摘 要

当下，时代科技都在不断发展，互联网技术也变的愈发先进，在实现各种智能设备的通信交互的过程中其电缆布线会愈加繁纷冗杂。传统的电缆布线不光复杂，增加了安装难度的同时还影响美观，十分不便。在此趋势下，实现智能设备之间的无线互联就成了一个重要主题。而蓝牙技术则是一种实现各种固定与移动的数字化设备之间的低成本、近距离的无线通讯技术,在家庭场合应用中可以取代烦琐的电缆。同时蓝牙技术在人们家庭与生活的各种领域下也有广泛应用，在智能家居方面大放异彩。正是如此，完成本主题，可以很好应用于家庭，办公等很多领域，可以为人们的生活带来很大的便利，具有很深远的应用前景。

针对上述问题，本文设计了一个运动手环蓝牙网关。旨在通过借助研究运动手环蓝牙网关，理解并掌握蓝牙网关工作的基本原理，实现对蓝牙网关的探究。因此，论文主要分析研究了蓝牙技术的背景，特点以及发展现状。同时深入了解并研究了蓝牙协议体系，根据运动手环蓝牙网关的主题并结合了其相关工作特点提出了硬件电路的设计以及软件系统的方案。

关键词：蓝牙；网关技术；数据通信

Abstract

Nowadays, the technology of the times is constantly developing, and the Internet technology is becoming more and more advanced. In the process of realizing the communication and interaction of various smart devices, the cable routing will become more and more complicated. The traditional cable routing is not only complicated, but also increases the installation difficulty and affects the appearance, which is very inconvenient. Under this trend, the realization of wireless interconnection between smart devices has become an important theme. Bluetooth technology is a low-cost, short-range wireless communication technology that implements various fixed and mobile digital devices. It can replace cumbersome cables in family applications. At the same time, Bluetooth technology is also widely used in various fields of people's family and life, and it shines in the smart home. That is why, after completing this theme, it can be well applied to many fields such as home and office, and it can bring great convenience to people's lives and has a far-reaching application prospect.

  In response to the above problems, this article has designed a sports bracelet Bluetooth gateway. The aim is to understand and master the basic principles of the Bluetooth gateway by using the research sports bracelet Bluetooth gateway to realize the inquiry of the Bluetooth gateway. Therefore, the paper mainly analyzes and studies the background, characteristics and development status of Bluetooth technology. At the same time, the Bluetooth protocol system is deeply understood and studied. According to the theme of the sports bracelet Bluetooth gateway and the related work characteristics, the hardware circuit design and the software system scheme are proposed.

Key Words：Bluetooth; Gateway technology; Data communication

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 论文的主要工作及结构安排 2

第2章 运动手环蓝牙网关的相关原理及总体设计 4

2.1 蓝牙技术原理综述 4

2.2 WiFi快连技术简介 5

2.3 系统总体结构设计 5

2.4 联网方式设计 6

2.5 数据包格式设计 7

第3章 蓝牙网关硬件电路设计 9

3.1 硬件电路系统结构 9

3.2 电源模块 9

3.3 蓝牙通信模块 10

3.3.1 蓝牙通信模块设计 10

3.3.2 蓝牙通信模块AT指令 11

3.4 WiFi通信模块 12

3.4.1 WiFi通信模块设计 12

3.4.2 WiFi通信模块AT指令 14

3.5 主控单元模块 14

3.6主控单元最小系统.........................................................................................16

第4章 蓝牙网关软件系统设计 18

4.1 软件系统整体结构 18

4.2 蓝牙AT指令部分 19

4.3 数据提取部分 19

4.4 数据转发部分 20

4.5 WiFi AT指令部分 21

第5章 系统功能测试 22

5.1 测试准备 22

5.2 功能测试 22

第6章 总结与展望 26

6.1 论文总结 26

6.2 回顾及展望 26

参考文献 28

致谢 30

附录A...........................................................................................................................31

1. 绪论

1.1 研究背景

在当今社会的大背景下，科技水平都在不断发展，互联网技术也变的愈发先进，人们现在对于各式数据源的需求以及相关的网络服务的需求在不断增长。这一需求就造成相关设备的电缆布线变的十分繁杂冗余，为了很好的解决这一难题，蓝牙技术应运而生。早在1994年瑞典的Ericssion公司便开始了蓝牙技术的相关开发和研究，他们希望找到一种方式实现各种无线设备的互联。在几年之后的1998年，Ericssion，Intel,Nokia,Toshiba,和IBM形成合作关系，为了实现这一目标在共同研究着，不久之后，Microsoft,3com,Lucent和Motorola也相继参与并加入了创始人的队伍。蓝牙是专门于当下近距离便携设备之间的红外链路连接所提出。最初使用的红外链路连接虽然能实现避免电缆电线的连接，但是仍然极其不便，不仅有效距离小（只有1-2m），而且必须视线水平，中间不能有任何阻挡且同时只能连接两个设备。在此背景之下，人们对于问题的不断研究和修正产生了我们今天家喻户晓的蓝牙技术。

蓝牙技术是一种近距离无线技术的标准，是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是一个新式开放性的无线通信标准，用于取代传统的电缆连接，通过其特有的短程无线链路将设备之间的各种信息分包发送，从而实现高效率，低功耗，低成本，灵活稳定的数据通信。蓝牙技术的主要特点有以下几个方面：除了支持各设备之间的短距离（10-100m）无线通信以及实现数据传输速率1Mbps（有效传输速率为721Kpbs）以外，它还是分散式网络结构，可将若干设备形成一个微微网，实现各设备间的快速通信。同时其采取全球通用的2.45GHz频段，具有很强的普适性^[1]。