【導讀】流程，最后，給出了用VC++語言實現藍牙認證算法的關鍵步驟及運行結果。藍牙[1]技術是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和東芝等公司于1994年聯(lián)合推出。的一項短距離無線通信協(xié)議。其最終目標是建立一個全球統(tǒng)一的無線連接標準，以實現不同設備制造商生。產的產品在近距離內無需電纜線就可實現相互通信。藍牙具有使用方便、抗干擾能力強、低功耗、低輻射。門負責相關標準的制定和完善動作。多7個處于激活狀態(tài)的從設備以及至多255個處于休眠狀態(tài)的從設建立連接關系。以滿足在會議室、廣場、車站等場合進行數據交換的需要。作為正在迅速發(fā)展的短距離無線通信技術，藍牙的安全問題同樣越來越受到人們的關注。只相當于手機的幾分之一，在不能證明手機對人體有害的前提下，可以認為藍牙的生態(tài)安全性是可靠的；藍牙的的信息安全是指要保證通信雙方所傳遞的信息不被第三方竊聽和篡改，這對于藍牙。PIN碼是個人識別碼，其最長為128位。

　　

【正文】 omPort)( ULONG ulID, PCHAR pszHardwareID, PCHAR pszDisplayText, PCHAR pszComPortName )。 ?? HINSTANCE pnpDll = NULL。 PpnpPluginComPort ppnpPluginComPort = NULL。 ULONG res。 /* check the address of dll library*/ pnpDll = LoadLibrary()。 ppnpPluginComPort = (PpnpPluginComPort) GetProcAddress(pnpDll,pnpPluginComPort)。 ?? switch (instanceCounter) // Start plugging the virtual COM port to Windows API { case 1: res = ppnpPluginComPort(PNP_TAG_COM1,bluetooth\\vport1,BFCOMM Port 1, portName)。 //WINAPI will put the return COM port value back to portName break。 case 2: res = ppnpPluginComPort(PNP_TAG_COM2,bluetooth\\vport2,BFCOMM Port 2, portName)。 break。 } ?? } 通過 DT 端對藍牙設備的查詢，選擇適當的 LAP，并在 LAP 和 DT 之間建立藍牙連接的程序窗口界面如圖 所示。 圖 ：程序運行界面 界面中，最上面一行顯示的是本地設備（ DT）藍牙地址，最下面一行顯示的是與 DT 相連接的藍牙設備的地址， Work Flowing 窗口是操作狀態(tài)提示窗。 RFCOMM 連接過程建立的程序運行步驟如下： Inquiry Devices，查詢遠端藍牙設備， Work Flowing 窗口出現正在查詢藍牙設備的提示 ，操作完成后會在 Remote Devices 窗口中列出查詢到的藍牙設備地址。 Get Device Names，查詢藍牙設備名（可選步驟）， Work Flowing 窗口出現正在查詢藍牙設備名的提示，完成后會在查詢到的藍牙設備地址后面顯示出設備名。 Search Profiles，對選中的藍牙設備（ LAP）進行服務發(fā)現，在 Device Profiles 窗口中列出設備所能提供的服務，圖中顯示的是 channel 1: Serial Port，這表示遠端的藍牙設備已經實現Serial Port Profile，能夠 提供一個串口通信的虛擬通道，可以與之建立 RFCOMM 連接。 Work Flowing 窗口也會出現相應狀態(tài)的提示。 Connect，與選中的藍牙設備進行連接。 連接成功建立后， Work Flowing 窗口最終會出現連接建立的提示。 藍牙局域網接入應用規(guī)范的最終實現 藍牙 RFCOMM 連接建立以后，根據局域網接入應用模型的規(guī)定，可以在此基礎上建立 PPP連接。 我們充分利用了 Windows 已有網絡組件的功能，即運用 Windows 直接電纜連接程序進一步工作， LAP 被設置為 PPP 服務器，用戶則被設置為 PPP 客戶機來進行 PPP 連接的發(fā)起，經過參數協(xié)商、用戶身份驗證和 IP 地址配置等操作，最終建立與 LAP 上的 PPP 服務器的連接。具體的連接建立過程如下所示： PPP 協(xié)議首先使用 LCP 協(xié)商數據鏈路層選項，鏈路雙方的 PPP 均使用 LCP 來交換配置請求分組，該分組中包含有每一方都期望的配置信息及鏈路相關信息，在此階段，雙方可以協(xié)商使用某種認證協(xié)議。如果 LCP 認為所有的請求均能滿足，則發(fā)送配置確認分組，當雙方的LCP 都發(fā)送和接收到配置確認分組后，則認為 PPP 鏈路已經成功地建立，于是要求 DT 輸入用戶名及口令，進入身份驗證階段 。若用戶身份合法， PPP 服務器就向 DT 傳回確認信息，其中附帶有分配給用戶地 IP 地址。 DT 收到該分組后就開始協(xié)商網絡層選項，通過 NCP（此處主要考慮 IPCP 協(xié)議）來交換網絡層配置請求分組，在 PPP 層上建立、配置網絡層，該分組中帶有 IP 地址請求信息， PPP 服務器收到該信息后將分配給用戶的 IP 地址傳給 DT，完成網絡層的協(xié)商動作。在這些操作完成之后， PPP 客戶機和 PPP 服務器之間就可以開始數據傳遞進行通信了，即 LAP 和 DT 最終建立了 PPP 連接。 這樣就成功地完成了藍牙協(xié)議和 PPP 協(xié)議之間的轉換，但是并沒有完成藍牙局 域網接入應用規(guī)范，我們還必須在 LAP 上運行代理服務器軟件，實現 PPP 協(xié)議和 LAN 的轉換，用戶就建立了與 LAP 所接入的局域網之間的連接，可以方便的訪問局域網中的資源，從而進一步訪問 Inter，完成藍牙局域網接入應用規(guī)范，由此實現了無線家庭網絡內的 PC 機和筆記本電腦通過藍牙網關訪問 Inter。 圖 接入模型 小結 隨著個人計算機和因特網在家庭中的迅速普及、電訊技術的蓬勃發(fā)展以及智能設備的長足進步，家庭網絡日益受到關注，人們對于簡單、靈活與可靠的家庭網絡的需求也愈來愈強烈。美國 ABI（ Allied Business Intelligence）公司對全球家庭網絡市場進行的分析調查顯示， 1999年全球家庭網絡市場的規(guī)模為 億美元， 2020 年達到了 億美元，到 2020 年則將飛速增加到 24 億美元。藍牙是家庭網絡低速率數據傳輸的最佳解決方案，因此，對基于藍牙技術的無線家庭網絡進行研究具有極大的理論和實際意義。 本章提出了一套藍牙家庭網絡的設計方案及其具體實現。按照本章節(jié)的設計方案實現的藍牙家庭網絡在 2020 年 1 月 25 日通過了藍牙專家組和上海市科委的鑒定，專家組一致認為，本文所實現的家 庭網絡具有實用價值和廣闊的市場前景，項目研究成果在藍牙開發(fā)應用方面達到了國內領先水平。 結束語 藍牙技術組網的靈活性以及它全球通用、低成本、低功耗、小尺寸的設計宗旨，使得它成為家庭無線網絡低速率數據傳輸的最佳解決方案之一，自推出以來就受到了極大的關注。 為了保證鏈路的穩(wěn)定，最大限度的減少來自其他設備的射頻干擾，藍牙采用了快速跳頻技術。本文對藍牙系統(tǒng)的跳頻算法進行了深入的研究和介紹， Bluetooth 系統(tǒng)的跳頻算法結構簡單，產生的跳頻序列性能可以滿足該系統(tǒng)對跳頻序列的要求，能有效的減少 Bluetooth 系統(tǒng)的工作環(huán)境所產生的干擾。但是，由于在 頻段具有太多不可預測的干擾源，跳頻頻率和干擾頻率發(fā)生碰撞的概率仍然不小，為此本文在原有跳頻序列算法的基礎上，提出了一種改進的自適應跳頻方案來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，并基于 C 語言和 MATLAB 工具對原跳頻系統(tǒng)和改進后的系統(tǒng)進行了系統(tǒng)仿真和性能分析，對兩個系統(tǒng)的抗干擾性能進行了比較分析。從分析結果可以看出，改進后產生的跳頻序列仍然能夠滿足藍牙系統(tǒng)對跳頻序列的要求；從系統(tǒng)仿真結果還可以看出，改進后的跳頻方案可以克服所有的定頻干擾，同時在變頻干擾情況下，改進后系統(tǒng)的 誤碼率比原來減少了 ％，系統(tǒng)抗干擾能力大大提高。對于本文改進方案中偏移量 m 的取值，還有待進一步研究。 論文還討論了基于藍牙技術無線家庭網絡的研究和實現，闡述了如何通過藍牙網關來實現對家庭藍牙信息家電的遠程監(jiān)控，以及家庭內的個人 PC 機和筆記本電腦等如何通過藍牙網關訪問 Inter。其中重點介紹了藍牙網關的實現，論文從實現藍牙網關所需的藍牙應用模型――局域網接入應用模型著手，論述了如何從軟件上完成藍牙協(xié)議和基于主機藍牙上層應用程序的開發(fā)以及協(xié)議的轉換，直至最終實現局域網接入應用模型。 藍牙技術總共 定義了 55 種不同類型的 PDU，每一個實現一種唯一的功能。每個 PDU 都分配了一個 7 位操作碼，它用來標識不同類型的 PDU。 LMP PDU 總是以單時隙分組的方式發(fā)送，因此負載頭只占一個字節(jié)。負載頭的兩個最低位用來確定邏輯信道，這些位設置可參見表 。一般情況下，負載頭中的 FLOW 只有一位，并且該 FLOW 位可以被接收方忽視。操作碼和只占有一位數據的事件 ID 共同設置成負載的首字節(jié)，如圖 所示。事件 ID 位于該字節(jié)的最低位。如果 PDU 屬于由主單元發(fā)起的事件，則事件 ID為 0；如果 PDU 屬于由從單元發(fā)起的事件，則事件 ID為 1。如果在 PDU 分組中含一個或多個參數，則這些參數都位于負載的第二個字節(jié)中。字節(jié)數根據參數的長短來確定。所有的參數都使用小端格式，即最低位字節(jié)先發(fā)送。 協(xié)議數據單元的源地址和目的地址由消息頭的 AM_ADDR 決定。 圖 LMP PDU 被發(fā)送時的負載 每個 PDU 可以被設置成必選或可選的，這要視使用情況而定。如果一個 PDU 是可選的，鏈路管理器可以不傳送它，但是它必須能夠識別出所有它接收到的 PDU，而且如果要求返回一個響應，它必須發(fā)回一個有效的響應。如果所收到的可選 PDU 不要求響應，則不必發(fā)送響應。 三、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（ L2CAP） L2CAP 是基于基帶協(xié)議，位于數據鏈路層中，如圖 所示。它可以與 LMP 并行工作。 L2CAP與 LMP 的區(qū)別在于當業(yè)務數據不經過 LMP 時， L2CAP 為上層提供服務。 L2CAP 向上層提供面向連接的和無連接的數據服務，它采用了多路技術、分段和重組技術、群提取技術。L2CAP 允許高層協(xié)議和應用傳輸接收長達 64KB 的 L2CAP 數據分組。雖然基帶協(xié)議提供了SCO 和 ACL 兩種連接類型，但 L2CAP 只支持 ACL。 圖 協(xié)議層內的 L2CAP 分段和重組 分段和重組操作用 于通過支持最大傳輸單位（ MTU）來提高傳輸效率。 MTU 的長度大于最大的基帶數據包。這樣，就可以通過網絡廣播和傳送高層協(xié)議分組降低擁塞。所有 L2CAP分組都可以在基帶分組基礎上進行分段。 L2CAP 協(xié)議并不執(zhí)行任何分段和重組操作，但是其分組格式支持調整到更小的物理幀長度。 L2CAP 發(fā)送出的 MTU 把上層分組分為可通過主機控制器接口（ HCI）傳送到鏈路管理器的“數據塊”。在接收端， L2CAP 應用接收到來自HCI 的“數據塊”后，就可以利用 HCI 提供的來自分組頭的信息，把這些“數據塊”重組成 L2CAP 分組。 執(zhí)行分段和 重組只使用了很小的代價。位于基帶分組負載的第一個字節(jié)（也叫負載頭）的兩個 L_CH 位用于表示 L2CAP 分組的開始和后續(xù)部分。 L_CH 為“ 10”表示 L2CAP 分組的第一段，而為“ 01”則表示它的其余部分。如圖 所示就是分段重組的示例： 圖 LACAP 分段 數據分組格式 L2CAP 基于分組，但它實際上遵循的是一個基于信道的通信模型。一條信道代表遠程設備上兩 L2CAP 實體間的一數據流。信道可以是面向連接的，也可以是無連接的。圖 是無連接信道內的 L2CAP 分組格式。 LSB MSB 長度（ 2） 信道 ID（ 0x0002）（ 2） PSM（ 2） 信息（有效載荷） 信息（繼續(xù)的） 圖 無連接 L2CAP 分組（各段以字節(jié)為單位） 各段內容描述如下： 長度：兩個字節(jié)，除 L2CAP 報文頭的長度外，長度是信息有效載荷與 PSM 段長度的和。 信道 ID：兩個字節(jié)， 0x0002 值保留用于無連接通信。 協(xié)議 /服務復用（ PSM）：兩個字節(jié)（最?。?， PSM 段的值必須是奇數，即最低字節(jié)的最低位為“ 1”。而且所 有的 PSM 值的最高字節(jié)的最高位應等于“ 0”。這樣， PSM 段就可以擴充到16 位。 PSM 值定義主要針對 L2CAP，并由藍牙 SIG 指定。 信息： 0－ 65533 個字節(jié)。 四、服務發(fā)現協(xié)議（ SDP） SDP（ Service Description Protocol）是藍牙協(xié)議體系中的核心協(xié)議，是藍牙系統(tǒng)的重要組成部分，是所有用戶模式的基礎。在藍牙系統(tǒng)中，客戶只有通過服務發(fā)現協(xié)議才能獲得設備信息、服務信息及服務特征，才能在此基礎上建立相互間的連接。 SDP 的基本功能包括：提供由服務屬性搜索服務的功能；提供由服務類發(fā) 現服務的功能；提供服務瀏覽功能；提供設備有效或服務有效的判決機制；提供設備失效或服務失效的判決機制；提供唯一識別服務、服務類和服務屬性的功能；不經第三方，能夠發(fā)現另一個設備上的服務；能夠用于簡單的設備；提供增量獲取服務信息機制；支持服務發(fā)現信息的高速緩存，以提高發(fā)現進程的效率或速度；能夠獨立傳輸；能夠用 L2CAP 作為傳輸層協(xié)議；能夠發(fā)現和使用接入其他服務發(fā)現協(xié)議的服務；無需主設備許可，支持新服務的創(chuàng)建和定義。 SDP 是一個對通信要求最少的簡單