蓝牙技术及其在相对运动设备通信中的应用研究

摘要

在实际的车载卫星接收系统中,卫星天线和卫星通信接收设备在车辆行驶过程中,会产生相对运动.如果采用有线通信方式,它们之间的通信线路就会发生缠绕.蓝牙作为一种短距离无线通信技术,可以作为一种合适的技术解决方案.本文首先回顾了蓝牙技术的基本原理,介绍了蓝牙技术的组成,重点分析了四个蓝牙协议:L2CAP、HCI、RFCOMM和SDP,最后结合这四个蓝牙协议阐述了蓝牙的串口应用框架.其次提出了蓝牙适配器的硬件设计方案,进行了蓝牙适配器的硬件模块之间的接口设计,并完成了相关软件的开发和调试.接着编程实现了 m 伪随机序列的产生,在此基础上又实现了蓝牙无线通信误码率测试软件.最后进行了在空旷场地和有遮挡情况下,蓝牙无线技术在相对运动设备通信中的误码率测试,通过对测试结果的分析,给出了实验结果.结果表明蓝牙技术能够满足本课题的实际需求.所设计的蓝牙适配器软硬件系统,为今后基于蓝牙技术的无线通信系统的进一步开发,提供了一个软硬件开发平台.

目录

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英文文摘

承诺书

注释表

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2蓝牙技术的现状与发展

1.2.1蓝牙技术的现状

1.2.2蓝牙技术的发展

1.3与其它无线技术的比较

1.4论文的主要工作和内容安排

第二章蓝牙技术的基本原理

2.1蓝牙协议栈的组成[9]

2.1.1传输协议组

2.1.2中间件协议组

2.1.3应用组

2.2 L2CAP传输组协议

2.2.1 L2CAP信道

2.2.2 L2CAP PDU类型

2.2.3 L2CAP信令

2.3 HCI传输组协议

2.3.1主机控制器接口

2.3.2 HCI分组类型

2.3.3 HCI分组参数

2.4 RFCOMM中间件协议

2.4.1 RFCOMM应用参考模型

2.4.2 RFCOMM串口仿真的功能

2.4.3RFCOMM的服务器信道

2.4.4 RFCOMM的数据帧

2.5 SDP中间件协议

2.5.1 SDP服务记录

2.5.2 SDP协议数据单元

2.5.3 SDP事务

2.6蓝牙应用框架

2.6.1应用框架概述

2.6.2 SPP概述

2.6.3 SPP链路分析

第三章蓝牙适配器的硬件设计

3.1硬件总体设计方案及实物图

3.1.1基于PC机的硬件设计方案

3.1.2基于DSP系统的硬件设计方案

3.2蓝牙模块简介

3.3数据转换模块设计

3.3.1 MAX3111E的内部结构与功能

3.3.2 SPI 工作模式

3.3.3 UART工作模式

3.3.4 MAX3111E和蓝牙模块的UART接口设计

3.4 TMS320VC5402 DSP设计

3.4.1 McBSP配置

3.4.2 DMA配置

3.4.3 DSP与MAX3111E的SPI接口设计

3.4.4 DSP与蓝牙模块的UART接口设计

3.4.5 DSP与MAX3111E和蓝牙模块的总体接口设计

3.5电源管理模块设计

3.5.1 DSP电源电压及电流的要求[14]

3.5.2 TMS320VC5402的电源设计

3.6复位电路设计

第四章蓝牙适配器的软硬件调试

4.1电路板的硬件调试

4.1.1裸板调试

4.1.2焊接元件

4.1.3静态调试

4.1.4上电调试

4.2电路板的软件调试

4.2.1 DSP与MAX3111E的SPI接口软件调试

4.2.2 DSP与蓝牙模块的UART接口软件调试

4.2.3蓝牙模块调试

第五章蓝牙无线通信测试

5.1误码率测试的软件设计

5.1.1 m序列设计

5.1.2误码率测试的软件实现

5.2误码率测试

5.2.1误码率测试环境

5.2.2误码率测试结果

第六章总结与展望

6.1本课题工作总结

6.2未来工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果

附录

附录A蓝牙适配器的硬件设计原理图

附录B监牙适配器的CPLD电路图