基于蓝牙模块的数据传输系统设计开题报告

 2022-09-18 17:20:15

1. 研究目的与意义

蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术,利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块,与传统的电线或红外方式传输测控数据相比,具有低成本、低功耗和低辐射的优点;同时还具备认证和加密机制,实现了较高的安全性;应用范围广泛,在无线设备、图像处理、安全产品、消费娱乐、汽车产品、家用电器、医疗健身等多种领域有广泛的应用。

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。

因此,推广研究和普及应用蓝牙短距离网络技术,将对信息产业的更快速而统一的发展,提高商务经管领域中信息交流的便捷高效,便利人民生活有着直接而现实的意义。

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2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

基于蓝牙模块传输的研究关键是蓝牙的HCI协议。

解决问题思路是:

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3. 国内外研究现状(文献综述)

蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准,它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。它的传输距离为10cm~10m,如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它采用2.4GHzISM频段和调频、跳频技术,使用前向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs,传输速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输,语音编码为CVSD,发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW,并使用全球统一的48比特的设备识别码。蓝牙作为一种新的短距离无线通信技术标准,受到全世界越来越多工业界生产厂商和研究机构的广泛关注。成立了世界蓝牙组织BluetoothSIG,采用技术标准公开的策略来推广蓝牙技术,现已发展成为一个相当大的工业界高新技术标准化组织。近年来,世界上一些权威的标准化组织,也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。例如,IEEE的标准化结构,也已经成立了802.15工作组,专门关注有关蓝牙技术标准的兼容和未来的发展等问题。国内的一些生产厂家与研究部门也准备开始组织蓝牙技术产品的开发。由来自国家主管部门、企业界、学术界以及研究生产机构的领导、专家、教授等权威人士发起成立的中国蓝牙技术发展与应用论坛,吸引了众多关注蓝牙技术的各界人士、还组织国内各界与世界组织SIG的代表,就双方所关注的阎题进行了认真的讨论。并就双方今后进一步加强联系、共享蓝牙技术信息资源、共同促进蓝牙技术在中国的推广与应用等问题达成共识。

蓝牙技术可视为开放的、全球无线语音和数据通信的技术标准之一。基于蓝牙系统上的文件传输技术就是蓝牙的一个典型应用,它的开发为后期的蓝牙应用研究奠定了基础。蓝牙系统上的文件传输技术是在其文件传输协议栈的基础上实现的,主要由电缆替代协议层(RFCOMM)、逻辑链路控制与适配协议层(L2CAP)、服务发现协议层(SDP)、对象交换协议层(OBEX)和基带层(Baseband)组成。蓝牙协议规范具有多个层次,完整的蓝牙协议栈的开发是一项很复杂的工程,而在大多数嵌入式应用中,只是需要实现基本的无线数据传输功能,并不需要实现全部的蓝牙协议。针对此类应用,若是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,就可以比较有效地缩短开发周期,降低开发成本。当前短距离的数据传输方法有数据线传输、红外传输等,缺点分别是需要连接线缆和易受干扰;蓝牙技术可以消除这些缺点,但是一般只被用于高端电子产品。如何在低端电子产品上使用蓝牙技术是一个仍未完全解决的问题。

在单片机与PC之间实现无线数据传输的蓝牙数据传输系统。在单片机端利用Keil下的C编程开发了蓝牙数据传输模块,并作为一个子模块集成到了计算机高级接口实验平台上,在PC端通过USB控制蓝牙适配器,编写了一个基本的蓝牙控制程序,从而实现了实验台与PC之间的蓝牙无线数据传输。然后,在实现基本数据传输的基础上,进一步开发了通过蓝牙进行文件传输的功能模块,在单片机端实现了一个简单的嵌入式FAT16文件系统,通过蓝牙从PC接收文件并以FAT16格式存储到外接的MMC卡上。

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4. 研究方案

首先,熟悉基于蓝牙主机控制接口的应用开发方案,对HCI的软硬件进行了剖析,并提出基于HCI的两种应用开发方案。针对提出的应用开发方案设计蓝牙点对点数据传输实验系统,给出具体的系统构成框图并解析其工作原理。并利用单片机和蓝牙模块组建系统。掌握单片机功能模块的使用并认真学习HCI协议栈,开发并撰写自己的应用层程序。最后调试系统功能,保持稳定工作状态。

5. 工作计划

第1-2周:认真研读文献,不断学习文献中的知识和技术以及写作技巧并且能够在后面的工作中能够学以致用,搜索一篇与基于蓝牙模块的数据传输系统设计相关的外文文献,完成译文,最后编写开题报告。

第3-4周:技术储备,资料收集。大量的收集资料,进行技术的储备,学习掌握蓝牙技术及相关协议的知识以及编写论文的相关格式和要求。

第5-6周:硬件模块的设计与实现。充分了解掌握蓝牙协议栈,设置主机与蓝牙主控制器之间的接口,方便主机与蓝牙之间进行动态协商。

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