蓝牙技术的应用

目录

摘要 (10)

第一章蓝牙概论 (11)

1.1初识蓝牙 (10)

1.2蓝牙的优势 (01)

1.3蓝牙的市场分析 (12)

第二章蓝牙的基本应用 (14)

2.1蓝牙应用概述 (14)

2.2替代电缆的应用 (14)

第三章蓝牙的技术概要 (16)

3.1 蓝牙技术简介 (16)

3.2蓝牙技术参数 (16)

3.3蓝牙技术特色 (17)

3.4蓝牙的创新应用 (19)

第四章蓝牙耳机的设计程序 (21)

4.1硬件设计 (22)

4.2 I2S总线 (22)

4.3 软件设计 (23)

4.4 语音传输建立过程 (25)

第五章存在的问题与不足 (28)

参考文献 (29)

蓝牙的梦想与现实

摘要：随着Internet和移动通信的空前发展和相互融合，出现了许多新技术和新标准。蓝牙就是其中的一种无线通信标准，它能使网络中的数据和语音设备互连互通，实现快速灵活的通信。文章介绍蓝牙的主要技术，并分析其协议钱的分层结构和各层提供的服务。

关键词:无线通信; Internetp; 蓝牙;移动通信

Blue tooth dream and reality

【Abstract】And fused mutually along with Internet and the mobile communication unprecedented development, appeared many new technologies and the new standard.The blue tooth is one kind of wireless correspondence standard, it can cause in the network the data and the pronunciation equipment interconnection intercommunication, the realization fast nimble correspondence.The article introduced the blue tooth the main technology, and analyzes the service which its agreement money the stratification structure and each level provide.

Key words：Wireless correspondence; Internetp; Blue tooth; Mobile communication

第一章蓝牙概论

1.1初识蓝牙

蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，爱立信早在1994年就已进行研发。1997年，爱立信与其他设备生产商联系，并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。1998年2月，5个跨国大公司，包括爱立信、诺基亚、IBM、东芝及Intel组成了一个特殊兴趣小组（SIG），他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。

蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王Harald Blatand－英译为Harold Bluetooth(因为他十分喜欢吃蓝梅,所以牙齿每天都带着蓝色)。在行业协会筹备阶段,需要一个极具有表现力的名字来命名这项高新技术。行业组织人员，在经过一夜关于欧洲历史和未来无限技术发展的讨论后，有些人认为用Blatand国王的名字命名再合适不过了。Blatand国王将现在的挪威，瑞典和丹麦统一起来；他的口齿伶俐,善于交际,就如同这项即将面世的技术，技术将被定义为允许不同工业领域之间的协调工作，保持着个各系统领域之间的良好交流,例如计算，手机和汽车行业之间的工作。名字于是就这么定下来了。

1.2蓝牙的优势

为什么选择Bluetooth 无线技术？

Bluetooth 无线技术是在两个设备间进行无线短距离通信的最简单、最便捷的方法。它广泛应用于世界各地，可以无线连接手机、便携式计算机、汽车、立体声耳机、MP3 播放器等多种设备。由于有了―配置文件‖这一独特概念，Bluetooth 产品不再需要安装驱动程序软件。此技术现已推出第四版规格，并在保持其固有优势的基础上继续发展—小型化无线电、低功率、低成本、内置安全性、稳固、易于使用并具有即时联网功能。Bluetooth 无线技术是现在市场上唯一得到认可的主导短距离无线技术，2005 年底，其周出货量已超过五百万件，已安装基站数超过 5 亿个。

全球可用

Bluetooth 无线技术规格供我们全球的成员公司免费使用。许多行业的制造商都积极地在其产品中实施此技术，以减少使用零乱的电线，实现无缝连接、流传输立体声，传输数据或进行语音通信。Bluetooth 技术在2.4 GHz 波段运行，

该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学(ISM) 无线电波段。正因如此，使用Bluetooth 技术不需要支付任何费用。但您必须向手机提供商注册使用GSM 或CDMA，除了设备费用外，您不需要为使用Bluetooth 技术再支付任何费用。

易于使用

Bluetooth 技术是一项即时技术，它不要求固定的基础设施，且易于安装和设置。您不需要电缆即可实现连接。新用户使用亦不费力–您只需拥有Bluetooth 品牌产品，检查可用的配置文件，将其连接至使用同一配置文件的另一Bluetooth 设备即可。后续的PIN 码流程就如同您在ATM 机器上操作一样简单。外出时，您可以随身带上您的个人局域网(PAN)，甚至可以与其它网络连接。。

1.3蓝牙的市场分析

蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。

蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。

蓝牙耳机：蓝牙耳机是一种基于蓝牙技术的一种小型设备，只需要把这种轻巧的设备藏在耳机边而不需要直接使用通讯设备（手机、电脑等）就可以实现自由通话。

蓝牙手机的特点

优点：在10米范围内，只需戴上蓝牙耳机，在汽车上或办公室里就可无线接听电话。

蓝牙手机不仅可以上网，还可以在一定范围内与手提电脑以无线连接，让笔记本电脑无线上网成为现实；对两个同时持有蓝牙手机的用户，可以互相通过手机交换名片、电话和手机铃声，还可以无线对打游戏。

蓝牙的发展：蓝牙的支持者很多，从最初只有五家企业发起的蓝牙特别兴趣小组（SIG）发展到现在已拥有了近3000个企业成员。根据计划，蓝牙从实验室进入市场经过三个阶段：

第一阶段是蓝牙产品作为附件应用于移动性较大的高端产品中。如移动电话耳机、笔记本电脑插卡或PC卡等，或应用于特殊要求或特殊场合，这种场合只要求性能和功能，而对价格不太敏感，这一阶段的时间大约在2001年底到2002年底。

第二阶段是蓝牙产品嵌入中高档产品中，如PDA、移动电话、PC、笔记本电脑等。蓝牙的价格会进一步下降，估计其芯片价格在10美元左右，而有关的测试和认证工作也将初步完善。这一时间段是2002年～2005年。

第三阶段是2005年以后，蓝牙进入家用电器、数码相机及其他各种电子产品中，蓝牙网络随处可见，蓝牙应用开始普及，蓝牙产品的价格在2美元～5美元之间，每人都可能拥有2-3个蓝牙产品。

就目前而言，蓝牙产品的市场化正处于第二阶段的起步期。预计到2006年底，蓝牙将会有超过10亿的无线用户，其中包括5亿多使用无线互联网访问服务的用户。第三代移动通信技术将为蓝牙互联提供更大的市场，蓝牙互联技术允许手机、便携设备、个人电脑、笔记本电脑和第三方的接入设备互相连接在一起。安装蓝牙模块的设备将从2001年的不足100万台增加到2006年的16亿台。

蓝牙技术的主要市场将是低端无线联网领域，提供简单方便的无线联网技术是业内最初研发“蓝牙”标准的初衷。

第二章蓝牙的基本应用

2.1蓝牙应用概述

系统设计的要回答的中心问题是系统“怎么做”，既如何实现用户的需求。在这一阶段，要根据实际的技术条件、经济条件、和社会条件，确定系统的实施方案，既系统的物理模型。

2.2替代电缆方面的应用

a.电脑外设的无线连接

多媒体、无线通信和互联网的融合是当今技术发展的趋势.随着各种短距离无线通信技术的发展,人们提出了无线个人区域网(WPAN,Wireless Persortal Area Network)的概念.WPAN的核心思想是通过无线技术,组建个人化的信息网络.蓝牙协议(Bluetooth)作为实现WPAN的主流技术,一经推出就成为短距离无线通信数据领域的最热门的研究方向,它将广泛应用在信息家电、移动通信、嵌入式应用等诸多领域.电缆替代协议通过模拟串口为基于串行传输机制的应用提供串口服务,这样现有的各种基于串口的高层应用程序都可以较容易地移植到蓝牙技术上来,保证蓝牙技术与现有技术的融合以及各种应用的互通性.在分析协议的基础上,给出了软件设计方案和具体的实现方法.

根据企业的实际需要，企业无线网络由多个匹克网构成，而不同匹克网之间的通信应该只在办公网络内部进行路由，而不应通过局域网，这就需要建立一种特殊的路由机制，使得各匹克网之间的通信能够进行正确的路由，达到方便快捷的通信、拓宽通信范围、减轻网络负载的目的。

b.蓝牙无线耳机

目前蓝牙技术在日常生活中应用最广的就是在支持蓝牙的手机通话设备上，如手机蓝牙耳机，蓝牙使驾驶更安全，很多车主都感到开车时接听电话不方便：一只手扶着方向盘，另一只手举着电话接听，不但妨碍换挡、影响安全，两只眼睛盯着前车还得四下踅摸警察，12分实在不禁罚；车载免提系统接听电话比较方便，但难免有不方便的电话在不方便的时候打进来；使用有线耳机也不很爽，耳机线四处晃荡影响手臂的活动，耳机线屏蔽效果差经常受到电磁噪音干扰，扔在副驾座位上的手机还常在下车时被夹在衣服上的耳机线扯得摔在地上……让人火冒三丈，一不小心还要对着受伤的爱车眼泪哗哗。

配合手机使用的蓝牙耳机可以让这些烦恼随风而去，使驾驶更加安全。通过配有蓝牙功能的耳塞，使手机用户可以实现无线免提功能，而不必像现在这样从头部垂下一根线到手机上。用户还可以通过车载蓝牙通讯设备来使用手机，不用从包中掏出手机就可以实现通话。

索尼爱立信为了宣传其蓝牙技术甚至推出了一款精巧的蓝牙遥控车———Car100。Car100内置电池，但并没有配置特别的充电器。充电是使用索尼爱立信的手机进行充电，而充电的过程实际上是将手机的电充到Car100上面去。透过驾驶舱可以见到Car100入面的控制芯片，显示出浓烈的科技韵味。

手机已经成为大家生活中不可缺少的沟通工具，不过许多“移动族群”经常不方便拿着手机讲电话，或者希望将电磁辐射的伤害减到最低，因此不少用户习惯在手机上接一副免提听筒耳机，却又深受剪不断理还乱的耳机连接线困扰，其实还有种更好的选择，就是“蓝牙耳机”。

蓝牙耳机究竟有什么好处？戴上蓝牙耳机，你可以一边写 EMAIL 一边讲电话、你可以边开车边讲电话、你可以一边做家事一边讲电话，再也没有恼人电线的牵绊！就像最近某支主打蓝牙耳机的手机广告：将双手空出来，让手做它该做的事。

使用蓝牙耳机，还有一个我们绝对不能忽视的好处：健康！常讲电话的朋友一定有这种经验，手持电话贴着耳朵讲，不仅手和脖子容易引起酸痛，讲久了连头也渐渐痛了起来。蓝牙耳机的电磁波远比手机低，讲电话时只要将手机放在公文包内或是口袋里，戴上耳机轻松讲，既不用将手举得老高，还能够有效减少电磁波对人体的影响.

第三章蓝牙的技术概要

3.1蓝牙技术简介

就整体而言，蓝牙技术就是一套完整的通信协议体系，蓝牙协会所发表的蓝牙技术标准内的（核心规范）文件中，从最底层的无线电波信号，中间层的信号处理方式，到最高层各种应用程序采用的通信协议，都有详尽的定义，几乎所有通信及信息领域相关设备都可以安装蓝牙模块。

具体而言，蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1Mb，以时分方式进行全双工通信，通信距离为10m左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。

蓝牙主要面向网络中各类数据及语音设备，如PC机、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话、家电设备等，使用无线微波的方式将它们连成一个微微网，多个微微网之间也可以互连，从而方便快速地实现各类设备之间的通信。

3.2蓝牙技术参数

蓝牙1.0标准由两个文件组成。一个是核心部分（FoundationCore），它规定的是设计标准。另一个叫协议子集部分（FoundationProfile），它规定的是运作性准则。蓝牙协议可以分为4层，即核心协议层、电缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其它协议层。其中蓝牙的核心协议又包括基带（baseband）、链路管理（LMP）、逻辑链路控制与适应协议（SDP）四部分。

蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段，受干扰的可能性比较大，所以"蓝牙"采用了强大的防干扰和纠错措施。

（1）蓝牙产品采用了跳频技术，能够抗信号衰落。

采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性。"蓝牙"技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每组一个分组占用一个时隙，也可以增至5个时隙。

（2）采用3种方式的差错控制技术，以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰。即：1/3FEC（Forward Error Correction，前向纠错）、2/3 FEC（Forward Error Correction）及ARQ(Automatic Repeat Request，自动重复请求)。

（3）采用FM调制方式，使设备变得更为简单可靠；

蓝牙技术的主要参数可见下表：

工作频段 2.4 GHz~2.480 GHz

数据连接方式面向连接业务SCO，无连接业务ACL

纠错方式 1/3FEC，2/3FEC，ARQ

数据速率 1Mb/s

异步信道速率 1．非对称连接：721kb/s、57.6 kb/s 2．对称连接：432.6kb/s 同步信道速率 64 kb/s

功率 1mW--100mW。

跳频频率数 79个频点/MHz

跳频速率 1600次/秒

发射距离 10m--100m

工作模式 PARK/HOLD/SNIFF

双工方式全双工，时分双工传输

业务类型支持电路交换和分组交换

信道加密 0位，40位，60位加密字符

语音编码方式连续可变斜率

鉴权反应逻辑算术

蓝牙技术产品与因特网之间的通信，使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联，大大提高办公和通信效率。因此， "蓝牙"将成为无线通信领域的新宠，将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。

3.3蓝牙技术特色

电磁波的传播距离决定于电磁波的频率与发射功率。在GSM通信系统中，手机到基站之间属于中长距离的无线通信。在GPS卫星定位系统内，卫星到GPS接收器之间则属于更长距离的无线通信。在同一个房间内相距咫尺的地方，各种电子设备间也可以利用无线电波互相连接，而不必只通过红外线传输技术，这就是蓝牙技术希望得到的目标。蓝牙技术具有下列特点。

1．可同时发送语音与数据

蓝牙技术定义了电路交换与包交换的数据传输类型，能同时支持语音与数据信息的传输。目前电话网络的语音通话属于电路交换（Circuit-switch）的类型，

发话者与受话者之间建立起一条专门的连线。网络上的数据传输则属于包交换（Packet- switch）的类型，包交换是将数据切割成包后发送出去。这两种网络都不能同时传输语音与数据信息。虽然网络已经有许多利用包交换来发送语音的应用服务，例如VOIP（Voice over IP, IP协议上的语音服务, 但是当网络发生堵塞时，将增加各个包在传输上的延迟时间差，先送出的语音包反而较晚到达，这会造成语音断断续续的现象。只有蓝牙技术能同时支持电路交换与包交换的传输类型，才能同时传输语音与数据信息．

2．使用全世界通用的频段

通信产品要能够方便快速普及，必须使通信频率位于全球各个国家开放的频段上。使用该频段的产品无须事先申请也无须缴纳频率使用费。蓝牙技术就符合这样的条件，蓝牙产品运行的频段是在全世界通用频段ISM2.4GHz上。但是为了避免与此频段上的其他通信系统互相干扰，蓝牙技术还采用频率跳跃（Frequency Hopping）术来消除干扰和降低电波衰减。

3．低功率与低成本的模块

蓝牙技术在定义时即以轻、薄、小为目标，希望能将蓝牙技术组合在单芯片内，达到单芯片低功率与低成本以及体积小的目标。单芯片与许多的电子元件组成蓝牙模块后，以USB或是RS232接口与现有的设备相连接，或是内嵌（Embed）在各种信息设备内，组成蓝牙模块后相当容易安装在各种设备内。虽然短期内蓝牙芯片价格仍很高，但是长期目标是在5美元以下。蓝牙芯片的发射功率能够根据使用模式自动调节，正常工作时的发射功率为1mW，其发射范围一般可达10m。、当传输信息量减少或停止时，蓝牙设备将延长信号响应（Responsiveness）的时间，进入低功率工作模式。根据计算，省电模式比正常工作模式约节省70%的发射功率。也因为蓝牙模块消耗功率低，所以在设计蓝牙无线耳机时，不太考虑散热的问题。

4．可广泛应用于各种电子设备

根据蓝牙技术核心规范的定义，蓝牙技术几乎可以应用到各种移动设备上，如移动电话、无绳电话、笔记本电脑、掌上电脑、数码相机、调制解调器、打印机、投影机、局域网、免提式耳机等，这些都可以通过蓝牙技术中的无线电波来

互相沟通；甚至，开门及报警装置、遥控电灯、冰箱、微波炉、洗衣机等多种家电同样能够安装蓝牙模块。开发蓝牙产品，需要更多的想象力与创意。

5．支持多个蓝牙设备互相连接

蓝牙技术就是一种点对多点的通信协议，蓝牙设备间的数据传输不仅能够点对点（Point-to-Point）,也支持单点对多点(Point-to Multipoint)的方式。在定义上，一个蓝牙设备最多可以同时连接另外7个蓝牙设备（处于Active状态），周围最多可有255个等待的蓝牙设备（处于Standby状态），用蓝牙技术可将个人身边的设备都连接起来，形成一个个人局域网.

3.4 蓝牙的创新应用

3.4.1蓝牙的创新产品

WAP与蓝牙的结合--无线电子钱包

如今，信用卡，特别是智能卡的使用越来越广泛，现金支付已经越来越多的被信用卡交易替代，但是您是否试过连钱包也无须打开，手机直接控制从钱包中的智能卡上划帐进行交易呢？爱立信的无线电子钱包就可使您抛开实物支付，随时轻松使用智能卡进行在线交易。

爱立信的电子钱包中的"蓝牙"芯片可与任何"蓝牙"设备如移动电话、掌上或个人电脑进行通信，特别是其中移动电话将成为最采用"蓝牙"的设备。当您进行网上交易时，利用WAP手机上的"蓝牙"插口与电子钱包中的"蓝牙"芯片通话，读取其中的信息并即刻完成交易。不论是网上购物，还是购买电影票、机票只须轻松输入就可随时随地完成；此外，交易的最新信息还可随时反馈在手机的屏幕上。可能您会担心安全问题，但使用个人密码或其他个人识别技术的服务将使您的风险最小化

蓝牙笔

数字笔充分利用了蓝牙 Bluetooth 无线技术和GPRS网络，可传输手写文本并与移动电话、计算机和互联网进行互动通信。Chatpen可以生成新的短消息、传真、电子邮件和数据业务，为运营者及其用户提供了巨大潜力。

借助印在纸上的产品目录，消费者不用接触计算机就能够以电子方式订购产品。公司可以利用预先打印的表格收集数据、检索目录并管理其他类型的商业通信，甚至可以实现合同的远程签署。我们可以利用Chatpen做很多事，比如购买

机票或订购鲜花或比萨饼。由于Chatpen和其书写用纸都具备点模式的特性，它的使用会越来越广泛，无数新应用也即将涌现。

虽然它的外观和书写方式都同一支普通的笔相同，但是Chatpen可以借助一种印在普通纸上几乎看不见的点模式“读”出它的位置。这些信息通过蓝牙和GPRS移动电话，消费者即可同时在纸上及以数字方式书写。用户将发现自己不再仅限于基于文本的短消息或电子邮件，只要使用Chatpen就可以通过移动电话、PC或掌上电脑 PDA 随时发送手写便条。您画下来或写下来的任何内容都可以立刻传送，信息处理变得更个性化，且因无需使用字母输入而大大简化了发送文本信息的过程。

蓝牙手表

如今，蓝牙装备已经不是什么新鲜事物，尤其最近立体声蓝牙耳机的兴起，使得支持蓝牙立体声耳机已经成为音乐手机的标准配置。索尼爱立信与美国著名手表厂商Fossil公司合作，推出了索爱第一款蓝牙手表MBW-100。虽然这并不是世界上第一款蓝牙手表，但凭借索爱的品牌优势和相对丰富功能，这块手表还是引起了广泛的关注。

第四章蓝牙耳机的设计

蓝牙耳机是一种无线语音传输技术，是基于耳机在无线技术方面的延伸。它是相配于蓝牙技术而进入多媒体个人区域网络的。随着蓝牙技术的日趋完善和蓝牙产品市场占有率逐渐提升，蓝牙耳机在技术上也将不断得到改进，使之成为个人多媒体区域网络的主要配套产品。蓝牙耳机的应用范围除了手机以外，PDA、无绳电话应用、汽车免提工具、电话终端等，也是蓝牙耳机发挥技术优势的应用领域。本文设计的蓝牙耳机支持蓝牙规范1．2版本，传输距离达10 m，传输速率达723．2 kb／s，并且具有低功耗和(几乎)无辐射等技术优点和优势。

蓝牙技术

蓝牙作为一种低成本、短距离的无线连接技术标准，是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba五家公司共同倡导的一种全球无线技术标准，是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范。它以低成本的短距离无线连接为基础，为固定设备与移动设备通信环境建立一个特别连接。其实质是建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准，实现设备问的电缆替代。

蓝牙技术规范包括协议和应用规范两个部分。协议定义了各功能元素各自的工作方式，整个蓝牙协议体系结构分为4层，即核心协议层、线缆替代协议层、电话控制协议层和采纳的其他协议层；应用规范则阐述了为了实现一个特定的应用模型，各层协议间的运转协同机制。较典型的应用规范有拨号网络、耳机(headset)、局域网访问和文件传输等。蓝牙耳机的协议栈原理如图1所示。

4.1 硬件设计

硬件电路信号处理与控制部分采用Zeevo公司的基于ARM7的音频处理器ZV4301。ZV4301处理器是在一个单芯片收发器上加入一个集成RF、数字信号处理、通信处理和运算及控制处理功能的48 MHz APM7微处理器，片外扩展闪存，以实现需要技术和高度最佳化的音频处理。

编解码芯片采用飞利浦公司的UDAl380音频芯片。UDAl380是一颗专为便携式产品所设计的单芯片立体声音频编解码器，可以提供立即可用的先进音频功能。这颗音频编解码器具有24位数据路径、多重时钟支持、DC偏移消除、支持多重数据格式以及数字静音检测等集成功能。本设计中，UDAl380利用与微控器接口作音控处理．并利用L3接口来控制音量。

4.2 I2S总线

本设计在硬件电路上使用基于I2S总线的音频系统体系结构。I2S(Inter-IC Sound bus)是飞利浦公司提出的串行数字音频总线协议。

I2S总线只处理声音数据，其他信号(如控制信号)必须单独传输。为了使芯片的引脚尽可能少，I2S只使用了三根串行总线。这三根线分别是：提供分时复用功能的数据线(SD)、字段选择线(声道选择WS)、时钟信号线(SCK)。

此设计中采用电源统一供电，ZV4301作为主设备，UDAl380作为从设备。ZV4301使用3个通用I／O口来模拟I2S总线。其读写I2S总线的数据主要包括以下几个函数；

word_selection()；／／字选择函数

serial_clock()；／／时钟信号函数

serial_data()；／／串行数据函数

shift_register()；／／寄存器移位函数

4.3 软件设计

VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统。良好的持续发展能力、支持多种硬件环境、高性能的内核以及友好的用户开发环境，使之成为所有独立于处理器实时系统中最具特色的操作系统。

在该设计中，软件协议全部下载到蓝牙设备内核处理器的外置闪存中，操作通过人机接口控制。基于VxWorks的软件编写工作主要包括：BSP包的改动、程序的编写和操作系统的裁减。由于VxWorks的高度灵活性，可以很容易地对这一操作系统进行定制或作适当开发，来满足系统的实际应用需要。BSP包的改动指根据目标硬件实际配置修改系统的配置参数宏(MAC-RO)，主要修改config．h、makefile．h、bspname．h文件。

程序编写函数主要包括以下7个。

(1)系统引导函数

VxWorks操作系统在一些板级系统初始化后自动执行tUsrRoot()函数，以完成初始化。

tUsrRoot()

……／／必要初始化程序

vInitializeLmp()；／／LMP初始化完成

vInitializeL2cap()；／／L2CAP初始化完成

vInitializeSdp()；／／SDP初始化完成

vInitializeRf()；／／RFCOMM初始化完成

vInitializeHA()；／／HeadsetApplication初始化完成

exit()；／／退出

(2)系统初始化函数(以L2CAP为例)

typedet

{MSG_IDSdpToL2cap；

MSG_ID L2capToSdp；

MSG_ID RfToL2cap；

MSG_ID L2capToRf；

MSG_lD HAToSdp；

MSG_ID SdpToHA；

MSG_ID HAToRf；

MSG_ID RfToHA；

}MSG_QUEUE_ID／／定义消息队列1D结构体类型

MSG_QUEUE_ID MsgQueueld；／／定义全局消息队列ID结构体，用于存放每个消息队列的ID

vInitlalizeL2caD()；／／L2CAP初始化，包括初始化全局变量、创建定时器、创建消息

／／队列、创建并启动任务

(3)LMP软件设计

基带程序运行在蓝牙芯片的信号处理单元中，而LMP程序运行在蓝牙芯片的微处理器中，它们通过邮箱来交换信息。只要任何一方向邮箱发送了信息，邮箱就会产生中断信号，另外一方可以在中断服务程序中进行信息读取和处理。其处理函数为；

vLmpDealFromBB()

／／处理来自BaseBand层的消息以建立连接，对来自BaseBand层／／的操作码决定接受与否，并进行鉴权、加密、处理或断开等操作

(4)L2CAP软件的设计

tL2capDealMsgFromSdp()

／／处理来自SDP层的消息SdpToL2eap，生成L2CAP数据包，把数据传BaseBand层

tL2capDealMsgFromRf()

／／处理来自RFCOMM层的消息RfToL2cap，生成L2CAP数据包，把数据传BaseBand层

vL2capDealMsgFromBB()

／／处理来自BaseBand层的消息，在处理器邮箱中断程序被调用

(5)SDP软件的设计

tSdpDealMsgFromL2cap()

／／处理来自L2CAP的消息L2capToSdp，并上报搜索到的服务的属性tSdpDealMsgFromHA()

／／处理来自HeadsetApplieation的消息HAToSdp，对上报信息进行应答

(6)RFOOMM软件的设计

tRfDealMsgFromHA()

／／处理来自HeadsetApplication的消息HAToRf，生成RFCOMM数据包，传送给L2CAP

tRfDealMsgFromL2cap()

／／处理来自L2CAP的消息L2capToRf，对不同的帧进行处理

(7)HeadsetApplication软件的设计

tHADealMsgFronaSdp()

／／处理来自SDP的消息SdpToHA，判断是否正常并处理

tHADeaIMsgFromRf()

／／处理来自RFCMM的消息RfToHA，对AT命令及其应答作出处理4.4 语音传输建立过程

蓝牙耳机系统工作时总是蓝牙语音网关(AG)和蓝牙耳机(HS)成对出现的。其通信所用到的协议栈及实体如图4所示。

蓝牙设备连结的建立遵循底层到高层的原则，即搜索蓝牙设备、建立链路、服务搜索、建立信道、建立连接和数据传输。

以下是音频连接建立的全过程。(以AG主动发起连接请求为例。)

①AG首先发起查询，通过查询AG获得HS的蓝牙地址。

②AG在应用层的驱动下向查询到的HS发起一个page进程。当接收到HS返回的应答信号时，AG与HS之间的ACL链接已经成功建立。

③一旦ACL链接建立，即可以被用来传送振铃信号。振铃信号的发送是通过AT命令RING来完成的。

④ACL链接好后，接着建立L2CAP链路。AG首先在信令信道上发送一个链接请求信令L2CAP_req，要求建立信道标号为0x0040的L2CAP。当HS返回链接响应信号时，表明0x0040信道已经建立好。然后对此信道进行配置，配置完信道后，就可以利用此CID(信道标识符)为0x0040的L2CAP信道进行SDP查询。

⑤AG在L2CAP信道上发送一个SDP查询包。SDP查询包将查询SDP服务器端HS是否具有所需要的服务。若查询成功，在ACL链路上，AG再建立一条标号为0x0041的l.2CAP链路，用来传输RFCOMM数据；同时，断开用作SDP 查询的标号为0x0040的L2CAP链路。

⑥当CID为0x004l的L2CAP信道建立好之后，首先建立控制信道DICIO，AG在信道上发送一个SABM帧，即要求建立RFCOMM层上的Channel O。如果响应方HS希望建立链接，返回一个VA帧，表明已经建立好了Channel 0这条RFCOMM信道。此信道为控制信道,用来传送携带控制信息和命令的UIM帧。如果响应方HS不希望建立链接，返回一个DM帧。其次建立数据信道，先是对数据传送信道的参数进行协商，协商命令PN参数包括对将要建立的信道Channel 1的优先级，最大帧长等，当双方协商好后建立传输数据的信道Channell。

⑦通过RFooMM信道传输HS控制层的AT命令，即在RFCOMM数据传送信道Channe1上利用UIH帧传送AT+CKPD命令。当接收到对方的响应后，就可以开始建立SCO链接。

⑧HCI(主机控制接口)发一个WRITE_VOICE_SETTING命令，对音频状态进行一些设置。当接收到AG的建立SC0链接的请求时，若HS允许，发送一个接

收的HCI命令，在命令完成之后，传输音频信号的SC0链路就建立好了，此时就可以进行语音通信。

第五章存在的问题与不足

当今的无线世界意味着可以在不同设备、不同国家、不同人员之间无线发送数据。电子邮件、照片、合同和地址之类的数据对我们每个人来说都是宝贵且专有的。此类私人信息不再通过抬眼即见的缆线传输，而需要安全发送到目标收件人而不被中途拦截。世界上的无线标准在不断发展，并且通过各种方式来解决用户的安全问题。蓝牙无线技术也不例外。蓝牙无线技术从发展初期就非常重视无线安全问题，以便全球标准用户能够安全地进行连接。蓝牙特别兴趣小组(SIG)由4000多家成员制造商组成，并设有由成员公司的工程师组成的蓝牙安全专家小组来提供重要的安全信息和反馈，这些信息和反馈将影响蓝牙无线规格的发展。在其产品中使用蓝牙无线技术的产品开发商可以采取几种方法来实现安全性。

对于两台设备之间的蓝牙访问，共有三种安全模式。安全模式1：不安全安全模式2：服务级强制安全安全模式3：链路级强制安全各个产品的制造商决定采用哪种安全模式。设备和服务也有不同的安全级别。对于设备，有2级：“信任设备”和“不信任设备”。信任设备与另一方设备一经配对，便可无限制地访问所有服务。对于服务，定义了三个安全级别：需要授权和验证的服务、只需要验证的服务以及对所有设备都公开的服务。最近，人们对无线安全和蓝牙无线技术的困惑和误解日益加深。目前的安全问题一般是手机安全问题。如何使这些问题应用于其它类别的设备非常重要，但往往难以解决。蓝牙规格中的加密算法非常安全，适用于多种设备，仅举少数几例：诸如连接到PC的鼠标和键盘、与PC 同步的手机以及将手机用作调制解调器的PDA等。手机数据损坏是由于该平台的实施发生问题。蓝牙SIG与我们的成员一起坚持不懈地工作，对报告的任何问题进行调查以找出问题的根源。如果是规格问题，我们将与成员一起努力找出补救方法，确保将来的设备不会有同样的缺陷。这是一个持续改进的过程。最近关于高级“黑客”利用蓝牙功能访问存储在所选手机上的数据的报道，就是由于不正确实施而引起的。此类违法以及不正当访问信息的行为被称为bluesnarfing和bluebugging。下面的问题和答案为用户提供了有关这些最新问题的更多信息，并将消除他们对安全问题的担忧。