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采用蓝牙技术的北斗终端通信模块的设计

来源：电子技术网

[导读]系统以STM32F103RBT单片机为核心，在北斗射频信号处理模块和北斗信息处理模块之间加入蓝牙通信的模块，实现这两部分的无线互联，从而解决了北斗终端系统携带不便的问题。

关键词：射频信号蓝牙技术单片机

北斗导航系统是我国自主研发的卫星导航系统，具有精确授时，短信通信及快速定位的特点。针对北斗天线和射频信号处理模块体积较大等问题，提出了一种利用蓝牙模块与北斗模块通信的便携式终端。系统以STM32F103RBT单片机为核心，在北斗射频信号处理模块和北斗信息处理模块之间加入蓝牙通信的模块，实现这两部分的无线互联，从而解决了北斗终端系统携带不便的问题。

0 引言

北斗卫星导航系统（BDS）是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务，并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务，军用与民用目的兼具。

中国在2003年完成了具有区域导航功能的北斗卫星导航试验系统，之后开始构建服务全球的北斗卫星导航系统，于2012年起向亚太大部分地区正式提供服务，并计划至2020

年完成全球系统的构建。

北斗卫星导航系统除能够获取时间信息和位置信息外，其主要特点是备有短报文通信功能，使得在系统覆盖区域内的终端用户可以进行双向通信，这是其他卫星导航系统所没有的创新性功能，具备了通信与导航相结合的特色服务。而目前市场上以北斗卫星作为导航系统的商品尚不是很多，特别是民用产品目前还处于起步阶段，因此北斗相关应用的巨大潜在市场还有待挖掘和开发。本文提出的基于蓝牙模块的北斗通信便携式终端亦是在北斗应用市场的一个积极尝试。

1 北斗终端系统简介

北斗导航定位系统和其他的导航定位系统一样，用户应用终端设备始终是其一个重要组成部分，主要负责完成北斗信息接收，实现用户特定的应用需求。从卫星导航终端的应用对象来划分，用户应用终端通常包括手持式终端、车载式终端、舰载式终端以及嵌入式终端等多种类型，提供实时的导航定位、报文通信和授时业务。其主要组成部分为北斗接收天线、北斗射频信号处理模块以及北斗基带信息解析处理模块，完成对北斗射频信号的接收，解调以及数据解析的功能。

北斗卫星通信采用BCD 编码长报文，每帧报文长度大于200 B/次。通信主要有两种类型：一种是用户终端设备向北斗空间终端发出的控制指令；一种是北斗空间终端发送回来的北斗信息数据信息。这些通信数据帧格式如下：

帧头：控制指令中的帧头包含同步头和指令类型，而接收信息数据帧的帧头则包含同步头和接收信息类型；帧长：表明数据帧长度；源地址：表明控制指令发送地址或是接收信息接收地址；数据帧内容：包含控制指令通信申请信息或是接收信息帧的信息内容；校验码：控制指令数据帧和接收信息帧都采用校验和的方式对内容进行校验，即将校验码之前的数据异或和，与校验码做比较，检测数据帧的正确性。

2 系统硬件模块设计

2.1 系统整体设计

北斗终端系统可分为北斗射频信号处理模块和北斗用户信息解析处理模块。目前市面上的这两部分多采用有线方式相连，而北斗射频信号处理模块的天线和射频基带部分体积较大，若是将此部分与北斗用户信息解析处理模块结合在一起，在实际应用中会有诸多不便。针对这一应用现状，本课题研究的北斗终端在射频信号处理部分与北斗用户信息解析处理部分加入了蓝牙通信功能模块，通过蓝牙无线传输的方式相连，使得北斗用户信息解析处理模块体积大大减小，便于用户携带。因此，本论文设计的北斗终端系统由北斗射频信号处理模块、北斗用户信息解析处理模块以及蓝牙通信模块组成。系统总体结构设计北斗终端总体结构框如图1所示。

2.2 北斗终端射频信号处理模块

北斗终端射频信号解调接收模块主要负责接收北斗空间工作站发来的北斗射频信息，调理和解调输出。

本模块主要是基于FDBD3111北斗RDSS射频基带模块及其应用电路组成，该模块集成了LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能模块，可接收/发射北斗射频信号，输出基带信号，输出接口为通用串口接口。

利用该模块即可将串口Rx输入的北斗指令信息调制发送出去，又可以将天线接收的北斗信号解调通过串口的Tx 输出。为便于该模块的测试，该模块还加入了基于MAX232芯片的串口电平转换电路，通过串口转USB线可连接PC机，使得通过PC机的串口调试助手初步测试模块电路，本模块结构如图2所示。

2.3 蓝牙通信模块

蓝牙通信模块，该模块带有串口接口，直接接到FDBD3111 北斗RDSS 射频基带模块串口接口，主要负责将北斗基带信息转成蓝牙通信传输。该模块采用CSR公司生产的蓝牙芯片BC417为主控芯片，采用蓝牙V2.0协议标准，工作频率为2.4 GHz.该芯片带有串口、USB 等接口，可直接将串口或是USB信息转成蓝牙信息发送出去，也能将蓝牙接收的信息转成串口或是USB输出［4］。通过AT指令，可将该蓝牙芯片设置成主机模式和从机模式，当芯片处于主机模式时，可直接与从机模式的芯片相连。当芯片处于从机模式时，则可与手机蓝牙、电脑蓝牙等带有蓝牙功能设备相连，但处于从机模式的芯片之间不能互联。

2.4 北斗终端用户信息解析处理模块

北斗终端用户信息解析处理模块，主要负责发送特定的北斗指令和对应的北斗信息。该模块采用基于ARM Cortex-M3 的STM32F103RBT 嵌入式处理器作为主控芯片，该芯片最高可工作在72 MHz频率，工作电压为2.0~3.6 V，拥有GPIO、UART、ADC 等丰富的外设接口，具备优异的实时性能、杰出的功耗控制和良好外设性能等诸多优点，更重要的是ST公司提供了STM32系列处理器固件库函数，降低了该芯片开发难度，大大缩短了产品开发周期。

STM32F103RBT 芯片将用户按键外部中断选择发送的北斗指令，加上北斗通信的报文帧头信息，长度信息和校验信息等，通过蓝牙通信模块传输给FDBD3111北斗RDSS射频基带模块调制放大，最后输送到北斗天线上发送出去；同时，该芯片可读取并解析蓝牙通信模块接收的北斗用户信息，最后显示在TFT液晶屏上，液晶背景图片存储在SD Card中。系统工作框图如图3所示。

3 北斗终端系统软件设计

北斗信息处理模块是北斗终端的核心部分，它将北斗终端的各个组件以及功能模块贯穿在一起，通过北斗信息处理模块运行的系统软件来协同北斗终端的硬件模块以及软件功能模块共同实现北斗终端的各项功能以及协议要求。系统软件总体框图如图4所示。

3.1 蓝牙通信模块

该模块完成FDBD3111 北斗射频基带模块处理的北斗信息与蓝牙通信信息出传输的转换。由于蓝牙通信功能模块式基于CSR蓝牙芯片BC417的接口配置，该芯片是集成专用的蓝牙芯片，芯片内部已固化了串口或是USB转蓝牙的程序，通过特定指令配置即可设置工作模式、数据发送接收波特率等参数。这种指令叫AT指令，AT即Attention，该指令一般应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信。通过PC机上位机软件发送AT指令，从而对蓝牙模块工作模式及工作参数进行设置。

3.2 北斗信息处理模块

该模块是北斗终端软件的重要组成部分，需要完成发送和接收北斗卫星通信信息。该部分主要是基于STM32F103RBT处理器的嵌入式软件设计，需要完成硬件驱动的程序设计、北斗信息包的解析处理以及北斗信息显示界面的设计。

按照北斗通信协议的数据帧格式，可以解析出的北斗数据信息，在STM32 串口中断函数中实现这一解析的过程，即不断的判断接收数据是否与北斗数据帧格式相吻合，通过最后接收到的数据校验来判断接收数据帧正确性。其具体实现思想如下：

（1）判断是否接收到帧头信息，若是则继续接收，且已接收字符数加1.

（2）判断是否接收到与帧头对应的北斗数据的长度Len，若是则继续接收，且已接收字符数加1.

（3）接收的都是北斗的信息内容，可直接判断已接收数据长度是否等于Len-1，若是则说明接收到最后一个校验信息，则要将前面接收的数据累加，判断其和是否等于校验信息；若长度不等于Len-1，则继续接收。

（4）若接收数据完毕且正确，则将接收成功的标志位置1，然后读取对应的北斗信息，显示在液晶屏上。

（5）只要接收数据的帧头或是长度信息不匹配，或是最终校验和错误，则接收缓冲区都要清除重新接收，对应变量也都清零重新开始计算。

4 结语

我国自主研发的北斗卫星导航系统打破了GPS、GLONASS等卫星导航系统在该领域的垄断地位，具备了精密授时、快速定位、高可靠导航等优点，而独有的短信通信功能使其应用更加广泛。北斗终端作为北斗导航系统的重要组成部分引起了广泛关注，相信在不久的将来北斗卫星导航会搭配完善的服务，以轻巧好用，实惠便捷的姿态融入老百姓的生活中。

蓝牙HC-05模块与电脑或手机的连接方式

HC-05是主从一体化的蓝牙串口模块，主从可指令切换，指令丰富齐全（供电电压 3.3V~3.6V） HC-06是主从一体化的蓝牙串口模块，主从可指令切换，指令少于HC-05，使用简单。（供电电压 3.3V~3.6V）主机：用来搜索从设备，不能被其他设备搜索。（带白点的蓝牙模块）从机：用来被搜索的设备，不能主动搜索其他设备。主从连上以后就相当于一根串口线使用，这个时候就不分主从，也就是透传模式。产品描述: 1、采用CSR主流蓝牙芯片，蓝牙V2.0协议标准。 2、模块供电电压：3.3V~3.6V。 3、默认参数：波特率9600、配对码123 4、工作模式从机。 4、核心模块尺寸大小为：27mm x 13 mm x 2mm。 5、工作电流：不大于50MA（以实测为准）。

6、通讯距离：空旷条件下10M，正常使用环境 8M左右。 7、用于GPS导航系统，水电煤气抄表系统，工业现场采控系统，可以与蓝牙笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器、PDA等设备进行无缝连接。 8、可以对STC单片机无线升级和下载程序。引脚名称说明 1TX 模块串口发送脚（TTL电平，不能直接接RS232电平），可直接接单片机的RX 2RX模块串口接收脚（TTL电平，不能直接接RS232电平），可直接接单片机的TX 12VCC电源3.3V

13GND地 24LED配对状态输出显示用于进入AT状态，高电平有效（悬空默认为低电平） 26KEY 电脑与单片机数据传输下图中的USB-TTL参数架为广州汇承最新研发的参数架HC-USB-P，专门为HC蓝牙系列产品量身定做功能强大的参数架。客户可以用该参数架对模块进行更改参数和检测，大大方便了客户使用蓝牙模块过程中遇到的各种问题。

手机打电话过程

手机开机后的步骤:λ 1. 首先搜索124个信道，即所有的BCH通道, 决定收到的广播信道BCH强度, (BCH 的承载的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息); 2. 跟网络同步时间和频率, 由FCH/SCH调整频率和时间 3. 解码BCH的子通道BCCH. 4. 网络检查SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的SIM 卡。 5. 手机的位置更新. 6. 网络鉴权手机主叫(MOC)过程:λ 1. 手机给基站发送通道需求(通过RACH信道发送请求)，手机发送一个短的随即接入突发脉冲.(RACH Burst) 2. 由BCH 指定传输信道. SDCCH 3. 手机和基站在独立专用信道(SDCCH)上通信. 4. 权限认证 5. 指定手机在一个业务信道(TCH)上通信. 6. 在TCH上进行语音通信. 手机被叫λ 1. BTS在PCH（PCH为寻呼信道，当网络想与某一MS建立连接时，会根据MS所登记的LAC号向所有具有该LAC号的小区的PCH信道上进行寻呼，寻呼MS标志为IMSI号或者TMSI号）呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户。 2. 由手机发送RACH（随机接入信道，当MS想与网络建立连接时，通过RACH信道向网络发送一个突发脉冲， 3. 通道指定在BCH. 4. 手机和基站在SDCCH 上通信 5. 手机用户被鉴权 6. 手机被指定TCH通道。 7. 在TCH通道上进行语音和数据通信。紧急呼叫：λ 1. GSM规格定义了112 为紧急呼叫号码 2. 112在手机有无SIM卡的情况下均可呼叫。 3. 在RACH 上, 手机112 建立紧急呼叫。 Authentication 鉴权：λ 1. 目的：验证用户身份（IMSI /SIM）; 提供手机新的加密键。 2. 鉴权是在什么情况下：每一次注册、每次呼叫或被叫企图、执行一些增值服务、漫游时的位置更新。切换handover: 切换是手机通信从一个小区/信道到另外一个小区/信道。λ 1. 上行和下行的接收质量报告 2. 上行和下行的接收信号强度 3. 距离，迁时 4. 干扰层。 5. 功率预算。 6. 切换包括：同一小区内部信道/时隙之间的切换。小区于小区之间。

基于蓝牙通信的三种应用

华北电力大学实验报告 | | 实验名称综合设计(蓝牙通信的三种应用) 课程名称微计算机原理与嵌入式系统 | | 专业班级：自动实1201 学生姓名：徐海洲学号：2 成绩：指导教师：林永君实验日期：2014/7/8

引言（Introduction）1 高层次设计（High Level Design）2 硬件（Hardware）3 蓝牙部分3 蓝牙模块规格3 模式与指示灯3 蓝牙无线模块设置方式：4 蓝牙串口通信参数设置5 蓝牙与单片机的连接6 遥控车（智能车）部分6 软件（Software）7 遥控车部分7 单片机下位机7 手机遥控器（上位机）10 智能车无线上位机部分11 单片机下位机程序11 MATLAB GUI上位机部分12 手机玩电脑游戏放映PPT15 利用手机放映PPT16 远程桌面16 手机玩极品飞车17 结果（Results）17 准确性17 实用性17 结论（Conclusions）18

引言（Introduction）本设计利用蓝牙无线通信完成三项内容： 1、基于Android的无线蓝牙遥控小车。 2、基于MATLAB GUI的无线蓝牙智能车上位机。 3、利用蓝牙实现利用手机控制电脑，玩电脑游戏，放映PPT 等功能。蓝牙在我们生活和学习中的应用非常广泛，几乎每一部手机、电脑都有蓝牙功能。我们可以利用蓝牙进行近距离的文件传输。我们可以利用蓝牙把手机做成四轴飞行器的遥控器，从而省去高昂的遥控器的费用。可以利用蓝牙做智能车的无线上位机，从而高效的调节智能车控制系统的参数。能够利用好蓝牙可以为我们的学习生活带来很大的方便。因此本次综合设计，我利用蓝牙完成了上述三个内容。

手机上网流程知识介绍

1、相关设备介绍： HSS:负责用户数据库的访问及接入控制。 SGSN：主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出等功能。 GGSN：主要起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接。具备PDP上下文激活、PDP上下文修改、用户认证、地址翻译和映射功能、封装和隧道传输等功能。 WAP：负责建立用户代理与MMS中继服务器的数据访问通道，支持多媒体信息的发送、接收、通知等操作。 CG：计费网关，负责话单收集、合并、预处理工作，并完成同计费中心之间的通信接口。 DNS:负责域名解析等功能，手机上网业务的域名解析由GGSN负责。Radius：负责用户认证等功能，手机上网业务的用户认证由GGSN负责。 MME:功能类似于2G/3G核心网SGSN设备控制面功能，主要负责接入控制、移动性管理、会话管理和路由选择等功能。 SGW：LTE核心网的服务网关，功能包括：用作用户在3GPP网间/网内切换的锚定点、数据路由和转发、寻呼触发、合法监听等功能。 PGW：即PDN网关，相当于2G/3G网络中的GGSN，主要功能包括：承载控制、UE的IP地址分配功能、上下行传输层的分组标记、计费、QoS控制、非3GPP 接入等功能。

2/3G手机上网流程分为CMWAP和CENET两种承载方式，下面就简述一下两种方式：（1）CMWAP方式：手机发起附着请求后，归属BSC或RNC通过PS域CE连接到SGSN，SGSN通过HSS鉴权用户是否合法，附着成功后用户发起PDP激活过程，通过GGSN进行PDP上下文激活，分配IP地址，之后通过WAP网关连接到外部网络。（2）CENET方式：手机发起附着请求后，归属BSC或RNC通过PS域CE连接到SGSN，SGSN通过HSS鉴权用户是否合法，附着成功后用户发起PDP激活过程，之后通过GGSN进行PDP上下文激活，分配IP地址，连接到CMNET省网设备，然后在省网设备中进行分析判断（NE5000E路由器负责出局），如是省内资源则通过IDC接口和外网连接（例如10开头的网段），如非省内资源则通过骨干出口和外网连接，而家庭宽带、WAN、部分专线业务则通过第三方出口和外网连接。 3、4G手机上网流程： 4G手机上网流程和2/3G上网流程相比，主要的变化在接入层和核心层设备，流程图如下：

单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统

1．引言蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。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，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义，通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。

手机工作流程

目录一、手机工作流程示意图(Infineon平台、Broadcom平台、MTK平台) 二、射频部分讲解三、逻辑部分讲解四、电源部分讲解五、电性能部分讲解

手机工作流程示意图

一、射频部分讲解由天线接收到的高频信号送到PR接口，再送往射频转换开关，此时具有GSM和DCS两种工作状态：频段切换的控制信号VC1、VC2 10处于GSM发射状态 00处于GSM、DCS接收状态 0DCS发射状态的接收信号经高频虑波器虑波送到中频IC，另一路1800MHZ的接收信号经高频虑波器虑波送到中频IC；中频IC对虑波后接收信号在内部进行低噪声放大，然后和接收本振送来的接收信号进行混频，产生360MHZ的中频信号送到中频虑波器进行虑波，虑波后的中频信号送往中频IC再进行二次混频，最终产生四路接收I/O信号送往BGA；在BGA内部进行A/D转换以及信号外理，然后再经过在D/A转换面语音信号送往LCD、听简等。 2、发射电路

语音信号从MIC输入，BGA将语音信号转换成电流信号，在BGA内部进行A/D转换和数字信号处理，然后再D/A转换调制成发射信号的I/O信号，送到中频IC进行调制；由中频IC内部进行变频产生424MHZ的发射信号，再和发射本振进行混频、虑波产生发射信号，然后发射本振振荡产生所需的GSM、DCS的发射频率信号送到功率放大IC；当手机收到基站发出的功率级别要求，在BGA控制下从功率表中调出相应的功率级别数据，经过D/A转换成标准功率控制电平与实际发射的功率值比较，产生误差电压去调节激励放大电路、功放增益，将放大后的信号送到射频转换开关进行GSM900和DCS1800的频段切换，最终送往天线进行发射。 3、线路流程接收通路：天线信号射频测试点射频转换开关高频虑波器（一路GSM900信号；一路DCS1800信号）中频IC 接收本振中频虑波器BGA 发射通路：MIC受话BGA 中频IC发射本振功率放大IC射频转换开关射频测试点天线信号 4、维修实例 Infineon平台： Broadcom平台：不入软件位ABORT： A、电流为0的情况： 1、32KHZ是否正常工作； 2、U4外围电阻R8、R15、C7 3、C74的阻值是否正常； 3、开机键U4＃43脚BGA B、电流过小的情况： 1、13MHZ是否正常工作； 2、13MHZ U17BGA 3、U4外围电阻R40、R39的阻值是否正常； 4、U19的虚焊、不良问题引起的； C、电流正常，但不入软件： 1、U1、U21、U4不良问题引起的； 2、U21外围电阻R40、R39的阻值是否正常； 3、尾插J4U1之间的物理通路是否导通； 3、U19、FL 4、FL5的虚焊、不良问题引起的； D、电流过大的情况： 1、U1、U21、U4、U14不良问题引起的； 2、U16、U18的短接、不良问题引起的； 3、U19的短接、不良问题引起的；

蓝牙技术的8个特点

蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布，工作频段为全球统一开放的2.4GHz工业、科学和医学（Industrial, Scientific and Medical, ISM）频段。从目前的应用来看，由于蓝牙体积小、功率低，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。蓝牙技术的特点可归纳为如下几点：（1）全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。（2）同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s，语音信号编码采用脉冲编码调制（PCM）或连续可变斜率增量调制（CVSD）方法。当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s；当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型：异步无连接（Asynchronous Connection-Less，ACL）链路和同步面向连接（Synchronous Connection-Oriented，SCO）链路。（3）可以建立临时性的对等连接（Ad-hoc Connection)：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Master）与从设备（Slave）。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个皮网（Piconet）时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。皮网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的皮网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不同的皮网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的皮网，即某一时刻参与某一皮网，而下一时刻参与另一个皮网。（4）具有很好的抗干扰能力：工作在ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）和HomeRF等产品，为了很好地抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了跳频（Frequency Hopping）方式来扩展频谱（Spread Spectrum），将2.402～2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变1600次，每个频率持续625μｓ。（5）蓝牙模块体积很小、便于集成：由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙模块体积就应该更小，如爱立信公司的蓝牙模块ROK101008的外形尺寸仅为32.8mm×16.8mm×2.95mm。（6）低功耗：蓝牙设备在通信连接（Connection）状态下，有四种工作模式——激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式。Active 模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式。（7）开放的接口标准：SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，

蓝牙模块介绍

蓝牙模块介绍：主机模块实物与从机一样,模块上有白点，主机模块会自动和从机模块配对,省却配对的麻烦,适合在需要两个设备间通过蓝牙串口无线通信的应用,无需电脑. 蓝牙透传模块可以让你原来使用串口的设备摆脱线缆的束缚在10米范围内实现无线串口通信。使用该模块无需了解复杂的蓝牙底层协议,只要简单的几个步骤即可享受到无线通信的便捷。蓝牙透传模块只有4个A Ｔ指令,分别是测试通讯，改名称,改波特率,改配对密码,AＴ指令必须从ＴXD,RXD信号脚设置，不能通过蓝牙信道设置。发送ＡＴ指令的设备可以是各种类型的ＭCＵ(比如５1,ａvr,ｐｉc,ｍsp430，arm等）,也可以是电脑通过串口(PC串口接MAＸ232以后或者USB转串口）发送。特别注意: １、主机模块和从机模块均不能切换工作模式,只能是单一的工作模式(主或从) 2、主机模块只能配对ＨC06的从机模块,主机模块之间不能配对连接,主机模块也不能跟带蓝牙的电脑或者手机等其他蓝牙设备配对３、从机模块可以跟带蓝牙的电脑或者部分带蓝牙的手机配对使用,从机模块之间不能连接，如果电脑没有主机模块的AT指令比从机模块少了AT+NＡME指令，其他指令相同 5、主机模块和从机模块的接口均为3．３V电平,可以直接连接各种TＴL电平带串口MCU（5V的MCU请串联1K电阻）直接连接，设置参数可以用MCＵ或者本店的USB转串口，或者增加ＭＡX2３2转换电路后的电脑串口小常识:?ＴXＤ：发送端,一般表示为自己的发送端，正常通信的时候接另一个设备的ＲXD。?RXD：接收端，一般表示为自己的接收端，正常通信的时候接另一个设备的ＴXＤ。正常通信时候本身的TXD永远接设备的ＲXD!?自收自发:顾名思义，也就是自己接收自己发送的数据,也就是自身的TＸD接到自身的RＸＤ,用来测试本身的发送和接收是否正常。也称回环测试。由于蓝牙核心板不方便接线，因此我们把它焊接到底板上，底板上含3.3V ＬDO，为了方便再拆卸,仅焊接有用的引脚,引出VCＣ、GＮＤ、TXＤ、ＲXD(TXD、RXD均为3．3V电平)四根线方便接线,STATE为LED状态输出脚,未连接时输出脉冲,连接后输出高电平，可由MＣＵ判断状态,需自行焊接插针,ＫEY接口对从机无效。该蓝牙模块可以接各种单片机，USB转串口等串口设备,输入电压3．６～6Ｖ(推荐5Ｖ，不得超过７V）, 模块尺寸:3.5７cm*1.5２cm(ｃm）注意:所标价格为单个模块的价格,并非一对模块的价格！!！模块与单片机请遵循以下连接：

基于安卓的蓝牙通信系统开发

基于安卓的蓝牙通信系统开发 Prepared on 22 November 2020

一、系统背景系统概述自从2008年9月22日，美国运营商T-MobileUSA在纽约正式发布了第一款基于android安卓的手机后，更多的移动设备厂商看到了安卓android的光明前景，并纷纷加入其中，android甚至已经涉足上网本市场了其发展前景广阔涉及领域越来越大。随着android手机的普及，android应用的需求势越来越大，这个潜力巨大的市场，已经吸引无数软件开发厂商和开发者投身其中。android的开放性使其比苹果和黑莓对年轻人更具吸引力，更能吸引年轻人群的关注和喜爱。在18岁至24岁族群中，Android是最多人选用的操作系统。同时因为Android系统的开放性为Android平板电脑的快速发展奠定了基础，也才能促使其吸引着越来越多的用户接受和使用。同时Android还具有应用程序无界限、应用程序是在平的的条件下创建的、应用程序可以轻松的嵌入网络、应用程序可以并行运行等众多出色的品质。具有其他操作系统无法比拟的优势和发展空间。安卓系统在不断升级完善，如今，平板电脑市场已成为Android与苹果IOS除了智能手机领域之外争夺的第二个焦点。一直以来，多数新闻仍然显示iPad在平板市场的霸主地位难撼。但是，以Android领头的平板电脑正以高速的增长对苹果iPad造成冲击。放眼整个平板市场，生产Android平板电脑的确是大势所趋。世界上所有的顶级设备制造商，三星、索尼、摩托罗拉、联想、LG、宏碁、HTC、华硕，几乎每一家都在卖Android平板电脑。安卓给用户的触屏体验非常好，安卓手机在高端机领域泛滥的同时也在中低端机领域涉足，这将给安卓系统手机带来非常好的前景，从目前的市场上来看，安卓系统能够在短短的时间里面，占据着超大的市场份额，而且还有非常好的信誉口碑，绝对不是一两个人吹捧出来的，那是因为安卓手机真的能够让人体验到好，才能够有如此高的评价。所以说，虽然目前安卓手机还是存在一定问题上的不足，很多问题都有待需要改善，这就说明安卓系统处于一种发展状态，那么它的生命力就会很强，前景很广阔。 Android是一套真正意义的开放性移动设备综合平台，它包括操作系统、中间件和一些关键的平台应用。Android的Java程序运行环境包含一组Java

蓝牙模块设计注意事项

蓝牙模块设计注意事项一、蓝牙模块使用说明 1、若应用方案需要高级音频，通话功能，FM收音时，蓝牙模块接口都需按要求连接。 2、若应用方案只需要高级音频和通话功能，不需要FM收音功能。蓝牙模块接口： IIC_CLK，IIC_DAT，FM_L，FM_R，FM_ANT不需要连接。 3、若应用方案只需要高级音频，无需通话和FM收音功能，蓝牙接口：IIC_CLK， IIC_DAT，FM_L，FM_R，FM_ANT，以PCM4条信号线都不需要连接。二、蓝牙模块布局要求 1、蓝牙模块尽量放置于板的边缘，且远离主控，功放，升压和其它IC。 2、蓝牙模块布局时，天线位置需在板的边缘。 3、若不考虑贴片的单面性，蓝牙模块可单独放于PCB一面，减小干扰。备注：蓝牙模块的布局参考附图1。三、蓝牙模块走线要求 1、蓝牙天线处PCB以下不要走任何信号线，也不要做铺地处理，铺地要求参考附图2 和附图3。 2、蓝牙COB模块正下方，最好少走线，铺地多一点。 3、蓝牙BT_TX，BT_RX信号线走线时尽量短，且做包地处理。 4、蓝牙PCM信号线也应尽量短，且做包地处理。 5、供给蓝牙的32K_XO信号线，最好做包地处理。 6、蓝牙模块的GND最好单点接地，单点接到电池GND。 7、FM天线若需要走线到蓝牙模块的另外一边，需马上在模块引出点处过孔走PCB 板另外一面。 8、蓝牙模块正下方PCB板最好用丝印填充，做屏蔽处理，避免蓝牙模块背面测试点和下面走线过孔短路。四、参考设计附图见下一页：

1、蓝牙模块布局参考—附图1： 2、蓝牙模块铺地处理参考—附图2： 3、蓝牙模块铺地处理参考—附图3：珠海市杰理科技有限公司 2013年9月15日

手机主叫消息流程说明

主叫消息流程说明 BSS——>MSC 完全层三消息（Complete Layer 3 Information） MS发起呼叫业务请求,其中包括呼叫类型(MS主叫,紧急呼叫,补充业务等),MS级别信息(功率,加密算法等),MS识别( IMSI,TMSI等)。 MSC——>BSS 连接证实( Connect Confirm) SCCP的连接证实。 MSC——>BSS 鉴权请求( Authentication Request) MSC要求MS进行鉴权,其中包括鉴权随机数(Authentication Rand Value)。 BSS——>MSC 鉴权响应(Authentication Response) MS根据Ki鉴权随机数计算出Authentication SRES Value在此消息中发给MSC。MSC将其与HLR发来的Authentication SRES Value进行比较，如果二者相等则鉴权成功，否则鉴权失败。 MSC——>BSS 加密模式命令(Cipher Mode Command) MSC指示BSS和MS是否加密及加密算法，如果进行加密还需通知BSS所用的加密KEY。 BSS——>MSC 加密模式完成(Cipher Mode Complete) 对加密模式命令的应答 MSC——>BSS TMSI重分配命令(TMSI Reallocation Command) MSC给MS重新分配TMSI。 BSS——>MSC TMSI重分配完成(TMSI Reallocation Complete) 此消息位置可变 BSS——>MSC 建立(Setup) MS在此消息中包括被叫号码。 MSC——>BSS 呼叫进行(Call Proceeding) 表示MSC正在处理本次呼叫。 MSC——>BSS 分配请求(Assignment Request) 要求分配地面电路和空中信道。

Bluetooth通信技术

Bluetooth通信技术 1.概念蓝牙(Bluetooth?):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(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。如今蓝牙由蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以"蓝牙设备"的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。蓝牙技术是实现语音和数据传输的开发式规范,是一种低成本,短距离的无线链路。除替代功能外(用无线链路替代电缆连接)还提供接入数据网功能、接口功能和组网功能。 2.系统组成蓝牙系统由无线单元、链路控制器、链路管理器和提供到主机端接口功能的支持单元组成,如图1所示图1蓝牙系统组成 1.无线单元——蓝牙微波收发信机蓝牙无线单元是一个微波跳频扩频通信系统,数据和话音信息分组在指定时隙,指定跳频频率发送和接收。跳频序列由主设备设备地址决定,采用寻呼和查询方式建立信道连接。蓝牙微波收发信机的主要性能要求如下: 1蓝牙系统工作在2.4GHz ISM频段。虽全球适用,但实际配置和占用频带宽度因国家不同而不同。北美和欧洲大多数国家可用带宽为83.5 MHz,在此带宽内配置间隔为1 MHz的79个RF信道(79跳系统);在日本、法国、西班牙可用带宽较小,只配置间隔为1 MHz的23个RF信道(23跳系统)。

基于蓝牙模块的智能家居网络

摘要随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们越来越注重自己生活环境的舒适、安全与便利。近年来兴起的智能家居系统满足了人们的这种需求，它有效地在家居环境中组建家庭信息网络，将各种家电产品结合成一个有机整体，对家电设备进行集中或异地的智能化控制与管理，并且能够与外界进行信息交流。蓝牙技术作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，可提供低功耗、短距离的无线空中接口，在各种固定与移动设备之间实现无线通信。在移动通信、无线数据采集、无线遥控与遥测、计算机网络及自动控制等多种领域，蓝牙技术都有着广泛的应用。应用设计的蓝牙软硬件接口，本文开发了一个基于蓝牙模块的智能家居控制系统，在该系统中，上位机端通过USB控制蓝牙适配器，其发送的控制指令由下位机端蓝牙模块接收后传给单片机，并在单片机端编写了一个基本的蓝牙及模拟家电控制程序，从而实现了PC与模拟家电的无线控制功能。本文提供的蓝牙软硬件接口方案及数据传输模块，不仅可以用来进一步开发蓝牙高层协议，而且还可作为通用的接口函数和模块应用到多种无线场合。关键字：蓝牙技术；智能家居；蓝牙模块

ABSTRACT W ith the development of science and technology, and the improvement of people’s living standards, people are paying more and more attention to the comfortablity, safety and convenience of their living environment. The emergence of smart home system in recent years, just meets the needs of people. It effectively constitutes appliances into a home information network and makes all kinds of appliances combined into an organic whole. It can intelligently control appliances locally or remotely, and exchange information with the outside world. As a globally open wireless data and speech communication specification Bluetoo—th technology can provide low-power、short distance wireless air interface and implement wireless communication between various fixed and mobile equipments．Bluetooth technology has a wide range of applications in mobile communications，wireless data collections，wireless remote control and sensing Computer network and automatic control and other areas． Using the bluetooth hardware and software interface designed，This paper developed an smart home furnishing control system based on Bluetooth module．In the system，The PC side is controlled by USB bluetooth adapter．It’s control instruction is received by the lower end of Bluetooth module which sent it to the micro controller. A basic bluetooth and home appliance control simulation program was prepared in the MCU. So,the system can realize wireless control function of PC and simulation of electrical appliances .And then，data can be transmitted between the two parts．After that，a further development which is file transmission is implemented． Keywords: Bluetooth technology; smart home; Bluetooth moudule

蓝牙模块与电脑通信

1、通信前必须具备东西：（1）蓝牙串口模块；（2）STC自动下载器；（3）串口调试软件；（4）蓝牙测试软件； 2、配置蓝牙串口模块蓝牙模块STC自动下载器（1）让蓝牙串口模块进入命令设置状态，具体操作是：按着模块上唯一的按键不放，用USB接口给模块上电，这时正确的情景是模块上的LED灯是长亮几秒后熄灭再循环的。如果出现灯快速闪烁的情况，证明模块并未进入命令设置状态，断电重复上述操作即可。（2）将模块通过串口线与电脑连接；成功连接的标志是：打开电脑的设备管理器可以看到“端口”下有USB-SERIAL 端口，如下图：（3）打开“蓝牙测试软件”，点击“搜索端口”，波特率选择“38400”，这时应该出现：“端口：2已打开”；（4）在“蓝牙测试软件”的右边输入你要配置的信息，主要的常用信息便是： ①设备名称：就是你想给蓝牙串口模块上的蓝牙命名，支持中英文；这里设置为“Bluebooth”; ②主从角色：就是模块的角色，这里选“从角色”； ③设备类：就是蓝牙设备类型，这里设置为COD： ④连接密码：就是指与其他蓝牙设备连接时需要对方输入匹配的密码，这里设置为“1234”，可支持至少8位的长度，字母与数字混合； ⑤查询访问码：设置成通用查询访问码9e8b33; ⑥连接模式：主从和回环模式选择，这里选“从角色”； ⑦查询访问模式：选0或1,0是标准模式，1是RSSI加强模式，可以连接多个设备，这里选1； ⑧通信波特率：在常用的波特率里选择，由于手机通信波特率是9600，所以建议这里选择9600; 最后点击“更新模块信息”

关闭软件。（5）把蓝牙串口模块的串口与电脑断开连接，断电，再重新给模块上电，注意这时候不需要按着模块上的按键，直接上电即可，然后与电脑串口连接；可以看到的正确现象是模块上的LED灯是比较快地闪烁的。 3、把蓝牙适配器插上电脑，等待电脑自动安装好驱动软件，一般电脑都能自行安装，如果特殊的电脑不行，请下载相关蓝牙驱动软件即可。驱动安装成功后，在电脑右下角应该可以看到如下蓝牙图标： 4、在电脑右下角的蓝牙图标上单击，选择“添加设备”，然后电脑自动搜索，可以看到我们的蓝牙串口模块Bluebooth了，选择它，单击下一步；输入设备的配对码：1234（如上），然后进行连接，成功连接的现象是：然后电脑会自动搜索安装蓝牙外围设备的驱动软件的：

通信呼叫流程信令

Issue 3.3 第1章呼叫过程的信令分析对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分： ●主叫移动用户部分 ●被叫移动用户部分 ●拆线部分 1.1 主叫信令流程移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开始，到主叫用户TCH指配完成为止。一般来说，主叫经过几个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。经过这个阶段，主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。 TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经确定，如果在后面被叫接续的过程中不能接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。取被叫用户路由信息阶段主要包括：向HLR请求路由信息；HLR向VLR请求漫游号码；VLR回送被叫用户的漫游号码；HLR向MSC 回送被叫用户的路由信息（MSRN）。MSC收到路由信息后，对被叫用户的路由信息进行分析，可以得到被叫用户的局向。然后进行话路接续。 2

Issue 3.3 主叫过程的信令流程如后面的图所示。注意: 应该注意的是：从VLR到HLR/AUC取鉴权集的过程不是必须的。 VLR到HLR/AUC取鉴权集时，HLR每次送5组，本次使用一组，另外4组保存在VLR中供后续的鉴权过程使用。只有当VLR中的鉴权集使用完毕，VLR才发起向HLR/AUC取鉴权集的过程。另外，如果MSC通过对被叫用户的MSRN的分析得知被叫用户是本局用户，那么就不会向其它MSC发送初始地址消息（IAI/IAM），而是根据被叫用户的位置区直接通知本局BSC对被叫用户发起寻呼。如果被叫用户非本局用户，则通过信令路由分析，通过适当的链路向目的MSC发IAI消息，以建立话路。主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令： 3

基于手机与机器人之间蓝牙通信的论述

基于手机与机器人之间蓝牙通信的论述蓝牙技术是一种适用于近距离的无线通信技术，具有安全性高和受干扰性小的特点。文章拟通过分析蓝牙通信协议和Android智能手机系统，来论述利用手机作为上位机控制机器人移动的可能性。标签：Android智能手机；移动机器人；蓝牙模块引言双足机器人具有出色的移动性能，因而对其行走控制的研究成为当今仿生机器人领域中最前沿的问题。采用有线控制方式对机器人的移动性能产生较大约束，而传统的无线调试方案，没有可视化界面，互动性差，功能单一；手机作为无线控制终端体积小，便于携带。智能手机可通过蓝牙或Wifi与机器人建立通讯。但蓝牙技术具有更好的抗干扰能力，系统稳定性也更强，适合短距离通信。 1 蓝牙模块蓝牙具有一般无线通信设备的特点，同时还具有功耗小、传输稳定、安全可靠的优点，并且由于其自身体积小，可以集成在大部分MCU上，使用方便。蓝牙采用跳频扩谱、时分多址、码分多址等先进技术，可以在一定区域内建立多个通信与信息系统间的传输通道。采用2.4GHz的ISM频段，无需申请许可证。传输距离一般是10cm～10m，最大可实现100米的通信距离。蓝牙的内部结构模块如图1所示。射频模块主要起到滤波和功率放大的功能，它可以将接收到的2.4GHz的高频信号变为中频信号，然后发送给基带控制器模块，同时将从基带控制器接收到的低中频信号变为2.4GHz的高频信号，然后再进行发射。基带控制器相当于蓝牙模块的大脑，通过它的快速处理可以使用户在使用时不用考虑低层硬件对数据的处理和传输过程。蓝牙模块自带IO口，方便程序和数据的读写。与简单的静态选择频率相比，FHSS可以减少射频干扰。良好的稳定性与抗干扰性能对于环境十分恶劣的工作现场十分必要。总之，整个蓝牙協议结构简单，使用重传机制来保证链路的可靠性，在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制，并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。 2 Android智能手机系统安卓是一个以Linux作为基础的开源性的操作系统。最初通常应用在智能手机上，但是安卓因为其具有优秀的扩展性和大量的硬件作为支撑。安卓系统已经延伸到平板电脑、智能家具和可穿戴设备等其他方面。在智能手机领域，Android 系统已经超越苹果的IOS系统和塞班等操作系统，成为世界上使用最广泛的操

手机生产流程

解密手机生产流程手机生产流程简介：当大家在每一次看到一部新奇而又拥有高性能、鲜亮的外观设计的手机出现时，各位是否有这样的好奇心，这样的手机如何制造出来的呢？今天我们尝试用一个技术的客观角度，来简单描述手机生产的流程，好让大家更进一步了解手机的构造！一、手机的设计流程手机设计公司一般需要最基本有六个部门： ID(Industry Design)工业设计、MD(Mechanical Design)结构设计、HW(Hardware) 硬件设计、SW(Software)软件设计、 PM(Project Management)项目管理、Sourcing资源开发部、QA(Quality Assurance)质量监督 1、ID(Industry Design)工业设计手机的外观、材质、手感、颜色配搭，主要界面的实现与及色彩等方面的设计。例如摩托罗拉“明”翻盖的半透明，诺基亚7610的圆弧形外观，索爱W550的阳光橙等。这些给用户的特别感受和体验都是属于手机工业设计的范畴，一部手机是否能成为畅销的产品，手机的工业设计显得特别重要！ 2、MD(Mechanical Design)结构设计手机的前壳、后壳、手机的摄像镜头位置的选择，固定的方式，电池如何连接，手机的厚薄程度。如果是滑盖手机，如何让手机滑上去，怎样实现自动往上弹，SIM卡怎样插和拔的安排，这些都是手机结构设计的范畴。繁琐的部件需要MD的工作人员对材质以及工艺都非常熟识。摩托罗拉V3以 13.9mm的厚度掀起了手机市场的热潮，V3手机以超薄为卖点，因为它的手机外壳材质选择十分关键，所以V3的外壳是由技术超前的航空级铝合金材质打造而成。可以这样说，特殊外壳材质的选择成就了V3的成功。另外有个别用户反应在使用某些超薄滑盖手机的时候，在接听电话时总能感觉到手机前壳的左右摇动，这就是手机结构设计出了问题，由于手机的壳体太薄，通话时的扬声器振动很容易让手机的机身产生了共振。 3、HW(Hardware) 硬件设计硬件主要设计电路以及天线，而HW是要和MD保持经常性的沟通。比如MD要求做薄，于是电路也要薄才行得通。同时HW也会要求MD放置天线的区域比较大，和电池的距离也要足够远，HW还会要求ID在天线附近不要放置有金属配件等等。可想而知一部内置天线的设计手机，其制造成本是会较一部外置天线设计的手机贵上20-25%，其主要因素就是天线的设计，物料的要求与及电路的设计和制造成本平均都是要求较高一些。通常结构设计师(MD)与工业设计师(ID)都会有争论，MD说ID都是画家，画一些大家做不出来的东西，而ID会说MD笨，不按他们的设计做，所以手机卖得不好。所以，一款新的手机在动手设计前，各个部门都会对ID部门的设计创意进行评审，一个好的ID 一定要是一个可以实现的创意，并且客户的体验感觉要很好才行。当年摩托罗拉V70的ID就是一个很好的实现创意例子，后期市场的反应也不错，而西门子的Xelibri的创意虽然也很好，也可实现，但可惜的是最终客户的使用感觉并不好，所以一个真正好的创意，不但要好看，可实现，而且还要好用。另外HW也会与ID吵架，ID喜欢用金属装饰，但是金属会影响了天线的设计以及容易产生静电的问题，因此HW会很恼火，ID/MD 会开发新材料，才能应付ID的要求。诺基亚8800就是一个好例子，既有金属感，又不影响天线的接收能力。 4、SW(Software)软件设计

一种远距离蓝牙模块的设计

一种远距离蓝牙模块的设计概述本文介绍了一种远距离蓝牙模块实现方式，主要通过在现有蓝牙芯片外加入开关控制电路、功放电路以及滤波电路等，使得蓝牙模块的传输距离从目前100米的理论值提高到1500米以上，以满足特殊应用场景的需求。序言根据蓝牙技术联盟（SIG）相关规定，蓝牙使用IEEE802.15协议，采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM频段。蓝牙的初衷就是短距离传输信号，传输距离小于10米，但随着技术的发展，SIG在2010年中期推出了蓝牙4.0的标准，其有效传输距离理论上可达到100米，100米指的是以蓝牙发射端为圆点半径为一百米的一个球状范围，但根据测试来看，在空旷无障碍的环境下，蓝牙4.0有效距离是70.36m--93.4m之间。蓝牙4.0虽然比传统蓝牙距离提高了近10倍，但还是没有办法满足远距离1000米以上的需求。所以要设计远距离的蓝牙模块，用通常蓝牙模块简单设计方式（蓝牙芯片+FLASH+普通陶瓷天线或PCB微带天线）是不可行的，必须要在普通设计电路的基础上加入开关控制电路、功放电路以及滤波电路等，同时程序要对这些电路进行合理控制，才能到达到远距离稳定通信的要求，由此可见这部分是远距离蓝牙模块设计的关键，如下重点对此部分的设计做详细介绍。总体设计硬件示意图：

首先对以上硬件设计框图中所用的核心元器件做简单介绍。蓝牙芯片的选择，这里选用最新的蓝牙4.0芯片，蓝牙4.0实际是个三位一体的蓝牙技术，它将三种规格合而为一，分别是传统蓝牙、低功耗蓝牙和高速蓝牙技术，这三个规格可以组合或者单独使用。首先蓝牙4.0继承了蓝牙技术无线连接的所有固有优势，同时增加了低耗能蓝牙和高速蓝牙的特点，尤以低耗能技术为核心，大大拓展了蓝牙技术的市场潜力。目前蓝牙4.0技术已经得到非常普遍的应用，全球大约80%以上的手机都使用了蓝牙技术，其中将近100%的智能手机都已经使用了蓝牙4.0技术。蓝牙4.0技术普及为物联网的发展提供了一种技术选择，具有极大的发展空间。另外为了使系统简单，所选的芯片内部需要集成有MUC，FLASH，SRAM等，要可编程，同时具有UART，USB，SPI，PCM等外表接口，便于同主控芯片通讯，能进行语音和数字信号的传输。通过比较，这里可以选择CSR公司的产品，CSR公司是目前最大的蓝牙芯片的全球供应商，大约占有50%的市场份额，且十几年来一直处在蓝牙创新的前沿，其产品具有同类产品中最低的功耗和最佳的RF性能，比喻CSR8670，CSR8810等； RF开关芯片的选择，因为从蓝牙芯片的RF端出来只有一条射频线路，接收和发送的信号按分时复用的方式都经过该线路，而要使蓝牙模块能够传输更远的距离，只需要对发送信号加以方大，但同时接收信号不能有影响，所以必须选用一个带宽要达到2.5G以上，损耗小，开关时间短的高效率RF开关芯片；经过比较发现SkyWorks 公司的GaAs 集成 SPDT 开关芯片AS179-92是一款非常适合的芯片，该芯片插入损耗为0.4db,上升下降时间为 10ns，带宽从300 kHz–3 GHz，主要用于WIFI和蓝牙RF部分。功放芯片的选择，蓝牙模块的传输距离取决于内部功放功率的大小，要达到远距传输，必须要选一款增益在20DB以上，功率在20dBm (20 dBm = 100mw 2.4 Ghz无线局域网标准)以上的放大器，同时要满足蓝牙传输的带宽（2.40 GHz～2.48GHz）的要求。经过比较发现Advanced Micro Devices RF5189 放大器比较适合；RF5189 最大增益在25DB，最大功率在30dBm，且增益可以通过VREG引脚电压控制，在本设计中VREG电压通过I/O口控制开关，来达到调节电压的目的，从而使RF5189增益可调。RF5189在2.412GHz~2.482GHz频段增益变化幅度约为0.6dB，线性度较高。由于RF5189片内集成了输入输出端口的匹配电路与RF 隔直电容，所以RF5189输入输出端直接加特性阻抗为50Ω的传输线进行信号的传输。其次对以上硬件电路的工作原理做简单描述。如上述在选择的蓝牙芯片上内已经包含了MUC，FLASH，SRAM以及可编程I/O，UART，USB，SPI，PCM等外表接口，另外包含了蓝牙基带处理器，只要加上外部晶体和电源以及EPROM芯片后，就能成为一个普通蓝牙4.0的控制系统，可以完成数据传输，语音传输等功能。为了达到远距离，就需要对发射信号放大，同时不影响接收信号，如图当蓝牙芯片需要发送数据时，其发射信号经过滤波器，去掉杂波，保留2.412GHz~2.482GHz频段内的有效信号，此时蓝牙芯片的I/O口控制SPDT-1和SPDT-2开关与放大器IC连接，连接在SPDT-1与SPDT-2之间的RX接收通道断开；信号经过SPDT-1开关，后到达PA，经过放大放大（这里放大增益可以通过蓝牙芯片的I/O口控制），再经