（电路与系统专业论文）基于SymbianOS的蓝牙资源管理软件蓝牙经理[电路与系统专业优秀论文].pdf

摘要 作为未来手机的发展方向，智能手机越来越受到生产厂商和消费者的青睐， 其 中以n o k ia公 司 主 推 的s y m b i a n平 台 技 术 最 为 成熟 ， 而 作为 小 范 围 无 线 通 信 标准的蓝牙技术也在智能手机上找到了用 武之地。 作者结合这两项技术开发了 应 用于智能手机上的蓝牙资 源管理软 件蓝牙经理， 使用该软件可以随时随地的 在手 机上简单高效的管理周边大量的 蓝牙设备。 本文首先透彻的 剖析了 蓝牙经理 软 件涉及到的蓝牙协议部分， 重点是蓝牙协议的应用剖面， 然 后给出s y m b i a n o s 平台上实现这些应用剖面的具体方法， 接着严格遵循软件工程的规范完成蓝牙经 理软拌开 发的各步开发工作， 并且对系 统分析 和功能说明等重要部分进行了更深 层次的阐 述。 蓝牙经理软件的出现符合最新的 移动 通信技术发展方向， 解决了 终 端用户在无线传输服务上的 需求， 必将成为s y m b ia n o s 平台上的 最流行应用类 软件之一。 关键字; 智能 手机s y m b i a n 蓝牙技术蓝牙经理应用剖面 服务记录数据库对象交换技术 ab s t r a c t a s a n u l t i ma t e d e v e l o p m e n t t r e n d i n mo b i l e p h o n e , s ma r t p h o n e h a s b e e n p l a y i n g a m o r e a n d m o r e i m p o r t a n t r o l e i n m o b i l e c o m m u n i c a t i o n m a r k e t . a m o n g m a n y n e w p r o d u c t s , t h e s m a r t p h o n e b a s e d o n s y mb i a n o p e r a t i o n s y s t e m b y n o k i a c o m p a n y h a s b e e n l o o k u p o n t h e m o s t p r o m i s i n g o n e b y c o n s e n s u s . b l u e t o o t h t e c h n o l o g y , w h i c h h a s b e e n r e q u i s i t e s f o r s m a r t p h o n e , f i n d s i t s p e r f e c t v i r t u e . t h e a u t h o r s u c c e s s f u l l y c o m b i n e s t h e t w o t e c h n o l o g i e s i n t o u s e f u l s o ft w a r e i n s y m b i a n o s , n a m e d b t ma n , w h i c h c a n ma n a g e a l a r g e a m o u n t o f b l u e t o o t h d e v i c e s a n d c o n f i g u r a t e t h e i r s e r v ic e . i n t h i s p a p e r , w e f i r s t l y g i v e a d e t a i l e d i n t r o d u c t i o n f o r t h e b l u e t o o t h s p e c i f i c a t i o n a n d i t s b a s i c a p p l i c a t i o n p r o f i l e i n c l u d i n g s d p , o b e x , r f c o m m . t h e n w e s t u d y t h e w h o l e l o o p f o r a p p l i c a t i o n d e v e lo p m e n t i n s y m b i a n o p e r a t i o n s y s t e m a n d f o c u s o u r m i n d o n t h e c o r e b l u e t o o t h s d k i n o r d e r t o r e a l i z e t h e b l u e t o o t h p r o f i l e s i n s y m b i a n o s . w i t h t h e h e l p o f f o r m a l a n d f e a s i b l e p r o j e c t p l a n f o r b t m a n a p p l i c a t i o n , w e f i n a l l y i m p l e m e n t i t ! b e c a u s e b t ma n a p p l i c a t i o n c a n s a t i s f y t h e c o n s u me r s d e s i r e f o r w i r e l e s s d a t a s e r v i c e a n d a c c o r d w i t h t h e d e v e l o p m e n t f o r m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m , i t i s n o d o u b t t h a t b t m a n s h o u l d b e o n e o f t h e m o s t p o p u l a r s o ft w a re i n s y m b i a n o s k e y wo r d s : s ma r t p h o n e即m b i a n b t ma n b l u c t o o t h a p p l i c a t i o n p r o f i l e s d p o b e x 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 第一章 绪 论 . 1蓝牙经理的开发背景 随着移动通讯产品的大众 化普及， 以及配套服务的 迅猛发展， “ 手机”已 经成为过去一 年人们最热衷的话题， 而伴随着人们对终端设备的需求水平越 来越高。 “ 智能手机” 的概念 不断的被提了 出来， 那到底什么是智能手机呢? 早 期的 手机在功能方面十分单一， 只提供通话服务和一些简单的与其相关的数据服务， 而且其硬件的 处理能力十分有限， 应用软件也采用生产厂商 封闭的操作系统，固化不能升 级。 这样的手机己 经完 全不能满足用户在人数据量和多 功能服务上的要求。 2 0 0 2 年， 芬兰 诺基亚公司紧跟手机市 场需 求的动向，推出了 第一 款智能手机 n o k i a 7 6 5 0 ，它内嵌了 强 大的 手机操作平台s y m b i a n o s 。可以摄像，收发彩信，电子邮件。上网， 可以运行j a v a 程序 ( j 2 m e ) 。而最具有划时代意义一点 是其内嵌了开放的操作系统s y m b i a n o s ，它提供 免费的 s d k 软件开发t : 具包) ，允许第三方开 发基于该平台的软件并可下载到手机中使 用，这些在原来的手机产品是根本无法想象的。虽 然随后微软和p a l m公司分别推出了白 己基于手机的 操作系统平台和相应的 初能 手机， 但是笔者认为s y m b i a n o s 依然是最有前途 的智能手机平台。 蓝牙技术是与智能手机密切相关并且有着良 好 应用前景的 技术，它是为了 满足人们在 个人操作空间的无线互连 而量身定做的一种小范围 无线通信的 全球标准，它使用跳频技术 使个人操作空间的设备形成一个无线个人区域网络( wp a n ) , 真正实现了数字设备之间可移 动的、自 动的 互联。 蓝牙技术自 身特点决定了 其特别适合在移动设备上使用，至今，蓝牙 技术已 经成功的 应用在个人电 脑、 笔 记本、 p d a ， 手机， 数码相机， mp 3 音乐播放器之中， 给数据的传输和信息的共享带来极大的便利。 s y m b i a n o s 平台是智能手机平台中 对蓝牙技术支持最完善的平台， 它涵盖了绝大多 数 的蓝 牙剖面， 提供了详细的蓝牙s d k 上开发蓝牙应用程序成为可能。 开发包和实用的开发实 例， 使得第三方在s y m b i a n o s _笔 者 完 成 的 蓝 牙 经 理 软 件 正 是 基 t s y m b ia n o s 平 台 的 蓝 牙 应 用 程 序 ， 它 完 美 的 结 合 了 最新的蓝牙技术和资 源管理方法， 可以帮 助用户 对大量蓝牙设备资 源进行高效方便的管理。 1 . 2蓝牙经理的开发意义 、 哗牙 技 术 可 知 ， 蓝 牙 组 网 时 最 多 可 以 有 2 5 6 个 蓝 牙 设 备 连 接 起 来 组 成 微 微 网 ( p ic o - n e t ) , 兰p -二 大 7l , m 点 和7 个 从 一1y a 处 于 工 作 状 态 ， 而 其 他 节 点 则 处 于 空 闲 模 式 。 微 微 网 竺 .g tn j u j 等 3 l l x , 从 设 备 单 元 可 以 共 享 ， 由 多 个 相 互 叠 加 的 微 微 网 组 成 的 网 络 称 为 散 射 p 1 , 万 竺 散 射 网 中 的 蓝 牙 设 备 对 于 作 为 个 人 使 用 者 而 言 ， 数 量 是 非 常 可 观 的 此 外 ， 对 于 - t a vd 0 才设备， 可能 有多项服务被提供，目 前在蓝牙的官方网 站上可以 得知， 通过s d p 查 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 第一章 绪 论 . 1蓝牙经理的开发背景 随着移动通讯产品的大众 化普及， 以及配套服务的 迅猛发展， “ 手机”已 经成为过去一 年人们最热衷的话题， 而伴随着人们对终端设备的需求水平越 来越高。 “ 智能手机” 的概念 不断的被提了 出来， 那到底什么是智能手机呢? 早 期的 手机在功能方面十分单一， 只提供通话服务和一些简单的与其相关的数据服务， 而且其硬件的 处理能力十分有限， 应用软件也采用生产厂商 封闭的操作系统，固化不能升 级。 这样的手机己 经完 全不能满足用户在人数据量和多 功能服务上的要求。 2 0 0 2 年， 芬兰 诺基亚公司紧跟手机市 场需 求的动向，推出了 第一 款智能手机 n o k i a 7 6 5 0 ，它内嵌了 强 大的 手机操作平台s y m b i a n o s 。可以摄像，收发彩信，电子邮件。上网， 可以运行j a v a 程序 ( j 2 m e ) 。而最具有划时代意义一点 是其内嵌了开放的操作系统s y m b i a n o s ，它提供 免费的 s d k 软件开发t : 具包) ，允许第三方开 发基于该平台的软件并可下载到手机中使 用，这些在原来的手机产品是根本无法想象的。虽 然随后微软和p a l m公司分别推出了白 己基于手机的 操作系统平台和相应的 初能 手机， 但是笔者认为s y m b i a n o s 依然是最有前途 的智能手机平台。 蓝牙技术是与智能手机密切相关并且有着良 好 应用前景的 技术，它是为了 满足人们在 个人操作空间的无线互连 而量身定做的一种小范围 无线通信的 全球标准，它使用跳频技术 使个人操作空间的设备形成一个无线个人区域网络( wp a n ) , 真正实现了数字设备之间可移 动的、自 动的 互联。 蓝牙技术自 身特点决定了 其特别适合在移动设备上使用，至今，蓝牙 技术已 经成功的 应用在个人电 脑、 笔 记本、 p d a ， 手机， 数码相机， mp 3 音乐播放器之中， 给数据的传输和信息的共享带来极大的便利。 s y m b i a n o s 平台是智能手机平台中 对蓝牙技术支持最完善的平台， 它涵盖了绝大多 数 的蓝 牙剖面， 提供了详细的蓝牙s d k 上开发蓝牙应用程序成为可能。 开发包和实用的开发实 例， 使得第三方在s y m b i a n o s _笔 者 完 成 的 蓝 牙 经 理 软 件 正 是 基 t s y m b ia n o s 平 台 的 蓝 牙 应 用 程 序 ， 它 完 美 的 结 合 了 最新的蓝牙技术和资 源管理方法， 可以帮 助用户 对大量蓝牙设备资 源进行高效方便的管理。 1 . 2蓝牙经理的开发意义 、 哗牙 技 术 可 知 ， 蓝 牙 组 网 时 最 多 可 以 有 2 5 6 个 蓝 牙 设 备 连 接 起 来 组 成 微 微 网 ( p ic o - n e t ) , 兰p -二 大 7l , m 点 和7 个 从 一1y a 处 于 工 作 状 态 ， 而 其 他 节 点 则 处 于 空 闲 模 式 。 微 微 网 竺 .g tn j u j 等 3 l l x , 从 设 备 单 元 可 以 共 享 ， 由 多 个 相 互 叠 加 的 微 微 网 组 成 的 网 络 称 为 散 射 p 1 , 万 竺 散 射 网 中 的 蓝 牙 设 备 对 于 作 为 个 人 使 用 者 而 言 ， 数 量 是 非 常 可 观 的 此 外 ， 对 于 - t a vd 0 才设备， 可能 有多项服务被提供，目 前在蓝牙的官方网 站上可以 得知， 通过s d p 查 ? g 北工业大学硕士学位论文第一章 绪论 询己经能得到接近六 十种蓝牙服务 ( 详情见附 录 可以通过s d p查 询的蓝牙应用服务 ) ， 而且 这个数字 随着用户的需求还在 不断的增加， 可想而知，在智能手机和其他蓝牙产品大 规模的普及之后，如果没有科学有效的 管理，大量的蓝牙设备和它们提供的 种类繁多的服 务必将给使用带来不便， 这就有悖蓝牙技术的初衷。 打个比方说， 蓝牙管理软件和蓝牙设 备 之间的关系就好比公路和汽车之间的关系，汽车可以 提高人们的效率，但是如果公路规 划不好经常塞 车的话。 人们的 效率不升反降。蓝牙设备也是如此， 如果没有好的管理和规 划， 同样会带来蓝牙设备的“ 塞车” 。 尽管s y m b i a n 手机平台s e r i e s 系列中内置了一个功能 十 分有限的蓝牙管理软件，它可以 完成 最基本的蓝牙管理，但是当出 现大量的蓝牙资源时 或者用户有更 高级的需求时， 就力不从 心了。蓝牙经理就是为了解决这一问 题而诞生的， 它 采用类似于 个人p c上蓝牙管理器的界面，又针对于 手持设备进行优化，使得各个层次 的用户都能 使用s y m b i a n 手机简单高效的管理自己 的蓝牙设各.查询并且使 用这些设备提 供的各种服务。 1 .3蓝牙经理的技术特点 由于蓝牙经理是针对于s y m b i a n o s 开发的嵌入式平台 软件。 它不仅与传统的p c上软 件相比有着非常鲜明的技术 特点，而且相对于其他的智能手机平台而言也有独到之处: 1 .强大的资源管理功能 蓝牙经理1 .0 版本可以 最多 管理2 5 6 个蓝牙设备 ( 相当于1 个微微网) ， 甸个设备支持 最常用的1 0 种服务。 对于蓝牙设 备和 服务都提供了多种浏览方式和快速查找功能。 这些都 是s y m b i a n 平台内置的蓝牙管理器无法提供的。 2 友好的用户界面 蓝牙经理采用了类似于个人p c 上成熟的蓝牙资 源管 理器界面， 使得用过相关软件的 用户 倍感亲切， 而全中文的界面即 使对于初级用户而言也是非常容易操作的。 3 .强大的帮助功能 软件的帮助系统己经成为衡量一个软件是否成功的重要标准。 监牙经理不但对于软件 本身 提供了非常详尽的功能说明和技术特点 介绍，而且还介绍了蓝牙协议的知 识和软件开 发资 料. 方 便 感 兴 趣的 用户 查 阅 。 而 软 件内 置 的 向 导 菜 单 可以 让 初 级 用 户 快 速的 找 到自 己 所需要的功能。 4 .优秀的便携性 蓝牙经理软件是把智能手机作为载体，因此它有着得天独厚的 便携性。不管用户在哪 里， 在什么时间， 只要拥有一部基于s y m b ia n o s 的手机就可以方便的管理周边的蓝牙设备。 便携性也是移动终端软件相对于 传统p c软件最大的 优越之处。 5 .经济的体积 得益于 严谨的s y m b ia n 开 发平台，蓝牙经理软件的 体积非常小，它提供了如 此强大的 功能却只占 用了 儿十k b的存储空间， 这不但在个人p c上是不可想象的， 也是其它很多智 能手机平台无法达到的。 成功的软件需要能够结合市 场才能成为成功的 产品，融合了 先进的 蓝牙技术和资 源管 理方法的蓝牙经理软件能否在智能手机平台 软件市场上占 有一席之地呢?让我们看一 f 监 牙经理的市场前景二 ? g 北工业大学硕士学位论文第一章 绪论 询己经能得到接近六 十种蓝牙服务 ( 详情见附 录 可以通过s d p查 询的蓝牙应用服务 ) ， 而且 这个数字 随着用户的需求还在 不断的增加， 可想而知，在智能手机和其他蓝牙产品大 规模的普及之后，如果没有科学有效的 管理，大量的蓝牙设备和它们提供的 种类繁多的服 务必将给使用带来不便， 这就有悖蓝牙技术的初衷。 打个比方说， 蓝牙管理软件和蓝牙设 备 之间的关系就好比公路和汽车之间的关系，汽车可以 提高人们的效率，但是如果公路规 划不好经常塞 车的话。 人们的 效率不升反降。蓝牙设备也是如此， 如果没有好的管理和规 划， 同样会带来蓝牙设备的“ 塞车” 。 尽管s y m b i a n 手机平台s e r i e s 系列中内置了一个功能 十 分有限的蓝牙管理软件，它可以 完成 最基本的蓝牙管理，但是当出 现大量的蓝牙资源时 或者用户有更 高级的需求时， 就力不从 心了。蓝牙经理就是为了解决这一问 题而诞生的， 它 采用类似于 个人p c上蓝牙管理器的界面，又针对于 手持设备进行优化，使得各个层次 的用户都能 使用s y m b i a n 手机简单高效的管理自己 的蓝牙设各.查询并且使 用这些设备提 供的各种服务。 1 .3蓝牙经理的技术特点 由于蓝牙经理是针对于s y m b i a n o s 开发的嵌入式平台 软件。 它不仅与传统的p c上软 件相比有着非常鲜明的技术 特点，而且相对于其他的智能手机平台而言也有独到之处: 1 .强大的资源管理功能 蓝牙经理1 .0 版本可以 最多 管理2 5 6 个蓝牙设备 ( 相当于1 个微微网) ， 甸个设备支持 最常用的1 0 种服务。 对于蓝牙设 备和 服务都提供了多种浏览方式和快速查找功能。 这些都 是s y m b i a n 平台内置的蓝牙管理器无法提供的。 2 友好的用户界面 蓝牙经理采用了类似于个人p c 上成熟的蓝牙资 源管 理器界面， 使得用过相关软件的 用户 倍感亲切， 而全中文的界面即 使对于初级用户而言也是非常容易操作的。 3 .强大的帮助功能 软件的帮助系统己经成为衡量一个软件是否成功的重要标准。 监牙经理不但对于软件 本身 提供了非常详尽的功能说明和技术特点 介绍，而且还介绍了蓝牙协议的知 识和软件开 发资 料. 方 便 感 兴 趣的 用户 查 阅 。 而 软 件内 置 的 向 导 菜 单 可以 让 初 级 用 户 快 速的 找 到自 己 所需要的功能。 4 .优秀的便携性 蓝牙经理软件是把智能手机作为载体，因此它有着得天独厚的 便携性。不管用户在哪 里， 在什么时间， 只要拥有一部基于s y m b ia n o s 的手机就可以方便的管理周边的蓝牙设备。 便携性也是移动终端软件相对于 传统p c软件最大的 优越之处。 5 .经济的体积 得益于 严谨的s y m b ia n 开 发平台，蓝牙经理软件的 体积非常小，它提供了如 此强大的 功能却只占 用了 儿十k b的存储空间， 这不但在个人p c上是不可想象的， 也是其它很多智 能手机平台无法达到的。 成功的软件需要能够结合市 场才能成为成功的 产品，融合了 先进的 蓝牙技术和资 源管 理方法的蓝牙经理软件能否在智能手机平台 软件市场上占 有一席之地呢?让我们看一 f 监 牙经理的市场前景二 西北工业大学硕士学位论文 第一章 绪论 1 . 4蓝牙经理的 市场前景 一方面， 根据s y m b i a n公司 报道的官方数据， s y m b i a n 平台已经占领了国内2 0 %的智 能手机市场， 各大权威媒体一致认为2 0 0 4 年将是智能手机年. 而其中s y m b i a n 平台是最为 生产厂商和用户看好的平台: 另一 方面，由于蓝牙技术在移动终端设备上得到了良 好的应 用，蓝牙设备普及率在2 0 0 3 年一直呈飞 速上升趋势，我深信在2 0 0 4 年必会达到一个应用 高潮。 蓝 牙 经理 软 件 着 眼于 对大 量 蓝 牙设 备 的 管 理， 期望 给 用户 带 来 更 大的 便 利 和自 由 ， 这 一市场切入点对于 生产厂商是非 常具有商业价值的，也非常容易得到使用者的青睐，因为 它完全吻合蓝牙技术的初衷。 因此我有充分的理由相信蓝牙经理必将有非常好的市场前景。 1 . 5论文章节安排 本文共分七章，第一章绪论部分介绍了蓝牙经理软件的 开发背景、开发意义、技术特 点和市场前景。第二章详尽介绍了 蓝牙经理软件开发必须掌握的蓝牙技术基础理论， 包括 蓝牙技术的基础知识和蓝牙协议的介绍、 蓝牙剖面的 详细说明。 第 三章详尽介绍了s y m b i a n o s 操作系统平台的基础知识和s y m b ia n o s 平台典型的 应用程序框架以 及实际的程序开发 流程。第四 章首先说明了s y m b i a n o s 中s d k部分关于蓝牙操作部分的基本 类库， 然后透 彻的剖析了 典型的 蓝牙应用情况， 包括蓝牙广告、 蓝牙设备发现、 蓝牙主控层、 蓝牙o b e x 应用剖面实现、蓝 牙串口 应用，并且对于在 应用过程中涉及到的蓝牙操作类或者是相关类 进行详细介绍， 这一章涵盖了s y m b i a n平台下开发蓝牙应用程序的 绝大多数细节， 是蓝牙 经理软 件开发的核心所在。 第五章介绍了实际开发蓝牙经理软件时的 一些完善的解决方案. 士要包括应用程序的界面实现、文件资 源的管理、蓝牙文件发送菜单的实现、指定位置的 蓝牙文 件发送， 这一 章也是笔者的开发心得 总结了很多开发过程中非常宝贵的经验和解 决 办法， 对于实际开发是非常有用的。 第六章是 对蓝牙经理软件的详细说明， 包括系统分 析、流程图、菜单树、功能说明、使用流程。 第七章总结了 蓝牙经理软件开发的 整个过程 和一些展望。 除了正文以外，木文的附录同样包含很多有用的信息，主要有: . 如何给s y m b i a n 应用 程序打包( 演示文档) . 如何在p c 模拟器上创建并且编译新的工程( 演示文档) . 可以通过 s d p查询的蓝牙应用服务( 表格) 最后是参考文献的说明， 其中 包含了在进行开发蓝牙经理软件过程中需 要的参考资 料 出处，对于有相关开发需求的读者非常有用。 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 第二章 蓝牙技术 蓝牙经理软件采用了先 进的 蓝牙技术管理蓝牙设备，什么是蓝牙呢?最早提出 蓝牙概 念的是爱立信移动通信公司。1 9 9 8 年爱立信、 i b m、东芝和诺基亚等公司成立了 特别兴趣 小组。也就是著名的 s i g ，目 标是定义一个实际可 用的空中 接口 及其控制软件标准， 用来 实现来自 不同 生产厂商的便携计算机、 移动电话和其他设备之间的互通性。 这个标准就是 蓝牙协议。 本章从蓝牙的基础知识讲 起，介绍了 蓝牙协议体系架构、 蓝牙的 模块特性以 及 蓝牙的剖面， 并且重点对蓝牙的业务发现剖面、 串口 服务剖面、 对象推剖面 ( o b j e c t p u s h ) . 文件交换剖 面 ( o b e x ) 进行详细分析，因为它们不但是开发蓝牙经理软件的基础， 也是 开发所有蓝牙应用软件的基础。 2 . 1蓝牙技术的基础知识 2 . 1 . 1蓝牙技术的 概念 为了 满足 人们在个人操作空间的无线互联而设计， 使用跳频技术使得个人操作空间的 设备形成一个无线个人区域网络，真正实现设备 之间的可移动的、自 动的互联。 2 . 1 .2蓝牙 s i g ( 蓝牙特别兴趣小组) 国际性非营利组织，目 的是制定蓝牙的技术规范和推广蓝牙技术的应用。 任何公司 只 需签订一个免费的协议， 就可以加入蓝牙 s i g， 进而被授权进行墓于蓝牙技术的产品生产 和销售。 该组织由 发起会员、 合作会员、 接收会员组成。 蓝牙s i g的文档包括协议、 剖面、 测试文档三部分。蓝牙协议口 前公开的 版本是1 . 1 ， 将来会推出2 .0 版本。 2 . 2蓝牙协议体系结构 接个蓝牙协议体系结构分为底层硬件模块、中间 协议层、高 端应用层。见图2 . 1 : ; 一 中间协议层 医 爵 摹 硬件模块 曹 藻 踢 图2 . 1 蓝牙协议栈 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 第二章 蓝牙技术 蓝牙经理软件采用了先 进的 蓝牙技术管理蓝牙设备，什么是蓝牙呢?最早提出 蓝牙概 念的是爱立信移动通信公司。1 9 9 8 年爱立信、 i b m、东芝和诺基亚等公司成立了 特别兴趣 小组。也就是著名的 s i g ，目 标是定义一个实际可 用的空中 接口 及其控制软件标准， 用来 实现来自 不同 生产厂商的便携计算机、 移动电话和其他设备之间的互通性。 这个标准就是 蓝牙协议。 本章从蓝牙的基础知识讲 起，介绍了 蓝牙协议体系架构、 蓝牙的 模块特性以 及 蓝牙的剖面， 并且重点对蓝牙的业务发现剖面、 串口 服务剖面、 对象推剖面 ( o b j e c t p u s h ) . 文件交换剖 面 ( o b e x ) 进行详细分析，因为它们不但是开发蓝牙经理软件的基础， 也是 开发所有蓝牙应用软件的基础。 2 . 1蓝牙技术的基础知识 2 . 1 . 1蓝牙技术的 概念 为了 满足 人们在个人操作空间的无线互联而设计， 使用跳频技术使得个人操作空间的 设备形成一个无线个人区域网络，真正实现设备 之间的可移动的、自 动的互联。 2 . 1 .2蓝牙 s i g ( 蓝牙特别兴趣小组) 国际性非营利组织，目 的是制定蓝牙的技术规范和推广蓝牙技术的应用。 任何公司 只 需签订一个免费的协议， 就可以加入蓝牙 s i g， 进而被授权进行墓于蓝牙技术的产品生产 和销售。 该组织由 发起会员、 合作会员、 接收会员组成。 蓝牙s i g的文档包括协议、 剖面、 测试文档三部分。蓝牙协议口 前公开的 版本是1 . 1 ， 将来会推出2 .0 版本。 2 . 2蓝牙协议体系结构 接个蓝牙协议体系结构分为底层硬件模块、中间 协议层、高 端应用层。见图2 . 1 : ; 一 中间协议层 医 爵 摹 硬件模块 曹 藻 踢 图2 . 1 蓝牙协议栈 西北i.业大学硕 卜 学位论文 第二章 蓝牙技术 说明: 蓝牙的 底层硬件模块与中间协议层之间的消息和数据传递是通过蓝牙主机控制器接口 ( h c i ) 来实 现的，h c i 提供了一个调用蓝牙硬件的统一命令接口， h c i 协议以 上的协议 软件实体运行在主机上， 而h c i 以卜 的功能由 蓝牙设备完成，二者之间通过传输层进行交 互: 蓝牙设备的一个具体应用 对应于几个应用剖面，一个应用剖面定义了一套基本协议标 准实现互操作性的规范，协议 栈的不同 垂直切片组合构成了不同的 剖面，即剖面是连接具 体应用层和中间协议层的接口。具体关系见图2 . 2 : !翌 ut ii fs-一 1 .底层硬件模块: 图2 .2 蓝牙协议层之间的关系 底层硬件模块是蓝牙技术的 核心，是任何蓝牙设备都必须包括的 部分，具体包括: . 链路管理层 ( l m) : 负责连接的建立和拆除以 及链路的安全和控制 . 基带层 ( b b ) :负责跳频和蓝牙数据及信息帧的 传输 . 射频层 ( r f ) :通过免费 的2 .4 g h z的i s m频段，实现数据位流的过滤和传输， 它主要定义了蓝牙收发器应满足的要求。 表2 . 1 给出蓝牙底层硬件模块的一些基本特性: 蓝牙 支 持电 路 交 换 和 分 组交 换， 支 持面 向 连 接的 同 步 链 路 ( s 己 石 ) i 石 面向无连接的异步链路 ( ac l ) . 系两 而氯 石氰 2 5 6 不蔽而亮瘫7 蕊躁 n e t ) , 其 中 一 个 主 节 点 和7 个 从 节点 处 于 工 作 状 态， 而 其 他处 在 空 闲 状 蓝 牙 设 备 的 二 种 节 能 状 态 包 括 停 等( p a r k ) 、 保 持丽瓦d ) 不而 ( s n if f ) 。节能效率依次为s n i f f h o l d p r a k . 而 而 落 蔽 而 画 薪 藻不 万 n 1 l丽 不 蔽 不2 / 舜 u t 落 丽 u 藏 重发 ( a r q ) . 正 森 藕 浪面 e .石 而 , f 面 - 藏 丽丽 颐 丁. - 表2 . 1 蓝 牙 底 层 硬砰 露函蔺 酥一 一 2 中间协议层包括: 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 . 逻辑链路控制和适配协议 ( l 2 c a p ) 完成数据拆装( s e g m e n t a t i o n a n d r e a s s e m b ly ) 、服务质量控制、 协议复用和组提取 g ro u p a b s t r a c t i o n ) ，是蓝牙协 议栈的核心部 分， 也是其他上层协议实 现的基础。 l 2 c a p 允许高层协议和应用发 送和接收高达6 4 k b y t e 的数据分组. . 服务发现协 议 ( s d p ) : 为上层应用程序提供一 种机制来发现网络中可 用的 服务及 特 性。 s d p 强 调 蓝 牙环 境 的 独 特特 性 ， 蓝 牙 使 用基 于 客 户 服务 机 制 定义 了 根据 蓝 牙服务类型 和属性发现服务的方法，还提供了 服务浏览的方法。 . 串口 仿真 ( r f c o mm ) :是 射频通信协议，依据e t s i 标准t s 7 . 1 0 ， 在l 2 c a p 上 仿真9 针r s - 2 3 2 串口的功能。 通过r f c o m m. 蓝牙可以在无线环境下实 现对高 层协议 t c p / i p , w a p等的支持。 . 电话控制协议规范 ( t c s ) : 是一个采用面向比 特的协议， 提供 蓝牙设备间 语音和 数据的呼叫控制信令。蓝牙对语音的支持是它与wl a n相区别的一个重要标志。 3 . 高端应用层: 高端应用层与蓝牙的各种应用 模型的剖面相对应， 是剖面的一部分， 目 前定义了1 3 种 剖面。 2 .3蓝牙的应用剖面 蓝牙设备生产厂家生产的设备必须符合蓝牙 s i g定义的剖面结构，不同厂家产品的互 操作性是根据特定的业务和应用情况而定的，那么如何实现设备之间的互操作性呢?最简 便有效的解决方法就是规定每一个应用模型的通信语言， 即每一种应用模型应采用的 协议、 程序以及组合顺序等， 这就是定义蓝牙剖面的意义。为了 实现相应的应用模型，蓝牙 s i g 口 前定义了1 3 种蓝牙剖面， 这些剖面的相关内 容将在本节中分别进行介绍。 2 . 3 . 1 蓝牙的 剖面的基础知识 1 . 蓝牙剖面的概念: 蓝牙剖面定义了一套基本协议标准实现互操作性的规范， 是代表具体应用模型的默认 解决 方案，是协议栈的垂直切片组合，是互操作性和标识语要求的基础，是保证互操作性 的土要手段。 蓝牙剖面通过以 下三种措施保证互操作性: 减少协 议选择和缩小协议中 参数范围 规定程序组合的顺序 定义统一的用户应用交互过程 2 . 剖面和协议以及应用模型之间的关系: 协 议 栈的 不同 垂 直 切 片 组 合 构 成了 不 同 的 剖 面， 儿 个剖 面构 成了 一 个 应用 模 型。 见图 2 .3所示 : 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 . 逻辑链路控制和适配协议 ( l 2 c a p ) 完成数据拆装( s e g m e n t a t i o n a n d r e a s s e m b ly ) 、服务质量控制、 协议复用和组提取 g ro u p a b s t r a c t i o n ) ，是蓝牙协 议栈的核心部 分， 也是其他上层协议实 现的基础。 l 2 c a p 允许高层协议和应用发 送和接收高达6 4 k b y t e 的数据分组. . 服务发现协 议 ( s d p ) : 为上层应用程序提供一 种机制来发现网络中可 用的 服务及 特 性。 s d p 强 调 蓝 牙环 境 的 独 特特 性 ， 蓝 牙 使 用基 于 客 户 服务 机 制 定义 了 根据 蓝 牙服务类型 和属性发现服务的方法，还提供了 服务浏览的方法。 . 串口 仿真 ( r f c o mm ) :是 射频通信协议，依据e t s i 标准t s 7 . 1 0 ， 在l 2 c a p 上 仿真9 针r s - 2 3 2 串口的功能。 通过r f c o m m. 蓝牙可以在无线环境下实 现对高 层协议 t c p / i p , w a p等的支持。 . 电话控制协议规范 ( t c s ) : 是一个采用面向比 特的协议， 提供 蓝牙设备间 语音和 数据的呼叫控制信令。蓝牙对语音的支持是它与wl a n相区别的一个重要标志。 3 . 高端应用层: 高端应用层与蓝牙的各种应用 模型的剖面相对应， 是剖面的一部分， 目 前定义了1 3 种 剖面。 2 .3蓝牙的应用剖面 蓝牙设备生产厂家生产的设备必须符合蓝牙 s i g定义的剖面结构，不同厂家产品的互 操作性是根据特定的业务和应用情况而定的，那么如何实现设备之间的互操作性呢?最简 便有效的解决方法就是规定每一个应用模型的通信语言， 即每一种应用模型应采用的 协议、 程序以及组合顺序等， 这就是定义蓝牙剖面的意义。为了 实现相应的应用模型，蓝牙 s i g 口 前定义了1 3 种蓝牙剖面， 这些剖面的相关内 容将在本节中分别进行介绍。 2 . 3 . 1 蓝牙的 剖面的基础知识 1 . 蓝牙剖面的概念: 蓝牙剖面定义了一套基本协议标准实现互操作性的规范， 是代表具体应用模型的默认 解决 方案，是协议栈的垂直切片组合，是互操作性和标识语要求的基础，是保证互操作性 的土要手段。 蓝牙剖面通过以 下三种措施保证互操作性: 减少协 议选择和缩小协议中 参数范围 规定程序组合的顺序 定义统一的用户应用交互过程 2 . 剖面和协议以及应用模型之间的关系: 协 议 栈的 不同 垂 直 切 片 组 合 构 成了 不 同 的 剖 面， 儿 个剖 面构 成了 一 个 应用 模 型。 见图 2 .3所示 : 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 . 逻辑链路控制和适配协议 ( l 2 c a p ) 完成数据拆装( s e g m e n t a t i o n a n d r e a s s e m b ly ) 、服务质量控制、 协议复用和组提取 g ro u p a b s t r a c t i o n ) ，是蓝牙协 议栈的核心部 分， 也是其他上层协议实 现的基础。 l 2 c a p 允许高层协议和应用发 送和接收高达6 4 k b y t e 的数据分组. . 服务发现协 议 ( s d p ) : 为上层应用程序提供一 种机制来发现网络中可 用的 服务及 特 性。 s d p 强 调 蓝 牙环 境 的 独 特特 性 ， 蓝 牙 使 用基 于 客 户 服务 机 制 定义 了 根据 蓝 牙服务类型 和属性发现服务的方法，还提供了 服务浏览的方法。 . 串口 仿真 ( r f c o mm ) :是 射频通信协议，依据e t s i 标准t s 7 . 1 0 ， 在l 2 c a p 上 仿真9 针r s - 2 3 2 串口的功能。 通过r f c o m m. 蓝牙可以在无线环境下实 现对高 层协议 t c p / i p , w a p等的支持。 . 电话控制协议规范 ( t c s ) : 是一个采用面向比 特的协议， 提供 蓝牙设备间 语音和 数据的呼叫控制信令。蓝牙对语音的支持是它与wl a n相区别的一个重要标志。 3 . 高端应用层: 高端应用层与蓝牙的各种应用 模型的剖面相对应， 是剖面的一部分， 目 前定义了1 3 种 剖面。 2 .3蓝牙的应用剖面 蓝牙设备生产厂家生产的设备必须符合蓝牙 s i g定义的剖面结构，不同厂家产品的互 操作性是根据特定的业务和应用情况而定的，那么如何实现设备之间的互操作性呢?最简 便有效的解决方法就是规定每一个应用模型的通信语言， 即每一种应用模型应采用的 协议、 程序以及组合顺序等， 这就是定义蓝牙剖面的意义。为了 实现相应的应用模型，蓝牙 s i g 口 前定义了1 3 种蓝牙剖面， 这些剖面的相关内 容将在本节中分别进行介绍。 2 . 3 . 1 蓝牙的 剖面的基础知识 1 . 蓝牙剖面的概念: 蓝牙剖面定义了一套基本协议标准实现互操作性的规范， 是代表具体应用模型的默认 解决 方案，是协议栈的垂直切片组合，是互操作性和标识语要求的基础，是保证互操作性 的土要手段。 蓝牙剖面通过以 下三种措施保证互操作性: 减少协 议选择和缩小协议中 参数范围 规定程序组合的顺序 定义统一的用户应用交互过程 2 . 剖面和协议以及应用模型之间的关系: 协 议 栈的 不同 垂 直 切 片 组 合 构 成了 不 同 的 剖 面， 儿 个剖 面构 成了 一 个 应用 模 型。 见图 2 .3所示 : 西北工业大学硕士学位论文 第二章 蓝牙技术 、 缨 掣擎 : 纂， ， ，旦，仁 * 议 鬓 ， ， 巨， ， 撇 ， 甲. . . . . . . .i 一 一 、一 一/ .1lj 面 图2 . 3 协议与剖面以 及应用的关系 3 . 应用模型 蓝牙s i g定义了几种基本的应用模型。 包括: 文件传输、 因特网网 桥、局域网接入、 同步、三合一电话、终极耳机。 4 . 蓝牙剖面的构成 蓝牙s i g定义了1 3 种蓝牙剖面及相互依赖关系如图2 . 4 所示: 图2 . 4蓝牙剖面及其相互关系图 说明: 如果一个剖面直接或间 接采用了另一剖面的部分 或全部功能则称该剖面依赖于另一剖 面。由上图可知普通接入剖 面、业务发现剖面、串行端口 剖面和普通对象交换剖面构成了 蓝牙应用的基础.因而成为通用剖面，其他剖面称为应用剖面，具体如下: 通用剖面:构成了 应用模型以 及其对应的应用剖面的基础。包括: 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 普通接入剖面 ( g a p ) ，定义两个蓝牙单元如何发现对方并建立连接 业务发现应用剖面 ( s d a p ) ， 如何发 现蓝牙单元支持的 业务 串行端口 剖面，如何在两个设 备之间建立虚拟串 行端口，并用蓝牙将其连接 普通对象交换剖面 ( g o e p ) ， 定义处理对象交换的 应用所需的协议和程序，基于 g o e p的应用模型假定链路和信道己 经建立如g a p 所示。 . 应用剖面:可分为三类:电话剖面、对象交换剖面、连网剖面。 .电 话剖面包括五个剖面: 无绳电 话剖面和内部通讯剖面 ( 基于电话控制信令t c s ) , 拨号网络剖而、传真剖面、 耳机剖面 基于串口 端口) o . 对象交换剖面 包括三个剖面: 对象推剖面，负责处理p u s h / p u l l 和交换单个对象。 文件传输剖面，负责交 换较大的对象和文件。 同步剖面.在移动设备和p c之间自 动同步日 历、 记事本信息。 .连网剖面: 局域网 接入剖面， 采用p p p 协议，是p c可通过无绳网络接入点接入局域网 小结: 剖面规范与协议规范不同， 剖面 规范是动态的， 随着蓝牙应用的扩展、应用模型的 增 加，可以定义更多的剖面保证更多 应用的互操作性。在 卜 面的段落中， 将重点介绍本文涉 及到的儿个重要的蓝牙剖面， 分别为:业务发现应用剖面、串行端口 剖面、普通对象交换 剖面 ( 包括对象推剖面和文件传输剖面) 。 2 . 3 . 2蓝牙的 剖面的详细介绍 本节重点对蓝牙的业务发 现音 il f.串口服务剖面、 对象推剖面 ( o 句 e c t p u s h ) 、 文件交 换剖面 ( o b e x ) 进行分析，它们是开发蓝牙经理软件的 基础。 1 . 业务发现应用剖面( s d p ) 概念: 本剖面定义蓝牙设备中服务发 现应用的特征及其相关程序，服务发现应用的功能是发 现其他蓝牙设备上注册的服务并获得任何需要的且可访问的所注册服务 相关的信息。 应用情况: s d p支持以下服务查询: . 以 服务类搜索服务 . 以 服务属性搜索 服务 . 月 及 务浏览 协议模型: 西北工业大学硕士学位论文第二章 蓝牙技术 普通接入剖面 ( g a p ) ，定义两