蓝牙无线接入系统简介

蓝牙无线接入系统简介（精选8篇）

篇1：蓝牙无线接入系统简介

个人通信是人类通信的最高目标，它利用各种可能的网络技术，实现人与人之间任何时间、任何地点，任何种类的通信。在近距离通信中，蓝牙(Bluetooth)无线接入技术使无线单元间的通信变得十分容易，将计算机技术与通信技术更紧密地结合在一起，人们可随时随地进行信息的交换与传输。除此之外，蓝牙技术还可为数字网络和外设提供通用接口，以组建远离固定网络的个人特别连接设备群。

1 无线频段的选择和抗干扰

蓝牙技术采用2400～2483.5MHz的ISM(工业、科学和医学)频段，这是因为：(1)该频段内没有其它系统的信号干扰，同时频段向公众开放，无须特许;(2)频段在全球范围内有效。世界各国、各地区的相关法规不同，一般只规定信号的传输范围和最大传输功率。对于一个在全球范围内运营的系统，其选用的频段必须同时满足所有规定，使任何用户都可接入，因此必须将所需要素最小化。在满足规则的情况下，可自由接入无线频段，此时，抗干扰问题便变得非常重要。因为2.45GHZ ISM频段为开放频段，使用其中的任何频段都会遇到不可预测的干扰源(如某些家用电器、无绳电话和汽车开门器等)，此外，对外部和其它蓝牙用户的干扰源也应作充分估计。

抗干扰方法分为避免干扰和抑制干扰。避免干扰可通过降低各通信单元的信号发射电平达到;抑制干扰则通过编码或直接序列扩频来实现。然而，在不同的无线环境下，专用系统的干扰和有用信号的动态范围变化极大。在超过50dB的远近比和不同环境功率差异的情况下，要达到1Mb/s以上速率，仅靠编码和处理增益是不够的。相反，由于信号可在频率(或时间)没有干扰时(或干扰低时)发送，故避免干扰更容易一些。若采用时间避免干扰法，当遇到时域脉冲干扰时，发送的信号将会中止。大部分无线系统是带限的，而在2.45GHZ频段上，系统带宽为80MHz，可找到一段无明显干扰的频谱，同时利用频域滤波器对无线频带其余频谱进行抑制，以达到理想效果。因此，以频域避免干扰法更为可行。

2 多址接入体系和调制方式

选择专用系统多址接入体系，是因为在ISM频段内尚无统一的规定。频分多址(FDMA)的优势在于信道的正交性仅依赖发射端晶振的准确性，结合自适应或动态信道分配结构，可免除干扰，但单一的FDMA无法满足ISM频段内的扩频需求。时分多址(TDMA)的信道正交化需要严格的时钟同步，在多用户专用系统连接中，保持共同的定时参考十分困难。码分多址(CDMA)可实现扩频，应用于非对称系统，可使专用系统达到最佳性能。直接序列(DS)CDMA因远近效应，需要一致的功率控制或额外的增益，与TDMA相同，其信道正交化也需共同的定时参考，随着使用数目的增加，将需要更高的芯片速度、更宽的带宽(抗干扰)和更多的电路消耗。跳频(FH)CDMA结合了专用无线系统中的各种优点，信号可扩频至很宽的范围，因而使窄带干扰的影响变得很小。跳频载波为正交，通过滤波，邻近跳频干扰可得到有效抑制，而对窄带和用户间干扰造成的通信中断，可依赖高层协议来解决。在ISM频段上，FH系统的信号带宽限制在1MHZ以内。为了提高系统的鲁棒性，选择二进制调制结构。由于受带宽限制，其数据速率低于1Mb/s。为了支持突发数据传输，最佳的方式是采用非相干解调检测。蓝牙技术采用高斯型频移键控(GFSK)调制，调制系数为0.3。逻辑“1”发送正频偏，逻辑“0”发送负频偏。解调可通过带限FM鉴频器完成。

3 媒体接入控制(MAC)

蓝牙系统可实现同一区域内大量的非对称通信。与其它专用系统实行一定范围内的单元共享同一信道不同，蓝牙系统设计为允许大量独立信道存在，每一信道仅为有限的用户服务。从调制方式可看出，在ISM频段上，一条FH信道所支持的比特率为1Wb/S。理论上，79条载波频谱支持79Mb/S，由于跳频序列非正交化，理论容量79Mb/s不可能达到，但可远远超过1Mb/S。

一个FH蓝牙信道与一微微网相连。微微网信道由一主单元标识(提供跳频序列)和系统时钟(提供跳频相位)定义，其它为从单元。每一蓝牙无线系统有一本地时钟，没有通常的定时参考。当一微微网建立后，从单元进行时钟补偿，使之与主单元同步，微微网释放后，补偿亦取消，但可存储起来以便再用。不同信道有不同的主单元，因而存在不同的跳频序列和相位。一条普通信道的单元数量为8(1主7从)，可保证单元间有效寻址和大容量通信。蓝牙系统建立在对等通信基础上，主从任务仅在微微网生存期内有效，当微微网取消后，主从任务随即取消。每一单元皆可为主/从单元，可定义建立微微网的单元为主单元。除定义微微网外，主单元还控制微微网的信息流量，并管理接入。接入为非自由竞争，625ps的驻留时间仅允许发送一个数据包。基于竞争的接入方式需较多开销，效率较低。在蓝牙系统中，实行主单元集中控制，通信仅存在于主单元与一个或多个从单元之间。主从单元间通信时，时隙交替使用。在进行主单元传输时，主单元确定一个欲通信的从单元地址，为了防止信道中从单元发送冲突，采用轮流检测技术，即对每个从到主时隙，由主单元决定允许哪个从单元进行发送。这一判定是以前一时隙发送的信息为基础实施的，且仅有恰为前一主到从被选中的从地址可进行发送。若主单元向一具体从单元发送了信息，则此从单元被检测，可发送信息。若主单元末发送信息，它将发送一检测包来标明从单元的检测情况。主单元的信息流体系包含上行和下行链路，目前已有考虑从单元特征的智能体系算法。主单元控制可有效阻止微微网中的单元冲突。当互相独立的微微网单元使用同一跳频时，可能发生干扰。系统利用ALOHA技术，当信息传送时，不检测载波是否空载(无侦听)，若信息接收不正确，将进行重发(仅有数据)。由于驻留期短，FH系统不宜采用避免冲突结构，对每一跳频，会遇到不同的竞争单元，后退(backoff)机制效率不高。

4 基于包的通信

蓝牙系统采用基于包的传输：将信息流分片(组)打包，在每一时隙内只发送一个数据包。所有数据包格式均相同：开始为一接入码，接下来是包头，最后是负载。

接入码具有伪随机性质，在某些接人操作中，可使用直接序列编码。接人码包括微微网主单元标志，在该信道上，所有包交换都使用该主单元标志进行标识，只有接入码与接入微微网主单元的接入码相匹配时，才能被接收，从而防止一个微微网的数据包被恰好加载到相同跳频载波的另一微微网单元所接收。在接入端，接入码与一滑动相关器内要求的编码匹配，相关器提供直接序列处理增益。包头包含：从地址连接控制信息3bit，以区分微微网中的从单元;用于标明是否需要自动查询方式(ARQ)的响应/非响应1bit;包编码类型4bit，定义16种不同负载类型;头差错检测编码(HEC)8bit，采用循环冗余检测编码(CRC)检查头错误。为了限制开销，数据包头只用18bit，包头采用1/3率前向纠错编码(FEC)进一步保护。

蓝牙系统定义了4种控制包：(1)ID控制包，仅包含接入码，用于信令;(2)空(NULL)包，仅有接入码和包头，必须在包头传送连接信息时使用;(3)检测(POLL)包，与空包相似，用于主单元迫使从单元返回一响应;(4)FHS包，即FH同步包，用于在单元间交换实时时钟和标志信息(包括两单元跳频同步所需的所有信息地其余12种编码类型用于定义包的同步或异步业务。

在时隙信道中，定义了同步和异步连接。目前，异步连接对有无2/3率 FEC编码方式的负载都支持，还可进行单时隙、3时隙、5时隙的数据包。异步连接最大用户速率为723.2kb/s，这时，反向连接速率可达到57.6kb/s。通过交换包长度和依赖于连接条件的FEC编码，自适应连接可用于异步链，依赖有效的用户数据，负载长度可变。然而，最大长度受限于RX和TX之间最少交换时间(为200Ps)。对于同步连接，仅定义了单时隙数据包传输，负载长度固定，可以有1/3率、2/3率或无FEC。同步连接支持全双工，用户速率双向均为64kb/s。

5 以物理连接类型建立连接

蓝牙技术支持同步业务(如话音信息)和异步业务(如突发数据流)，定义了两种物理连接类型：同步面向连接的连接(SCO)和异步无连接的连接(ACL)，

SCO为主单元与从单元的点对点连接，通过在常规时间间隔内预留双工时隙建立起来。ACL是微微网中主单元到所有从单元的点到多点连接，可使用SCO连接末用的所有空余时隙，由主单元安排ACL连接的流量。微微网的时隙结构允许有效地混合利用异步和同步连接。

专用系统设计中的关键问题是，如何在单元间找到对方，并建立连接。在蓝牙系统中，建立连接分为扫描、呼叫和查询3步。在空闲模式下，一单元保持休眠状态，以节省能量，但为了允许建立连接，该单元必须经常侦听是否有其它单元欲建立连接。在实际的专用系统中，没有通用的控制信道(一个单元为侦听呼叫信息而锁定)，这在常规蜂窝无线系统中是很普遍的。而在蓝牙系统中，一单元为侦听其标志而周期性被唤醒，当一蓝牙单元被唤醒时，便开始扫描，打开与从自身标志得到的接人码相匹配的滑动相关器。扫描窗稍微超过10ms，每次单元被唤醒，扫描不同的跳频(规则要求不允许设固定的唤醒频率，可免除干扰)。蓝牙的唤醒跳频序列的数量仅为32跳，循环使用，覆盖整个80MHz带宽中的64MHz。序列是伪随机的，在每一蓝牙设备中都是唯一的。序列从单元标志中得到，序列的相位由单元中的自行时钟决定。在空载模式下，要注意功率消耗和响应时间的折中选择：增加休眠时间可降低功耗，但会延长接入时间，由于不知道空闲单元在哪一频率上何时被唤醒，想要连接的单元必须解决时频不定问题。无线单元大部分时间处于空闲模式，这种不确定的任务应由呼叫单元来完成。假定呼叫单元知道欲连接单元的标志，也知道唤醒序列产生用于呼叫信息的接入码，在不同频率上，每1.25ms呼叫单元重复发送接入码，对于一次响应，需发送和监听两次接入码。

将连续接入码发送到不同唤醒序列所选择的跳频上。在10ms周期内，访问16个不同跳频载波，为唤醒序列的一半。在空闲单元的休眠期内，呼叫单元在16个频率上循环发送接入码，空闲单元被唤醒后，将收到接入码，并开始建立连接。然而，因为呼叫单元不知道空闲单元的相位，32个跳频唤醒序列中的其余16个频率也可能被唤醒。若呼叫单元在相应的休眠期内收不到空闲单元的响应，它将会在其余的一半跳频序列载波上重复发送接入码。因此，最大的接入码延迟为休眠时间的两倍。当空闲单元收到呼叫信息后，会返回一个提示呼叫单元的信息，即从空闲单元标志中得到的接入码。然后，呼叫单元发送一个FHS数据包给空闲单元，包含呼叫单元的全部信息(标志和时钟)。呼叫单元和空闲单元用该信息建立微微网，此时呼叫单元用其标志和时钟定义FH信道为主单元，而空闲单元成为从单元。

上述呼叫过程建立在呼叫单元完全不知道空闲单元时钟信息的假设上。如果两单元间建立过联系，呼叫单元会对空闲单元时钟有一估计。当单元连接时，将交换时钟信息，存储各自自由运行本地时钟间的补偿时间。这种补偿仅在建立连接时准确，当连接释放后，由于时钟漂移，补偿信息变得不可靠。补偿的可靠性与最后一次连接后的时间长度成反比。

建立连接时，接收标志用于决定呼叫信息和唤醒序列。若不知道该信息，欲进行连接的单元可发布一查询消息，让接收方返回其地址和时钟信息。在查询过程中，查询者可决定哪个单元在需要的范围内，特性如何。查询信息也为一接入码，但从预留标志(查询地址)得到。空闲单元根据32跳的查询序列侦听查询信息，收到查询信息的单元返回FHS包。对于返回的FHS包，采用一随机阻止机制，防止多个接收端同时发送。

在呼叫和查询过程中，使用了32跳载波。对于纯跳频系统，最少要使用75跳载波。然而，在呼叫和查询过程中，仅有一个接入码用于信令。接入码用作直接序列编码，得到由直接序列编码处理增益结合32跳频序列的处理增益，可满足混合DS/FH系统规定所要求的处理增益。因此，在呼叫和查询过程中，蓝牙系统是混合DS/FH系统;而在连接时，为纯FH系统。

6 纠错

蓝牙系统的纠错机制分为FEC和包重发。FEC支持1/3率和2/3率FEC码。1/3率仅用3bit重复编码，大部分在接收端判决，既可用于数据包头，也可用于 SCO连接的包负载。2/3率码使用一种缩短的汉明码，误码捕捉用于解码，它既可用于SCO连接的同步包负载，也可用于ACL连接的异步包负载。使用FEC码，编/解码过程变得简单迅速，这对RX和TX间的有限处理时间非常重要。

在ACL连接中，可用ARQ结构。在这种结构中，若接收方没有响应，则发端将包重发。每一负载包含有一CRC，用来检测误码。ARQ结构分为：停止等待ARQ、向后N个ARQ、重复选择 ARQ和混合结构。为了减少复杂性，使开销和无效重发为最小，蓝牙执行快ARQ结构：发送端在TX时隙重发包，在RX时隙提示包接收情况。若加入2/3率FEC码，将得到Ⅰ类混合ARQ结构的结果。ACK/NACK信息加载在返回包的包头里，在RX/TX的结构交换时间里，判定接收包是否正确。在返回包的包头里，生成ACK/NACK域，同时，接收包包头的ACK/NACK域可表明前面的负载是否正确接收，决定是否需要重发或发送下一个包。由于处理时间短，当包接收时，解码选择在空闲时间进行，并要简化FEC编码结构，以加快处理速度。快速ARQ结构与停止等待ARQ结构相似，但时延最小，实际上没有由 ARQ结构引起的附加时延。该结构比向后N个ARQ更有效，并与重复选择 ARQ效率相同，但由于只有失效的包被重发，可减少开销。在快速ARQ结构中，仅有lbit序列号就够了(为了滤除在ACK/NACK域中的错误而正确接收两次数据包)。

7 功率管理

在蓝牙系统的设计中，需要特别注意减少电流消耗。在空闲模式下，在T从1.28～3.84s区间内，单元仅扫描10ms，有效循环低于1%。在一个PAXIL下，有效循环可减少更多，但PARK模式仅在微微网建立之后使用，从单元可停下工作，即以非常低的有效循环来侦听信道。从单元仅需侦听接入码和包头来重新使时钟同步，决定是否可重新进入休眠状态。因为在时间和频率上都已确定(不工作的从单元被锁定到主单元，与无线和蜂窝电话被锁定到基站类似)，所以可达到非常低的有效循环。在连接中，另一非功耗模式是SNIFF模式，在这种模式下，从单元不是每一主一从时隙内部扫描，因此扫描之间有较大的间隔。

在连接状态下，数据仅在有效时发送，使电流消耗最小，且可防止干扰。若仅有连接控制信息要传送(ACK/NACK)，则将发送一没有负载的空包。因为NACK为省缺设置，NACK的空包不一定要发送。在长静育期内，主单元隔一定时间在信道上重发一个数据包，使所有从单元对其时钟重新同步，对时间漂移进行补偿。在连续的TX/RX操作中，一单元开始扫描始于RX时隙的接入码，若未找到该接入码的某窗口，则该单元返回休眠状态，直到下一个TX时隙(对主单元)或RX时隙(对从单元);若接入码被接收(即接收信号与要求的接入码匹配)，包头被解码。若3bit从单元地址与接收到的不匹配，进一步的接收将停止，包头用于表示包的类型和包的持续时间，由此，非接收方可决定休眠时间。

8 微微网间通信

蓝牙系统可优化到在同一区域中有数十个微微网运行，而没有明显的性能下降(在同一区域的多个微微网称为分散网)。蓝牙时隙连接采用基于包的通信，使不同微微网可互联。欲连接单元可加入到不同微微网中，但因无线信号只能调制到单一跳频载波上，任一时刻单元只能在一微微网中通信。通过调整微微网信道参数(即主单元标志和主单元时钟)，单元可从一微微网跳到另一微微网中，并可改变任务。例如，某一时刻在一微微网中的主单元，另一时刻在另一微微网中为从单元。主单元参数标示了微微网的FH信道，因此一单元不可能在不同的微微网中都为主单元。跳频选择机制应设计成允许微微网间可相互通信，通过改变标志和时钟输入到选择机制，新微微网可立即选择新的跳频。为了使不同微微网间的跳额可行，数据流体系中设有保护时间，以防止不同微微网的时隙差异。在蓝牙系统中，引入了HOLD模式，允许一单元临时离开一微微网而访问另一微微网(HOLD也可在离开后无新的微微网访问期间作为一附加低功率模式)。

篇2：蓝牙无线接入系统简介

根据艾瑞咨询集团发布的中国智能终端规模数据，2014年中国智能手机的保有量为7.8亿台，同比增长34.3%，预计到2017年将达到11.3亿台;2014年手机出货量为3.9亿台，比上年增长21.9%，预计到2017年将达到5.2亿台，这就为智能手机相关的配件市场提供了更大的空间。据海外市场研究机构ABI Research数据显示，预期智能手机配件市场将在2017年成长至380亿美元。

在手机的配件中，电池占了很大的比重。而传统电池容量每十年才提高20%，与智能手机、平板电脑等高耗电量设备的普及速度不成正比，已无法满足科技发展和人们生活的需要。因此移动电源的出现和研究，极具价值。而目前，便携式移动电源仍需解决无法智能化和数据化等缺陷，因而本课题针对移动电源和手机易被盗、移动电源无法智能化和数据化等缺陷，以蓝牙4.0技术为核心，研究设计带定位系统的无线蓝牙智能移动电源。设计原理与思路

2.1 设计原理

无线蓝牙智能移动电源是基于国际蓝牙组织发布的最新蓝牙4.0协议进行工作的，主要原理是应用了无线蓝牙技术和搭载传感器的集成电路通过手机上配套的App使得各个平台之间无线连接，并且可以充分利用云端的优势进行数据存储和分析以及进一步应用拓展。

2.2 设计思路

实现将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，自主研发智能手机的智能配件产品及配套的移动端App，实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合各种传感器信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上具有广泛认知及销量的移动电源产品，并提供嵌入式集成电路开发、移动智能终端软件开发及云端计算及大数据量存储交互的一体化解决方案，真正实现电子产品智能化。

手机端App主界面可以获取和手机相无线连接的移动电源内部的诸多信息，包括：移动电源当前电量、对各种智能设备如手机或Pad预估充电次数、当前电源预计充满电所需时间等，并且具有电源和手机端进行无线连接或断开的设置按钮以及电源设置操作按钮等，还可通过按动移动移动电源home键遥控手机拍照。移动电源设置界面可设置各种移动电源状态或情况下的提醒(图1)。设计制作与步骤

3.1 无线蓝牙智能移动电源的内部设计

无线蓝牙智能移动电源包括主控模块和分别与主控模块电连接的升压模块、充电管理模块、电量读取模块和通信模块;电芯通过电芯保护模块与充电管理模块、升压模块和电量读取模块电连接;充电管理模块连接有USB充电接口，升压模块连接有USB放电接口。

通信模块采用蓝牙模块，与主控模块电连接并与外部移动设备(如手机、笔记本电脑等)通信连接，用于为外部移动设备提供移动电源的电量信息和内部相关信息。内部相关信息包括电压信息、电流信息、温度信息等。

无线蓝牙移动电源和手机或Pad等外部移动设备之间的通信包含数据通信和命令通信两种：

(1)数据通信。主要是指从移动电源内部传感器读取的电源内部温度、3D加速度数据和电量控制模块读取的电源电压、电流、电量数据，这些数据可以实时传输到手机或Pad端，通过App的加工处理，以各种可扩展的应用展示给用户，或对用户操作进行提醒。

(2)命令通信。主要是指通过移动电源上按钮，对其触发相应的指令传输到手机或者Pad端，通过App对手机或Pad进行无线遥控操作，比如遥控照相、遥控连续拍照、遥控摄像、遥控录音、遥控触发手机铃声以找到手机等;同时还可以反向通过手机端App，发出命令，传输到移动电源上，触发电源报警铃声以寻找电源。

3.2 无线蓝牙智能移动电源的外部设计

(1)材料选用无线蓝牙智能移动电源以航空铝美合金为主要原材料，以充分保障电源散热。外观设计主要包括功能端口：充电接口、放电接口、Home键，以及电量指示灯。

(2)隐藏式卡口设计。在移动电源外部设置可隐藏式卡扣，方便移动电源用户在户外或需要一边充电一边使用设备时，能较方便移动电源固定。另外，移动电源的隐藏式卡扣还可以在用户收纳电源时夹在包袋内，避免四处滑动，难于寻找。如图2所示。

3.3 配套的智能手机端APP设计

配套的智能手机端APP的设计能支持iOS系统，这就需要iOS平台的蓝牙4.0配套协议逻辑实现。

主要在用户界面部分和蓝牙稳定性方面进行了设计：

主要电源信息实时显示部分作为主页面，实时向用户显示电源信息和根据基础信息计算出的应用相关信息;遥控拍照和摄像单独一个页面，提供拍照设置、前后摄像头选择、闪光灯选择等功能，并且支持多达15张照片连续拍摄。

蓝牙连接稳定性方面，每台电源设备有唯一编码，完全可以做唯一识别判断，本项目设计的iOS平台的App，能和多达8台电源设备同时进行连接，在20米范围内可以持续稳定连接，抗干扰性强，并且蓝牙连接在超过设定的安全距离报警后，当电源设备回到安全距离范围内，蓝牙连接可以迅速地自动重新握手建立连接，无需额外操作，连接过程对用户透明，提高用户体验。

3.4 制作步骤

硬件制作→APP交互流程设计→用XCODE软件进行app程序编译→功能ICON设计→绘制app界面并进行界面视效整体优化创新性分析

带定位系统的无线蓝牙智能移动电源的设计是基于蓝牙4.0技术研发的移动电源硬件和智能手机终端App，通过两者和数据分析处理的云服务三者结合实现智能配件和手机的无线互联及命令、数据传输，并基于超低功耗蓝牙技术结合移动电源内部的传感器进行信息搜集，以及结合目前消费电子产品市场上消费者对于移动电源的需求，并提供无线充电、遥控拍照与手机上配套的App连接，在云端进行数据存储和分析，真正实现电子产品智能化。

4.1 理论与技术创新

本项目将蓝牙无线通信模块与传统消费电子产品相结合，在传统移动电源基础上，增加了蓝牙无线通信模块、温度传感器、3D加速度感应器，将传统移动电源产品进行了智能性扩展。硬件产品和智能终端App配套开发，使电源具有和智能手机之间进行数据传递和命令传递的能力，并且可以扩展多种相关功能以及用于进行终端用户使用模式的行为数据分析，最终实现移动电源智能化、数据化。

在技术上，带定位系统的无线蓝牙智能移动电源将蓝牙4.0作为物联网内各种设备的无线通信技术基础，验证了其稳定安全传输、远距离无线通信、低功耗、小体积、1对多的可行性和技术优势;成功搭建了云服务器集群，实现负载均衡，大数据量存储;在手机端iOS平台，实现对底层蓝牙4.0模块及接口的调用，对无线传输信号侦测及无线传输距离的设置，开发了支持蓝牙4.0协议的配套APP;解决一台移动智能终端和多台蓝牙4.0模块设备的连接，实现一对多的主从模式控制，实现了移动电源的智能化和联网化。

4.2 应用创新

(1)将物联技术和个人移动终端电子产品相结合，增加了电子产品智能化及附加值应用。

虽然目前移动电源产品兴起于2011年，但技术含量低，移动电源本身除了作为应急充电电源外，不具备其他扩展功能和智能体验。而本项目设计将蓝牙4.0无线传输模块和传感器模块内置入移动电源的方式，在手机端开发配套App，实现智能手机和移动电源的无线互联以及数据、命令传输，并在基础上实现智能化功能扩展，为用户带来更好的体验。

(2)可以从智能手机端实时获取电源内部电量、温度、是否跌落等信息，并获取各种提醒，实现移动电源智能化，同时收集大量信息数据传送到云服务器，进行深入分析与处理。

目前市面上在售的普通移动电源无法获知在消费者中的实际使用行为，而本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源可以将用户电源信息、对电源的使用情况和行为等数据信息实时采集到手机终端，再通过网络传输到云端，进行存储，从大规模数据中进行分析。例如，只要手机与移动电源分离达到20米左右，两者就会同时发出定位报警提示，用户都会收到及时提醒。也具备了防窃功能。

通过报警情况收集，在云端反映出用户的使用习惯，对经常发生手机或者电源遗失的地点等情况进行收集分析，从而推知在最容易发生物品遗失的地址，提前进行多种提示，避免损失。

(3)可以通过移动电源上按钮触发手机无线遥控拍照、摄像。通过蓝牙4.0无线传输协议，智能移动电源和智能手机之间除了进行数据的传输，可以进行命令的互相传输。在移动电源端硬件上设计的按钮，当手机和电源在安全范围内保持无线互联的状态下，可通过按动电源上的按钮，触发指令，控制移动电源通过中控模块向无线传输模块发出相应的命令，命令被手机端无线模块收到，并经过App的解析，根据当前App所设置是拍照或摄像状态，在手机端调用相应的拍照或摄像命令，即可实现通过移动电源无线遥控手机拍照或者摄像的功能。

(4)具有五重保护技术，可以实现低静态、持续全兼容和高效节能安全充电。所谓五重保护指的是过充保护、过放保护、过流保护、短路保护及过温保护，通过内部数字化管理系统精准的计算出延迟时间，在电源过充、过放、过流、短路以及过温的情况下关闭电路，从而有效保护移动电源及充电电子设备的安全性。带定位系统的无线蓝牙智能充电电源可以高效节能充电、给其他电子设备充电并保持低静态充电，延长电池的使用寿命。

4.3 结构创新

(1)外部设计方面。本设计研究的带定位系统的无线蓝牙智能移动电源外观采用阳极氧化处理的航空铝镁合金材质，可以充分散热。同时外部设置了可隐藏式卡扣，方便用户固定移动电源。

篇3：基于蓝牙技术的无线抄表系统设计

(1)完全基于GPRS技术实现,但这种方案设计成本较高;(2)掌上机抄表方案只能实现半自动化,不能实现远程通信;(3)低压电力线载波抄表方案易受外界干扰,抗干扰性较差;(4)采用电话线和调制解调器传送数据和控制信号的方案,其维护成本高,扩展性能差,且MODEM长时间带电易出现不稳定的情况。针对以上各种抄表方式的缺陷,提出了基于蓝牙技术的无线抄表设计方案,配合GPRS技术可以实现远程的抄表技术。

1 蓝牙与GPRS技术介绍

蓝牙(Bluetooth)技术是一种近距离无线通信的标准,可以实现多种智能设备的无线互连,支持数据传输和语音通讯,已成为世界上人们普遍关注的热门通信技术。蓝牙使用2.4GHz ISM(工业、科学、医疗)全球通自由波段,最高数据传输速率1Mb/s,传输距离为10m,在增加发射功率的情况下,可达到100m[1]。蓝牙技术与其它类似技术相比较,更具有低成本、低功耗、体积小、点对多点连接、语音与数据混合传输以及高抗干扰能力等优点[2,3]。

GPRS(General Packet Radio Service)为通用无线分组业务,是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。作为一种新的无线数据传输技术被广泛地应用到各种领域,特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,同时也适用于偶尔的大量数据传输。

详细介绍了利用ROK101 007蓝牙芯片、C8051F020单片机和GPRS模块设计的一套无线远程抄表系统,本系统扩展了蓝牙技术应用范围,同时也提出了一种在现有设备上增添蓝牙技术实现无线通信的思路,对于关键的技术细节给予了详细说明。

2 系统设计

系统组成:内部嵌有蓝牙适配器的全电子式电度表计;集抄中心模块(GPRS模块与蓝牙模块合二为一);GPRS网络;Internet数据网和系统调度端。

工作原理:整个工作过程分为上行和下行两个过程。上行的工作过程:表计内部的蓝牙模块通过表计的RS232或RS485接口与表计进行数据通信,将表计的数据进行相应的处理后,发送到集抄中心,集抄中心将发送来的数据接收,还原为表计的初始数据格式,通过GPRS模块将数据发送到GPRS网络。系统调度端可通过Internet数据网取得现场的实时数据,进行各种数据分析和报表输出,并提示异常情况,为经营管理提供科学数据依据。下行的工作过程:GPRS模块接收到调度端的命令,通过集抄中心的蓝牙模块以广播的形式发送到微微网的各个从设备,相应的从设备接收到指令后开始执行指令所要求的功能。

3 系统硬件设计

本系统设计重点是表计中内嵌的蓝牙适配器和集抄中心模块。蓝牙适配器硬件电路主要由两个模块组成:单片机控制模块和蓝牙模块,其中单片机控制模块包括C8051F020芯片和信号灯系统,红色信号灯为电源指示灯,绿色信号灯为建立连接指示灯,软件编程实现ROK101 007初始设置、系统的初始化。单片机通过串口与ROK101 007连接。

3.1 全电子式电度表计

可以采用全电子式电度表计,这种表具有RS232和RS485串行数据通讯接口。在表计中内嵌的蓝牙适配器使用RS232或RS485接口和全电子式电度表计相连,表计内部具有地址码,在系统中通过地址码区分来自不同表计的数据。

3.2 集抄中心

集抄中心硬件电路主要由三个模块组成:蓝牙模块、GPRS模块和单片机控制模块。集抄中心上行通过GPRS与调度端通信,下行通过蓝牙模块与表计通信。集抄中心蓝牙模块在微微网中作为主设备,可以和7个带有蓝牙模块的表计建立链接。蓝牙模块自动完成组网、密钥认证、建立链接,进行数据的透明传输。如果蓝牙设备连接意外断开,如断电或距离拉远,当重新上电进入合适距离后能自动完成连接,继续数据的透明传输。

在集抄中心模块中单片机起着很重要的作用,综合性能和价格以及技术熟悉程度多方面的考虑我们选择了CYGNAL公司的C8051F020单片机,通过串行接口与GPRS模块进行数据通信,完成数据的发送或接收。具体完成功能为一方面负责终端采集数据的接收以及对终端设备的控制信号传输;另一方面负责将收到的数据进行打包通过串口与GPRS模块进行socket通信。

3.3 GPRS模块

目前,用于工业系统的GPRS数据传输模块不是很多,市场上关于GPRS的应用主要是西门子的MC35模块,该模块结合语音、数据传输及Fax等功能,最大传输速率可达85.6Kbps,并集成天线、RF,Base band、快闪内存等组件,并以40个pin脚外接,支持RS-232等。根据系统要求及性能价格比,在本系统中GPRS模块选用MC35。MC35的工作温度范围满足一般情况下工业现场的要求,而且尺寸小易于集成。在与远程控制端的通信上可以用短信通信以及语音通信作为备用。当GPRS网络出现问题时,语音通信可用作报警,因为语音有着直接可靠的优点,能够保证报警及时得到应答。

4 系统软件设计

蓝牙技术标准定义了主机控制器接口HCI(Host Controller Interface),对于蓝牙的访问必须通过HCI来完成[4]。软件上除了要在单片机上完成数据采集的部分程序外,上电时还应该初始化蓝牙模块,使模块能够在其有效范围内被搜索连接。

软件设计采用直接对HCI层进行编程。由主机通过主控制器接口给主控制器发指令,HCI收到命令后,会向下传递到LM层,由LM负责链路的建立、加密和鉴权,完成建立ACL链接;主机接收HCI发来的事件包,根据具体的事件采取相应的处理[5]。

软件工作流程:

(1)集抄中心模块和终端蓝牙适配器可组成1点对7点的微微网。集抄中心模块为微微网中的主设备,终端蓝牙适配器为微微网中的从设备,由主设备发起建立连接,主、从设备第一次建立连接时,主设备查到从设备的蓝牙设备地址,然后发起建立连接指令,当终端绿色信号灯闪烁时表明主从设备已经建立好连接;当两者之间的链接断开时,主设备产生链接断开事件,通知主、从设备ACL链路已经断开,这时绿色信号灯常亮。(2)终端蓝牙适配器软件流程如下图所示。首先初始化蓝牙模块,终端蓝牙适配器作为从设备等待集抄中心模块(主设备)发起建立连接,ACL链路建立成功后,接收表计发来的数据,经过数据格式处理,通过蓝牙模块透明发送给集抄中心模块。

总结

详细介绍了基于蓝牙与GPRS技术的无线远程抄表技术的实现,提出了在现有设备上实现无线通信的思路,对其他设计人员具有一定的借鉴意义。将蓝牙技术应用到无线抄表系统中是蓝牙技术的又一崭新应用,在该系统中,抄表自动完成,免去了人工操作,数据的无线传输采用蓝牙与GPRS技术,省去了布线的麻烦。

摘要：现今的无线抄表系统存在多种实现方式,指出了目前无线抄表系统实现方式的缺点,提出一种采用蓝牙技术实现的无线抄表系统,并且给出了系统总体结构,说明了各个模块的功能及作用,最后详细介绍了软、硬件的设计实现。

篇4：蓝牙的无线生活

有光便有活力

罗技K760

当iPhone与iPad赋予用户独特的便捷时，与它们配套的耳机、音箱、键盘、保护套已悄然走进我们的生活。罗技一直在打造能够与iOS手持移动设备完美匹配的周边产品，从而使我们的数码生活更加丰富多彩，罗技K760蓝牙无线太阳能键盘就是这样出色的周边。

将蓝牙无线技术与绿色的光动能结合的K760太阳能键盘，在外观设计上有让用户惊艳之处。键盘的整体风格与iOS产品非常吻合，即便是最挑剔的果粉，也会对罗技K760太阳能键盘的精致设计感到满意。由于键盘表面太阳能电池板的缘故，罗技K760太阳能键盘没有采用铝合金材质面板，但金属喷漆亚克面板搭配圆型金属拨动式开关的设计让K760拥有强烈的金属质感。

键盘键帽表面印字采用激光蚀刻工艺制作，键帽表面的手指凹槽为用户带来更加舒适的使用手感。为贴近苹果用户使用习惯，罗技K760采用了与Wireless Keyboard蓝牙无线键盘相似的键位布局设计，无论是方向按键，还是control、option、command等特殊按键，甚至是按键之间的间距，都与Wireless Keyboard蓝牙无线键盘保持一致，无须适应便能熟练自如的使用。

听音更自由

朗琴H2000Plus

蓝牙音箱的世界里，还未曾见过朗琴的产品，H2000Plus冠军版作为朗琴的首款蓝牙音箱，可与所有具备蓝牙功能的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑无线配对连接使用，带来更自由、舒适的听音体验。

单从外观来看，朗琴H2000Plus版与上一代相比并没有太大的区别，在外观设计上延续了H2000的特点，椭圆形的箱体能很好的融入时尚家居风格，前面板上方为操控区域，下方为大面积金属网罩。USB接口、SD卡插槽还是设计在箱体顶部，连接非常方便。音箱内置的蓝牙无线音乐播放与手机免提通话功能，在连接iPhone、iPad或其他蓝牙设备不会带来任何线材上的负担。音箱配对连接成功后，你可以与朋友尽情分享音乐或观看电影。当有电话呼入时，轻松一键即可用音响进行免提通话。有了它，手机搁一旁也无妨，随心畅聊又能远离手机辐射，无线生活就是这么简单。

除了蓝牙功能，朗琴H2000Plus还对数码音响所有的实用功能进行了优化，支持SD卡/U盘播放、FM收音、USB声卡、AUX、录音、耳机输出等多项常用功能，并且还标配红外遥控器，拥有多项功能型与设置型快捷键，所有的操作均可通过遥控器一键实现。

篇5：蓝牙鼠标与无线鼠标的区别

无线鼠标的特点

优点

说到无线鼠标的优点，相信大家都知道无线鼠标简单，无线的束缚，可以实现较远地方的电脑操作，比较适合家庭用户以及追求极致的无线体验用户

缺点

一：由于携带方便，也会导致无线鼠标很容易丢失，因此不适合公共场合使用。比如如果网吧使用无线鼠标的话，相信没多久无线鼠标就要网吧蒸发了。

二：无线鼠标容易受到外部干扰，导致无线鼠标可能会偶尔失灵，这对游戏用户来说可能无法接受。无线鼠标比较容易受手机、无线路由器等无线产品干扰，因此需要尽量避免将无线产品放置于无线鼠标附近。

三：需要单独使用电池无线鼠标电池能用多久，无线鼠标电池能用多久这点对于喜欢简单的朋友就不太习惯了，经常需要购买电池更换，也让不少朋友觉得麻烦。

蓝牙鼠标的特点

一、无线鼠标现在主要有两种：2.4G频段的，和蓝牙，两种的接受编码方式不同。

二、2.4G的通信距离相对于蓝牙要短，我自己用的，感觉2.4G大概在3米，蓝牙在7米左右，理论上可以隔不是很厚的墙，但是我自己用的感觉隔墙信号会差很多。

三、适配器一般不提供，不过你要是买贵的型号鼠标会有，而且某些笔记本本省就带蓝牙功能。同样性能的鼠标，蓝牙的要比2.4G贵点。

四、只要不买太差的一般不会有丢祯，但是如果有比较大的干扰，或者距离太远，还是会存在的。

无线鼠标的优点就不多说了，除了没有线缆之外，相对传统线缆鼠标无任何优势可言。

无线鼠标和蓝牙无线鼠标的本质区别

一、连接方式不同

1、无线鼠标：使用无线缆直接连接到主机，采用无线技术与计算机通信，从而省却电线的束缚。

2、蓝牙鼠标：使用蓝牙连接到主机，是一种可实现多种设备之间无线连接的协议，是一种简便稳定的无线连接手段。

二、频率不同

1、无线鼠标：使用了频率为27.095Mhz(频道1)和27.195Mhz(频道2)的频段。

2、蓝牙鼠标：由2.4-2.485GHz ISM(工业、科学、医学)频段增加特定协议而来，因此能够使任何蓝牙设备在一定范围内互相配对并连接、传输数据。

三、优劣不同

1、无线鼠标：技术成熟、成本低和受干扰风险较低的优势，但27Mhz频段的劣势也是比较明显的。

篇6：“海纳百川”无线技术蓝牙3.0

4月21日，蓝牙技术联盟在日本东京召开的年度全体会议上，正式颁布了新一代标准规范“BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed”(蓝牙核心规范3.0版高速)，简称为“无线技术蓝牙3.0”，它将致力于改善家访庭娱乐用途。蓝牙技术联盟声称新的技术能够以更快的速度传输音乐、图片以及其它文件，可以轻松用于高清播放机、高清电视、pc、笔记本和打印机之间的资料传输。

1、纳入WI-FI无线协议

作为新的规范，无线技术蓝牙3.0传输速度提高的秘密就在于使用了WI-FI(IEEE802.11A/B/G)无线协议。从技术上来看，主流的802.11a/g标准最大的理论传输速率为54Mbps，实际传输速率也可达到20Mbps-25Mbps。通过集成802.11PAL(协议适应层)，无线技术蓝牙3.0的数据传输速率提高到了大约24Mbps，是蓝牙2.1的8倍。

不可否认，作为一项与WI-FI技术存在直接用户群冲突的技术，近几年来，蓝牙虽然在手机、耳机、电脑外等市场上做的有声有色，但无论从用户的关注度还是从应用性能上来看，其始终未能摆脱生存在WI-FI的阴影之上。为些，在无线技术蓝牙3.0中，蓝牙技术联盟也将WI-FI纳入了它的技术范畴。经过广泛测试，802.11a/b/g这些标准都得到了证实而且很可靠，它们可以满足目前厂家和用户以娱乐为主所需求的互操作性和高码率。

简单的说，就是允许设备使用已有的蓝牙技术，同去通过使用WI-FI无线技术来实现更快的速率。其中蓝牙模块仅仅是用来创建两设备之间的配对，数据传输本身是通过WI-FI来完成，如果两个设备中有一个没有内建WI-FI模块的话，它们之间传输的速度就会降到蓝牙2.1的速率，

2、GenericAMP射频原理

无线技术蓝牙3.0的核心技术是Gener-icAMP(GenericAlternateMAC/PHY，通用侯补媒体接入控制器/物理接口收发器)，它是一种采用全新的交替射频技术，它允许蓝牙协议针对任意任务及兼容技术动态地选择正确的射频。GenericAMP决定了无线技术蓝牙3.0的功能和协议。具有可以使用一个或多个交替高速广播技术的高码率优势。

采用该技术后，无线技术蓝牙3.0设备可在L2CAP(逻辑链路控制和适配协议)层下实现多重交替广播。例如，在需要进行数量不多的照片交换或手机手机壁纸交换时，GenericAMP便使用标准蓝牙2Mbps-3Mbps的速率实现连接以及匹配;而当需要传输更多的像片或文件时，GenericAMP则自动切换到WI-FI频率，利用设备具备的WI-FI功能进行高速传输。并且，这种交替射频可由软件来实现，将程序加入蓝牙软件后，一些已有的产品，如笔记本电脑、台式机电脑可通过软件升级便可使用这一新的功能。

3、无线技术蓝牙3.0还需要改进

令人兴奋的是，无线技术蓝牙3.0提供了向下版本的兼容性，理论上，现有的配备蓝牙2.1的模块的PC、笔记本可以通过升级固件来支持新的无线技术蓝牙3.0，因此关键就是看厂商愿不愿意发布新的固件了。目前已经有Atheros、broadcom、CSR与Mar-vell等公司开始提供芯片给设备制造商，预计内置无线技术蓝牙3.0的数码相机、电视机、投影机、移动硬盘等产品将在20上市。

不过让人遗憾的是，在4月21日之前，盛传无线技术蓝牙3.0会内置的UWB(UltraWideband，超宽带无线)技术并没有如约实现。该技术是WiMedia联盟的一种先进的短距离无线通信技术，工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz，通信速率速率可以高于100Mbps，足以支持物理广播和流式高清晰视频的更高码率。但可以看到，在无线蓝技术牙3.0开发的同时，蓝牙兴趣小组的关键成员公司正为在蓝牙中使用WiMdiaUWB射频而努力。并且，随着具备300Mbps理论传输速率的802.11n标准被正式批准，无线技术蓝牙3.0也将提供它的全面支持。

篇7：蓝牙无线连接可靠性的研究与实现

摘要：本文叙述了蓝牙无线连接在封频、基带协议、链路管理协议（LMP）中采用的可靠性措施。特别对提高蓝牙文件传拾的可靠性做了深入的研究，在蓝牙RFCOMM 协议的基础之上建立了本文所描述的蓝牙的文件传输协议，称之为RBTFT，其中，创造性地提出了支持文件断点续传的办法。并得到了实现，从而在应用层有效地提高了蓝牙无线连接的可靠性。

篇8：蓝牙无线接入系统简介

在铁路运输中, 由车辆组成的列车的制动性能优劣直接关系到行车安全。为准确判断列车制动性能的优劣, 找出某一车辆存在某项制动故障, 列车制动性能试验显得十分重要。目前, 单车试风系统就是完成这一任务的, 它检测现有货车阀 (GK, 103, 120型) 漏泄、制动、阀调器性能等。系统结构图如图一所示。

该系统由主控计算机、现场控制器、无线遥控发送接收器、试风遥控器和试风台等部分组成。试风流程如图二所示。

由于工作环境的限制, 操作者与控制设备不在同一位置。操作者通过手持试风遥控器 (类似对讲设备) 以无线的方式来控制设备。试风遥控器通过发送事先约定的代码, 然后接收器对接收到的代码进行解码, 来控制现场设备。设备在工作过程中生成的各种试验数据操作者无法看到, 仅通过试风遥控器语音播报的模式给现场工作人员提供实验数据, 只是简单的语音提示, 工作人员要硬记全部的内容。在现场噪音大、干扰多的情况下, 效果并不理想。对讲机的工作频率也受政府严格控制, 申请比较困难并且属于有偿使用, 大多数共用一个频率, 互相干扰。

基于以上考虑, 本文提出了无线蓝牙嵌入式单车试风系统的设计思路。

1 基于无线蓝牙嵌入式系统的单车试风系统

1.1 蓝牙技术

蓝牙设备运行在ISM2.4GHz频带上, 用户不必经过申请和缴纳任何频段使用费便可使用, 并具有较强的抗干扰能力。本论文采用的是Blue Z蓝牙协议栈[1], 其协议结构如图三所示。

1.2 基于嵌入式系统的可视化无线蓝牙单车试风系统结构设计

可视化无线蓝牙试风系统, 主要用蓝牙代替原来的无线数据传输方式, 用ARM、Linux嵌入式系统代替试风遥控器。系统结构图如图四所示。

1.3 嵌入式系统硬件平台搭建

目前市面上的PDA嵌入式系统带的蓝牙模块通信距离较短, 不适合现场使用, 所以本论文搭建了具有远距离蓝牙模块的嵌入式系统平台。蓝牙模块选用T1800-1 (其传输距离可达1800米) , 这样的传输距离满足现场要求。

由于Linux操作系统能对很好的支持, 并且根据功能要求, 硬件部分以微处理器为核心, 嵌入式系统硬件平台结构图如图五所示。

1.4 数据传输方式[2]

本论文用无线蓝牙通信方式, 服务器端为Linux操作系统, 客户端为带蓝牙的ARM、Linux嵌入式系统。通信方式如图六所示。

1.5 可视化界面