蓝牙Smart设备,手机电脑通过安全连接和这些设备进行通信,外设不需要认证。分为两大类:(1)带传感器的测量装置,健康健身方面如高尔夫球棒;(2)消费类电子,智能穿戴设备,例如智能手表智能家居系统,包括温度湿度计。
为了推广蓝牙技术的使用,蓝牙各种版本的技术标准是全部公开的,开发的产品就可以进入市场,产生利润。对此开发了智能眼镜。
1。3 课题研究内容及章节安排
1。3。1 课题研究内容
本课题设计了一种基于蓝牙4。0的智能眼镜,实现了BLE通信报警定位以及一系列的功能。整个系统分为探测模块、处理模块和报警模块。
探测模块主要研究传感器节点的构建,实现温度采集、处理、通信、能量供给功能;nRF51xx系列开发板的Cortex M0为信息处理模块,蜂鸣器与红色LED等实现对周遭数据的处理和报警。将本产品裁剪后通过物理模型设计,集成到眼镜上后,可有效帮助使用者重新养成良好的用眼习惯,减少使用眼镜的诸多不方便之处,后期可申请相关专利,具有一定的市场价值。
1。3。2 本文结构安排
本文的其余部分安排如下:
从第2章开始,对蓝牙的相关技术进行概述,包括了发展历程,网络结构,BLE特点及其协议栈等等。第3章中,对本系统进行需求分析和,选择了相关硬件设备包括开发板、下载器、屏幕、传感器等一系列设备,并进行了设计和分析。在第4章中,在Keil的开发环境中对系统硬件的驱动设置,并根据需求对各个功能的实现进行详细分析。在第5章,介绍了硬件电路测试的方式、各个模块测定结果和最终整体测试效果,用以证明设计的实用性。结语部分叙述了已完成的工作和产品设计的不足。
第二章 蓝牙系统相关技术概述
2。1 蓝牙发展历程
瑞典的Ericsson公司最初于1990年创建蓝牙协议,Bluetooth在北欧语言中具有一统天下的意义,似乎隐含了现在一统天下的情况,但在当时是作为一种无线个人局域网来推广的。从蓝牙1。1、1。2、2。0、2。1,到近几年推出的3。0和4。0为止,主要在提升传输速率,防干扰,安全,架构优化等各个方面作出了巨大提升。随着智能手机的普及,蓝牙设备已经大量进入到了我们的生活当中。
2。2 蓝牙的网络结构
蓝牙4。0 BLE网络拓扑结构分为星型拓扑和广播组拓扑。不同的拓扑对应不同的蓝牙应用领域 ,在蓝牙无线网络中,不同的网络拓扑结构对网络节点的配置有不同的要求。节点的角色开分为主机从机,也可分为服务器客户端,一般情况下没有区别。文献综述
现就蓝牙技术的网络连接结构简要地分析,蓝牙数据又以分组的形式出现,它必须具有无线区域网的一般特征。主要有以下三个方面体现:信道多址传输技术、多层协议及其接口的使用路由算法[2]。星形拓扑和广播拓扑如图2-1所示。
图2-1 星形拓扑和广播拓扑
蓝牙在物联网中应用广泛,智能手机等控制终端称为SMART READY设备,兼容与SMART设备和经典蓝牙的连接,但后两者之间不能直接通信,因为SMART设备实际没有经过认证,性能与安全性未知。BLE各领域应用如图2-2所示。
图2-2 BLE各领域应用
主要应用在无线个人局域网中,一个主机可以连接多个从及设备,一般7个以内。蓝牙网络结构如图2-3所示。
图2-3 蓝牙网络结构
2。3 第四代蓝牙
蓝牙4。0在2010由SIG (Session Initiation Protocol) 制订了一系列技术标准,融合了传统蓝牙(也称经典蓝牙简称BT)的一系列特点,并融合了高速传输、耗能低等一系列特点,蓝牙低功耗(BLE)提供了解决方法,通过提供的无线和数据服务,最为最新的一种蓝牙标准,可以为物联网的短距离通信提供增强服务。