【正文】 API 的頭文件； LIB—— 協(xié)議棧庫文件； OSAL—— 包含操作系統(tǒng)抽象層源代碼和頭文件； PROFILE—— 包含 GAP 角色 Profile、 GAP 安全 Profile、 GATT Profile 的源代碼和頭文件； TOOLS—— 包含 、 。 310~320 行：設(shè)置 BLE 低功耗藍(lán)牙系統(tǒng)里幾個(gè)非常重要的時(shí)間參數(shù)。 系統(tǒng)消息處理函數(shù)如圖 46 所示。 圖 48 Callback 回調(diào) 函數(shù) 每當(dāng) profile 中的 characteristic value 有變化，都會(huì)產(chǎn)生一次回調(diào)。雖然它也包含了一個(gè)稱為 APP 的工程文件夾，但這些文件并不是真正的應(yīng)用程序，只是簡(jiǎn)化的代碼層，用來將外部 PC 發(fā)來的信息轉(zhuǎn)化為調(diào)用協(xié)議棧的 API 功能，任何從協(xié)議棧收到的消息都會(huì)發(fā)送給外部 PC，這些轉(zhuǎn)換的所有源碼都包含在 文件中， HostTestRelease 工程如圖 49 所示： 29 圖 49 SimpleBLEPeriphal 工程文件 TI BLE 協(xié)議棧中已經(jīng)做了 UART 底層驅(qū)動(dòng)， 因此并不需要 重頭編寫 UART 的驅(qū)動(dòng)代碼，而是直接調(diào)用 中的 api函數(shù)。 第 34 行：設(shè)置流控制，值為 TRUE 或者 FALSE，當(dāng)為 TRUE 時(shí)，除了 TX、 RX 外，還要連接 CTS 和 RTS。 第 66 行：調(diào)用 HalUARTRead 讀取 uart 緩存里的數(shù)據(jù)到 pktBuffer 中。 底板的是由自己親手設(shè)計(jì)的，包括 LED 電 路、 Joystick 五向按鍵設(shè)計(jì)，溫度傳感器電路， LCD12864 顯示電路，用戶按鍵電路。他不僅帶我們做了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，還指導(dǎo)我們參加了學(xué)校的競(jìng)賽和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，并且取得不錯(cuò)的成績(jī)。 [6] 余生全， Bluetooth 協(xié)議棧 RFCOMM 協(xié)議層分析與設(shè)計(jì) [J].小型微型機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [J].20xx(9)： (10371040) [7] 梁軍學(xué)，郁濱 .Linux 藍(lán)牙協(xié)議棧的 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng) [J].計(jì)算機(jī)工程， 20xx,349(9)：273275. [8] 李想，藍(lán)牙 RFCOMM 協(xié)議分析與實(shí)現(xiàn) [J]，電子科技， 20xx(4)： (35— 40)。 基于藍(lán)牙技術(shù)的手機(jī)與 PC 通信的實(shí)現(xiàn) [J].浙江：計(jì)算機(jī)時(shí)代， 20xx 年第 6 期 . [3] 金純、肖玲娜、羅緯 . 超低功耗 (ULP)藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范解析 [M].北京： 國(guó)防工業(yè)出版社 ， 20xx,5. [4] 金純等編著，藍(lán)牙協(xié)議及其源代碼分析 [M],國(guó)防工業(yè)出版 社， 20xx 年。雖然在別人眼 中我的學(xué)校不是那么好，但我并不這么認(rèn)為，我在這里看到了很多優(yōu)秀的老師和優(yōu)秀的同學(xué)，是北京聯(lián)合大學(xué)讓我在這四年里學(xué)到豐富的知識(shí)，讓我能適應(yīng)社會(huì)。 圖 51 從機(jī)開機(jī)狀態(tài) 將 USBDongle 插入 PC 端的 USB 口，打開 BTool 軟件， 33 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是第一次接觸到協(xié)議棧這個(gè)新的領(lǐng)域，在剛開始的時(shí)候，對(duì)這個(gè)名詞幾乎是沒有深入的了解， 在最初的學(xué)習(xí)時(shí)經(jīng)常是一頭霧水，云里霧里，后來在反復(fù)讀了歐陽俊等老師所著的《藍(lán)牙 BLE 開發(fā)完全手冊(cè) 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)實(shí)戰(zhàn)》幾遍后，又在實(shí)際情況下親手操作了幾個(gè)例程，總算是對(duì)藍(lán)牙 BLE 通信有了一個(gè)大致的理性的認(rèn)識(shí)。 圖 411 串口應(yīng)用回調(diào)函數(shù) 第 55 行：開辟臨時(shí)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用來接收數(shù)據(jù)。其函數(shù)如圖 410 所示。 Projects\ble\HostTestApp\CC2540\ 進(jìn)入 主體源文件。系統(tǒng)在接收到數(shù)據(jù)時(shí)會(huì) 28 調(diào)用這個(gè) callback 向我們發(fā)出通知。 455 行：系統(tǒng)消息事件，同樣包括按鍵消息事件，以及從機(jī)的當(dāng)前請(qǐng)求狀態(tài)回復(fù)。然后主機(jī)發(fā)起連接，開始通信。 24 打開 SimpleBLEPeripheral 從機(jī)工程。應(yīng)用程序和 Profiles 通過廠商特定的 HCI 命令與 CC2540 通信，這一過程需要使用硬件或 UART 接口，或者通過 USB 使用虛擬的 UART 接口 。 使用特性的 UUID 讀 — 客戶端請(qǐng)求讀基于一個(gè)特定類型的所有的特性值，服務(wù)器將所有與指定類型匹配的特性的句柄和值回應(yīng)給客戶端設(shè)備（假設(shè)屬性有讀權(quán)限）。當(dāng)一方發(fā)起終止連接時(shí)，另一方必須響應(yīng)。如果超過了這個(gè)時(shí)間而沒有成功的連接事件，設(shè)備被認(rèn)為是丟失連接，返回到未連接狀態(tài)。連接請(qǐng)求包括下面一些連接參數(shù)。 配置文件層 藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧的配置文件層包括 GAP 角色 /安全配置文件、 GATT 配置文件兩部分。其中 uint16 的定義為： typedef unsigned short uint16。內(nèi)核：使用內(nèi)核可以大大簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法，借助內(nèi)核提供的任務(wù)切換功能，可以將應(yīng)用程序分為不同的任務(wù)來實(shí)現(xiàn)。 19 屬性協(xié)議層（ Atttibute protocol）允許設(shè)備向另一個(gè)設(shè)備展示一塊特定的數(shù)據(jù)，稱之為“屬性”。這樣各層之間具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，當(dāng)協(xié)議的一部分發(fā)生變化時(shí)，只需對(duì)與此相關(guān)的分層進(jìn)行修改即可，其他各層不需要改變。 圖 39 復(fù)位電路 下載調(diào)試電路設(shè)計(jì) CC2540EM 開發(fā)板使用標(biāo)準(zhǔn)的 CCDebugger 調(diào)試接口，為了方便調(diào)試，特意將debugger 接口的 9 腳 和 2 腳短接，這樣可以使用 CCDebugger 為 板子 供電。 LED 和按鍵 S1 電路如圖 36 所示。 這是一款功能強(qiáng)大的電路設(shè)計(jì)軟件，其原型為大家所熟知的 Protel，為廣大的硬件設(shè)計(jì)者提供了完美的硬件開發(fā)系統(tǒng)，這套軟件從原理圖的繪制到電路的實(shí)際仿真， PCB 版圖的設(shè)計(jì)等方面極大地便利了用戶的自主開發(fā) 。 ? Projects\ble—— 目錄 Projects\ble， 最后一個(gè)，也是最重要 的 目 錄，基于協(xié)議棧的demo 工程都在這里。 協(xié)議棧文件夾下 有以下 幾個(gè)目錄 ： ? Accessories—— \Accessories\Drivers 里面存放的 是燒寫了 HostTestRelease 程序的 CC2540 USBDongle 的 USB 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng) 程序，很 多用戶反 應(yīng)說 USBDongle 9 插到 電腦上沒有被識(shí)別 成串口號(hào)，這里就要注意， USBDongle 出廠時(shí)燒寫的 是PacketSniffer 的 固 件 ， 是 協(xié) 議 分 析 儀 ， 叧 有 當(dāng) USBDdongle 燒寫了 HostTestRelease 程序時(shí)才會(huì)表現(xiàn)為一個(gè)串口，此時(shí) USBDongle 的 驅(qū)動(dòng) 程序即在 Drivers 目錄下。 它是 TI 第一代的 CC 系列仿真器，性價(jià)比高，支持 CC2540 和 CC2530，但不支持CC2541。 圖 21 是 CC2540 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 5 圖 21 CC2540 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 21 所示， CC2540 的這些模塊大致可以分為三類： CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊；外設(shè)、時(shí)鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊。 綜上所述， 藍(lán)牙 技術(shù) 將 把物聯(lián)網(wǎng)又向前帶了一大步，在未來的生產(chǎn)和生活當(dāng)中，藍(lán)牙 必將發(fā)揮其 不可忽視的作用，為 我們帶來極大的便利與快樂。 不僅如此， 傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng) 的功耗都比較大， 需要定期的人工 維護(hù) ，這樣下來，傳統(tǒng)的有線 測(cè)溫系統(tǒng)的成本和效果都不盡人意。 目前，針對(duì)新一代藍(lán)牙 的技術(shù)規(guī)范，各大廠家和公司紛紛推出自己的硬件平臺(tái)和軟件協(xié)議棧，在這一點(diǎn)上， 德州儀器 (TI) 的藍(lán)牙技術(shù) 的發(fā)展 站在世界的前列 ，其公司 所開發(fā)的 的 CC2540 系列產(chǎn)品 為藍(lán)牙技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供了一個(gè)真正意義上的解決方案，這將使得藍(lán)牙 BLE 不再 僅僅停留在規(guī)范文檔之中，這將作為一項(xiàng)新的技術(shù)得到廣泛的實(shí)踐和發(fā)展。后來，業(yè)內(nèi)所共同發(fā)起的 藍(lán) 牙技術(shù)推廣組織 ，將藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展推向了時(shí)代的浪潮。 在一些需要被實(shí)時(shí)監(jiān)控的環(huán)境中，比如糧食倉庫、圖書倉庫、醫(yī)院病房中，目前數(shù)據(jù)的 傳輸基本是基于有線的網(wǎng)絡(luò)， 但是， 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣或現(xiàn)場(chǎng)沒有條件進(jìn)行人工測(cè)量統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)， 有線傳輸由于設(shè)備的驅(qū)動(dòng)能力達(dá)不到或成本較高時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地送回到控制中心，無線傳輸就成為首選的途徑。系統(tǒng)主要完成 利用 藍(lán)牙 協(xié)議棧的編寫， 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集終端與 PC 之間的無線數(shù)據(jù)通信。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范。其中， 對(duì)藍(lán)牙 協(xié)議棧的編寫及應(yīng)用 進(jìn)行重點(diǎn)論述。 需要通過對(duì)藍(lán)牙 的協(xié)議棧進(jìn)行編寫 和應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn) CC2540 數(shù)據(jù)采集模塊與 PC 機(jī)的有效通信 。在新一代的藍(lán)牙中，藍(lán)牙 BLE 在繼承了以前的藍(lán)牙技術(shù)的 固有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上 ，同時(shí) 它還使得傳輸速度得到大幅度的增加。更值得一提的是，目前，藍(lán)牙 BLE 規(guī)范文檔已經(jīng)推出，但是各大國(guó)際公司和廠商所推出的硬件平臺(tái)和軟件開發(fā)系統(tǒng)不盡相同，這使得新一代藍(lán)牙技術(shù)的開發(fā)與研究更加具有開放性，不會(huì)在短時(shí)間之內(nèi)出現(xiàn)被少數(shù)大公司技 術(shù)壟斷的局面，這 3 也有利于我國(guó)在這一次的技術(shù)浪潮中占據(jù)主動(dòng)的優(yōu)勢(shì)， 特別是借助于藍(lán)牙技術(shù)，使我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)能夠更快更廣泛地滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他領(lǐng)域中去，從而可以加快實(shí)現(xiàn)用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，帶動(dòng)現(xiàn)代化的進(jìn)程。 同樣地，在圖書倉庫和中藥倉庫中，對(duì)溫度也有類似的要求， 所以本設(shè)計(jì)的應(yīng)用對(duì) 于這種 需要 十分有效的溫度調(diào)節(jié)的環(huán)境有 廣闊的市場(chǎng)前景。當(dāng) CC2540 處于空閑模式時(shí)，任何的中斷可以把 CC2540 恢復(fù)到主動(dòng)模式。 CC2540EM 核心板主要包括 CC2540 單片機(jī)、全尺寸倒 F 天線，晶振以及擴(kuò)展 接口， CC2540EM 核心板如圖22 所示 ： 6 圖 22 CC2540EM 開發(fā)板實(shí)物圖 USBDongle 如圖 23 所示，是 CC2540 USBDongle 的實(shí)物圖。 ? 內(nèi)建相應(yīng)芯片的程序 蘇 荷和內(nèi)部?jī)?yōu)化器 。 ? Components—— 目錄 Components 存放 的 是最終要 的 協(xié)議棧組件，包括底層 的BLE，還有 開發(fā)板 硬件層 hal，還有類似操作系統(tǒng) 的 osal。 Btool允許用戶使用基本的 BLE集中器設(shè)備功能，例如發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙外設(shè)或廣播設(shè)備、建立與外設(shè)的連接 、進(jìn)行 GATT 應(yīng)用數(shù)據(jù)的讀寫操作 、綁定服務(wù)等。 TI 已經(jīng)提供了非?？煽康膮⒖荚O(shè)計(jì)，所以本設(shè)計(jì)只需按照 TI 的參考設(shè)計(jì)來開發(fā)電路即可。五向按鍵設(shè)計(jì)電路如圖 37 所示。藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧就是將各個(gè)層定義的協(xié)議棧都集合在一起，以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)，并提供一些應(yīng)用層 API，供用戶調(diào)用。 廣告設(shè)備不需要建立連接就可以發(fā)送數(shù)據(jù)；而掃描設(shè)備收聽廣播設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)；發(fā)起連接的設(shè)備通過發(fā)送連接請(qǐng)求來回應(yīng)廣播設(shè)備，如果廣播設(shè)備接受連接請(qǐng)求，那么廣播設(shè)備與發(fā)起連接的設(shè)備將會(huì)進(jìn)入連接狀態(tài)。 通用屬性配置文件層（ Generic Attribute profile）是在 ATT 上面 的 一層結(jié)極，定義了使用 ATT 的 服務(wù)框架， GATT 規(guī)定了配置文件（鼎鼎有名 的 profile） 的 結(jié)極，在 BLE 中，所有被 profile 戒者服務(wù)用刡 的 數(shù)據(jù)塊都稱為“特性， characteristic”兩個(gè)建立連接的 設(shè)備之間的 所有數(shù)據(jù)通信都是通過 GATT 子程序處理，應(yīng)用程序和 profile 直接使用GATT 層。在藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧 中， OSAL 主要提供如下功能： ? 任務(wù)注冊(cè)、初始化和啟動(dòng)； ? 任務(wù)間的同步、互斥； ? 中斷處理； ? 存儲(chǔ)器分配和管理； ? 提供定時(shí)器功能。 硬件抽象層文件目錄如圖 42 所示： 圖 42 HAL 文件目錄 硬件抽象層文件目錄包括