【正文】 ： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě) 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。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。系統(tǒng)主要完成 利用 藍(lán)牙 協(xié)議棧的編寫(xiě)， 實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集終端與 PC 之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通信。后來(lái)，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。 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(lái)，傳統(tǒng)的有線 測(cè)溫系統(tǒng)的成本和效果都不盡人意。 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(wú)線電相關(guān)的模塊。 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(xiě)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(shuō) USBDongle 9 插到 電腦上沒(méi)有被識(shí)別 成串口號(hào)，這里就要注意， USBDongle 出廠時(shí)燒寫(xiě)的 是PacketSniffer 的 固 件 ， 是 協(xié) 議 分 析 儀 ， 叧 有 當(dāng) USBDdongle 燒寫(xiě)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。 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(kāi)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(kāi)發(fā) 。 圖 39 復(fù)位電路 下載調(diào)試電路設(shè)計(jì) CC2540EM 開(kāi)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。 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”。其中 uint16 的定義為： typedef unsigned short uint16。連接請(qǐng)求包括下面一些連接參數(shù)。當(dāng)一方發(fā)起終止連接時(shí)，另一方必須響應(yīng)。應(yīng)用程序和 Profiles 通過(guò)廠商特定的 HCI 命令與 CC2540 通信，這一過(guò)程需要使用硬件或 UART 接口，或者通過(guò) USB 使用虛擬的 UART 接口 。然后主機(jī)發(fā)起連接，開(kāi)始通信。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。其函數(shù)如圖 410 所示。 圖 51 從機(jī)開(kāi)機(jī)狀態(tài) 將 USBDongle 插入 PC 端的 USB 口，打開(kāi) 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(kāi)始的時(shí)候，對(duì)這個(gè)名詞幾乎是沒(méi)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(lái)在反復(fù)讀了歐陽(yáng)俊等老師所著的《藍(lán)牙 BLE 開(kāi)發(fā)完全手冊(cè) 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)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)。 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。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)。 第 66 行：調(diào)用 HalUARTRead 讀取 uart 緩存里的數(shù)據(jù)到 pktBuffer 中。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(lái)將外部 PC 發(fā)來(lái)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(xiě) UART 的驅(qū)動(dòng)代碼，而是直接調(diào)用 中的 api函數(shù)。 系統(tǒng)消息處理函數(shù)如圖 46 所示。 SimpleBLEPeripheral 工程如圖 44 所示： 圖 44 SimpleBLEPeriphal 工程文件 文件列表分成如下幾個(gè)文件夾： APP—— 包含應(yīng)用程序源代碼和頭文件； HAL—— 包含硬件抽象層源代碼和頭文件； INCLUDE—— 這個(gè)組包含所有的 BLE 協(xié)議 棧 API 的頭文件； LIB—— 協(xié)議棧庫(kù)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 、 。客戶端需要知道如何解析這些不同的特性值的數(shù)據(jù)。另外，超時(shí)值必須大于有效的連接間隔[有效的連接間隔 =連接間隔 *（ 1+從機(jī)延遲） ]。 GAP 層總是作為下面四種角色之一： 廣播者 — 不可連接的廣告設(shè)備； 觀測(cè)者 — 掃描廣播，但不發(fā)起建立連接； 外部設(shè)備 — 可連 接的廣告設(shè)備，可以在單個(gè)鏈路層連接中作為從機(jī)； 集中器 — 掃描廣告設(shè)備并發(fā)起連接，在單鏈路層或多鏈路層作為主機(jī)，目前， BLE協(xié)議棧支持一個(gè)集中器連接三個(gè)外設(shè)。 其中，在藍(lán)牙 BLE 協(xié)議棧內(nèi)嵌操作系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的方法是關(guān)中斷。 鏈路層（ Link Layer）用于控制設(shè)備的射頻狀態(tài)，設(shè)備將會(huì)處于五種狀態(tài)之一：等待、廣告、掃描、初始化、連接。 五向按鍵的電路比較復(fù)雜，但是原理非常簡(jiǎn)單，當(dāng)按鍵按下時(shí)首先產(chǎn)生一個(gè)高電平，觸發(fā)一個(gè) GPIO 中斷，然后通過(guò)放大器 輸出不同的電壓值， 當(dāng) CC2540 接收到中斷后開(kāi)始去讀五向按鍵 的電壓，不同的方向按下產(chǎn)生的電壓值不同，這樣就實(shí)現(xiàn)了 joystick。 BTool BTool 是一款 TI 公司出品的， 與 CC2540 開(kāi)發(fā)配套的 PC 端應(yīng)用程序，通過(guò)使用主機(jī)控制接口 （ HCI） 命令的方式與藍(lán)牙 BLE 外設(shè)通信。 其特點(diǎn)如下： ? 完全兼容標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言 。 CC2540 單片機(jī)使用單周期訪問(wèn) SFR、 DATA 和住 SRAM。這項(xiàng)技術(shù)只有在人與人之間以及人與機(jī)器之間相互交往的時(shí)候才會(huì)更大程度的體現(xiàn)出它的價(jià)值。 藍(lán)牙 作為 20xx 年新推出的新一代藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范，目前各大公司和廠家都紛紛推出自己的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和軟件支持，因此在硬件平臺(tái)和軟件支持的選擇上不僅要滿足系統(tǒng)的需求， 還要符合藍(lán)牙未來(lái)發(fā)展的潮流； 在保證系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，做出常用的 I/O 口模塊，拓展藍(lán)牙應(yīng)用的領(lǐng)域； 藍(lán)牙 的軟件編程是基于一定的協(xié)議棧的基礎(chǔ)之上的，類比于以前的編程來(lái)說(shuō)難度不太好確定，但至少是要在熟悉協(xié)議棧的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因此協(xié)議棧的學(xué)習(xí)成了一個(gè)重點(diǎn)； 本次設(shè)計(jì)采用的是 以 TI 公司的 CC2540 芯片為核心的 EM 開(kāi)發(fā)板，并在外圍拓展所需的按鍵、溫度傳感器和 LCD等外設(shè) 構(gòu)成 數(shù)據(jù)的采集端， PC 端由 TI公司提供的 CC2540 USBDongle 和上位機(jī)串口調(diào)試軟件構(gòu)成。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 數(shù)據(jù)采集端由 TI 官方的 CC2040EM 核心板 和外圍電路，如按鍵、 LCD、 DS18B20 組成， PC 端由TI 官方的 CC25640 USBDongle 和串口 調(diào)試 軟件組成。 20xx 年 4 月 20 日， 藍(lán)牙 協(xié)議 發(fā)布，這是目前 最新 的藍(lán)牙版本，為第三代藍(lán)牙的 升級(jí)版。 而 利用本設(shè)計(jì)提供的 CC2540 數(shù)據(jù)采集模塊 ， 可以實(shí)現(xiàn) 在糧食倉(cāng)庫(kù)的任意 需要測(cè)量溫度的位置放置 CC2540 數(shù)據(jù)采集模塊 ， 實(shí)時(shí)地 將采集的溫度 通過(guò) 藍(lán)牙 協(xié)議無(wú)線傳輸給 PC 端，以便 PC 端根據(jù)采集的溫度對(duì)溫控系統(tǒng) 進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?或做出其他 相應(yīng)的操作 ,使需要改變溫度的位置得到 改善 。 CC2540EM 核心板。 \Accessories\HexFiles 里面存放的 是 TI 開(kāi)發(fā) 板上的 預(yù)先 編譯的 hex 文件 。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件框圖包括 CC2540 核心板和外圍電 路，整個(gè)系統(tǒng)傳輸過(guò)程如圖 31 所示： 圖 31 系統(tǒng)硬件框圖 硬件電路圖 CC2540 核心板硬件資源 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 32 所示 ： 12 圖 32 CC2540 核心板 天線及巴倫匹配電路設(shè)計(jì) CC2540 外部?jī)H需幾個(gè)簡(jiǎn)單的阻容網(wǎng)絡(luò) 即實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的 RF 前端。 下載調(diào)試電路如圖 310 所示。在 ATT 環(huán)境中，展示“屬性”的設(shè)備稱為服務(wù)器，與之配對(duì)的設(shè)備稱為客戶端。 taskArr：這是一個(gè)數(shù)組 ； 該數(shù)組的聲明為： pTaskEventHandlerFn taskArr[].這是一個(gè)函數(shù)指針，指向了對(duì)應(yīng)的事件處理函數(shù)。 連接間隔 — 在兩個(gè) BLE 設(shè)備的連接中使用跳頻機(jī)制，兩個(gè)設(shè)備使用特定的信道收發(fā)數(shù)據(jù)，然后過(guò)一段時(shí)間后再使用新的信道（鏈路層處理信道切換），兩設(shè)備在信道切換后收發(fā)數(shù)據(jù)稱之為連接事件。然后兩個(gè)設(shè)備才能退出連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)處理器配置 適用于應(yīng)用程序在另一個(gè)設(shè)備（外部微控制器或 PC）上運(yùn)行的情況。這里涉及的廣播內(nèi)容和掃描回應(yīng)內(nèi)容就是在這里設(shè)置的。在 的開(kāi)頭有這個(gè)回調(diào)函數(shù)的定義，如圖 48 所示。 30 圖 410 串口應(yīng)用程序初始化函數(shù) 第 33 行：設(shè)置波特率，本設(shè)計(jì)使用的是 57600。下面對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所做的主要工作做以下總結(jié)： 硬件電路設(shè)計(jì)： 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的硬件電路板，其中核心板直接采用購(gòu)買的 CC2540— EM 核心板，這主要涉及到核心板上的倒 F 天線設(shè)計(jì)，如果自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的話，無(wú)法保證設(shè)計(jì)的精度，同時(shí)又將影響到通信的質(zhì)量。 [5] 李明亮，邢斌，藍(lán)牙硬件電路與藍(lán)牙核心技術(shù)及應(yīng)用 [M]，北京電子科技出版社，20xx 。 然后要感謝指導(dǎo)我們的老師 —— 霍金 老師。 第 64 行：調(diào)用 Hal_UART_RxBufLen 函數(shù)，返回當(dāng)前可讀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。 HostTestRelease 網(wǎng)絡(luò)處理器工程結(jié)構(gòu)和一般的協(xié)議棧 demo 一樣，同樣適用硬件抽象層，操作系 統(tǒng)虛擬層。 471 行：有 int 函數(shù)啟動(dòng)的任務(wù)函數(shù)入口點(diǎn)，啟動(dòng)從機(jī)程序，并且開(kāi)啟周期性的任務(wù)處理，這個(gè)周期性的任務(wù)并不是必須的。 Projects\ble\SimpleBLEPeripheral\CC2540\ 進(jìn)入 主體源文件。 讀多個(gè)特性值 — 客戶端一次請(qǐng)求中讀取幾個(gè)句柄的特征值，服務(wù)器將這些特征值回應(yīng)給客戶端（假設(shè) 屬性有讀權(quán)限）。這個(gè)值的單位是 10ms，管理超時(shí)的范圍是 10（ 100ms） ~3200（ 32ms）。 （