引言

　　由于微電子技術與集成電路技術的進步，使得計算機設備的體積進一步縮小，功耗不斷降低。而且隨著產品體積的日益減小和對應功耗的降低，使得各種移動、便攜式產品越來越廣泛地被應用于人們的日常生活中；但由此產生的網絡連接和信息交換問題也越發(fā)突出?，F在，各種移動設備間的無線通信產品已經成為眾多廠商正在努力開發(fā)的目標。藍牙技術正是在這樣的一種環(huán)境下產生的。藍牙技術致力于構建體積小，功耗低，并能夠深度嵌入到其他設備或隨身攜帶的產品；使用藍牙技術可以實時處理數據、語音、圖像，甚至是視頻信息。

　　2010年7月7日藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）宣布，正式采納藍牙4．0核心規(guī)范（Bluetooth Core Specification Version 4．0），并啟動對應的認證計劃。會員廠商可以提交其產品進行測試，通過藍牙4．0后將獲得藍牙4．0標準認證。該技術擁有極低的運行和待機功耗，使用一粒紐扣電池甚至可連續(xù)工作數年之久。同時還擁有低成本、跨廠商互操作性、3 ms低延遲、100 m以上超長距離、AES-128加密等諸多特色，可以用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯網等眾多領域，藍牙技術將在未來的短距離無線通信中發(fā)揮巨大作用。

　　本文就基于嵌入式設備上的藍牙數據傳輸技術，重點研究了藍牙協議體系和應用框架，以及嵌入式藍牙數據傳輸軟件的實現。

　　1 藍牙協議概述

　　藍牙協議棧是藍牙通信規(guī)范的核心部分，如圖1所示。藍牙協議規(guī)定了藍牙設備的定位、之間的互連操作，以及如何建立連接交換數據，從而可以在藍牙設備之間進行無縫交互式應用。藍牙協議采用了網絡通信中常用的分層結構，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(yè)務質量（QoS）、協議的復用和分用等功能。藍牙技術的一個主要任務就是能夠使使用相同藍牙協議的本地設備和遠端設備互聯互通，而不需要額外的資源和操作。

　　從協議的重要性上，藍牙協議體系可以分為4個層次，即核心協議層、串口協議層、電話控制協議層和可選協議層。各個層還包含了各種具體的協議：

　?。?）核心協議層：邏輯鏈路控制和適配協議（L2CAP）、基帶、鏈路管理協議（LMP）、服務發(fā)現協議（SDP）；

　　（2）串口協議層：串口仿真協議（RFCOMM）；

　　（3）電話控制協議層：電話控制二元協議（TCSBinary）與AT-Command規(guī)范；

　?。?）可選協議層：點到點協議（PPP）、對象交換協議（OBEX）、UDP／TCP／IP協議、無線應用環(huán)境（WAE）、無線應用協議（WAP）、紅外移動通信（IrMC）、vCard、vCal。

　　2 藍牙數據傳輸系統(tǒng)設計

　　2．1 藍牙應用框架

　　在藍牙協議體系結構的基礎上，藍牙規(guī)范還定義了通用的藍牙應用框架。應用框架重點選擇了標準藍牙協議中的消息和操作，描述了完整的藍牙應用操作過程。應用框架的提出大大提高了不同廠家藍牙產品的互操作性，這給用戶帶來了便利。在藍牙通用應用框架中，定義了4個通用框架，它們是實現具體的藍牙應用的規(guī)范和基礎。這4個應用框架是：通用訪問框架（Generic Access Profile，GAP）、串口仿真框架（Ser ial Port Proflle，SPP）、服務發(fā)現應用框架（Service Discovery Application Profile，SDAP）、通用對象交換框架（Generic Object Exc hange Profile，GOEP）。這4個通用框架之間的關系如圖2所示。