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基于蓝牙模块的数据传输系统设计

 2023-04-19 17:51:09  

论文总字数:15371字

摘 要

蓝牙技术是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换,具有高速、低功耗等特点。其应用范围已经拓展到各类家电产品、电子产品以及汽车等信息家电领域,组成一个庞大的无线通信网络。

蓝牙协议栈规范有多个层次,因此开发完整的蓝牙协议栈是一项很繁琐的工程,然而在有些嵌入式应用中,只需要实现基本的无线数据传输功能,并不需要实现完整的蓝牙协议栈。所以针对此类应用,如果能提供一套实用的蓝牙无线接口、实现一个通用的无线数据传输模块,就可以缩短开发周期,降低成本。

基于此目标,本文先是介绍蓝牙技术的优势和工作原理,然后分析蓝牙系统的组成,并和其他无线设备进行比较,最后在此基础上,进行蓝牙数据传输的实现实验,包括蓝牙模块间实现相互配对连接,利用串口调试软件进行调试,设置波特率等等,最后实现数据传输。

关键词蓝牙;接口;数据传输

Bluetooth Module Design Based on The Transmission System

Abstract

Bluetooth is a wireless technology standard, enabling short-range data exchange fixed equipment, mobile devices and personal area networks between buildings, with high-speed, low-power consumption. Its scope of application has been extended to all kinds of home appliances in the field of information appliances, electronic products and cars, etc. consisting of a large wireless communications network. Bluetooth protocol stackspecif- ication has multiple levels, so the development of a complete Bluetooth protocol stack is a very complicated project., However, in some embedded applications, only need to implement basic wireless data transmission capabilities, does not require real .Now complete Bluetooth protocol stack. So for this type of application, if they can provide a practical Bluetooth wireless interface, real Now a universal wireless data transmission module, you can shorten the development cycle and reduce costs.This Based on this goal, the paper first describes the advantages and Bluetooth technology works, and then analyze the Bluetooth system

Composition, and other wireless devices are compared, and finally on this basis, Pairing between Bluetooth module connected to each other, the use of serial debugging software debugging, set the baud rate and so on, the last data transfer.

Keywords: Bluetooth; Interface ;Data transmission

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 蓝牙背景知识 1

1. 1蓝牙技术简介 1

1.1.1 蓝牙技术概念 1

1.1.2 蓝牙产品技术 1

1.1.3 蓝牙与实现功能相似技术的对比 1

1.1.4 蓝牙的优势 2

1.2 蓝牙工作原理 2

1.2.1 蓝牙的无线通信技术特征 2

1.2.2 拓扑结构 2

1.2.3 连接建立的过程及其工作状态的转换 3

1.2.4 蓝牙对语音和数据的支持 3

1.3 蓝牙硬件单元 4

1.3.1 无线射频(Radio Frequency)模块 4

1.3.2 基带(Base-band,BB)和链路管理(Link Manager,LM)模块 4

1.4 蓝牙技术协议栈结构 4

1. 5蓝牙技术应用 6

1.5.1 蓝牙可以为局域设备提供互连 7

1.5.2 支持多媒体终端 7

1.5.3 家庭网络 7

第二章 蓝牙模块组成及功能原理 8

2.1 蓝牙通信模块组成及功能: 8

2.2蓝牙芯片 10

2. 3系统结构原理 10

2. 4串口测试软件 12

第三章 蓝牙模块数据传输实现 14

3.1软件实现部分 14

3.2实现数据传输具体展示 14

总结和展望 17

致 谢 18

参考文献(References) 19

第一章 蓝牙背景知识

1.1蓝牙技术简介

1.1.1 蓝牙技术概念

蓝牙(Bluetooth)无线数据传输技术是通信技术,其使用是免费的,传输距离短,能够实现高速传输,成本低。它被广泛应用到各种移动以及智能家居等方面,为我们的生活带来了极大的便利。

1.1.2 蓝牙产品技术

蓝牙技术的创制时间是在1994年,爱立信公司作为当时蓝牙的开发者为以后蓝牙的发展奠定了最初的基础。蓝牙传输微波频谱在2.402GHz到2.480GHz之间,最初数据传输速率为1Mbps,而后逐渐提高。另外蓝牙铜须的传输距离在10m到100m之间,历经数十年的发展蓝牙版本已经到达了4.2版本。版本根据隐私保护方面做了改进和更新,提高了封包容量,是的数据传输更加快速。蓝牙传输过程中耗电量低,蓝牙模块间的传输通信有距离限制,约为十米。它已被应用于许多便携式移动设备,从而实现数据的传输。例如,手机蓝牙耳机、数码相机、笔记本电脑蓝牙无线技术的实施例可以应用。

1.1.3 蓝牙与实现功能相似技术的对比

很多技术是与蓝牙实现功能相似的,表1.1就给出了他们相关信息的对比。

表1.1蓝牙与实现功能相似技术的对比

名称

蓝牙

Wi-Fi

Zigbee

UWB超宽带

NFC

传输速度

1Mbps

11-54Mbps

100kbps

53-480Mbps

424k

通信距离(直径)

20-200m

20-200m

2-20m

0.2-40m

20m

频段

2.4GHz

2.4GHz

2.4GHz

3.1GHz-10.6GHz

13.56GHz

安全性

中等

极高

国际标准

IEEE.802.15.1x

IEEE.802.11b

IEEE.802.15.4

ISO/IEC18092

功耗成本

20mA.2-5$

10-50mA.25$

5mA.5$

10-50mA.20$

10mA.2.5-4$

主要应用

通信、IT、无线传感、工业

无线上网、PC、PDA

无线传感、医疗、无线硬盘

近距离高速数据传输

手机、近场通信技术

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