能的蓝牙设备。为了使两个蓝牙设备近距离建立直接语音通路,必须先建立链路,并使用基于**的信令。语音调制方式可选用pcm调制或cvsd调制。

3.8、无绳**应用模式。

内置蓝牙芯片的无绳**可通过基站接入pstn,进行语音传输。无绳**模型定义有网关和终端。网关是外部网络的终点,收纳所有进入网络的通信信息,能完成外部网络呼叫、建立请求中心的任务,进入或来自外部网络的呼叫都由网关处理。

不同的网关分别能同时支持单个或多个活动终端。

3.9、数据同步模式。

同步用户模式提供设备到设备的个人资料管理(pim)的同步更新功能,其典型应用如**簿、日历、通知和记录等。它要求pc、蜂窝**和个人数字助理(pda)在传输和处理名片、日历及任务通知时,使用通用的协议和格式,格式由收发双方共同确认。其协议栈如图3.

9所示,其中同步应用模块代表红外移动通信(irmc)客户机或服务器。

图3.9 数据同步模式协议栈。

四、结束语

随着蓝牙技术的发展,蓝牙电子产品必然会成为今后的主要电子产品。可以预期,蓝牙技术在无线网络中的应用将会为我们带来深远的经济和社会效益。

五、参考文献。

1】 张利华等.“基于蓝牙技术的家庭网络”, 电子技术, no.7,2002

2】 [美] michael miller著.李纯等译.蓝牙技术起跳北京电子工业出版社,2002.1

3】 马建仓等.蓝牙核心技术及应用.北京:科学出版社,2003

4】 bluetooth special interest group, baseband specification

5】 bluetooth special interest group, generic object exchange profile

6】 bluetooth special interest group, l2cap specification

作者简介。姓名:李泽军。

专业:电子信息科学与技术。

学校:中国矿业大学计算机科学与技术学院。

通讯地址:江苏省徐州市中国矿业大学南湖校区竹苑三号楼a3171室。

邮政编码:221008

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