基于BlueZ協(xié)議棧的嵌入式系統(tǒng)無線通信實現(xiàn)-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯基于BlueZ協(xié)議棧的嵌入式系統(tǒng)無線通信實現(xiàn)-基礎(chǔ)電子摘要：藍牙技術(shù)作為統(tǒng)一的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，在多種智能設(shè)備無線互連，多媒體終端通信和家庭網(wǎng)絡(luò)等方面的應(yīng)用也越來越廣泛。本文在對的藍牙協(xié)議棧BlueZ進行分析研究的基礎(chǔ)上，在基于S3C2410a的實驗開發(fā)平臺上實現(xiàn)了基于藍牙協(xié)議棧BlueZ的移植和文件傳輸功能，達到了預(yù)期的效果。

1、引言

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會進步，嵌入式系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到我們的實際生活中，極大的改變著我們的生活。開發(fā)低成本、高性能、高可靠性的嵌入式產(chǎn)品正在成為研究的熱點。尤其是隨著信息化網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，越來越需要與外部世界進行信息交換，當(dāng)前主流的數(shù)據(jù)交換方式都是有線的，但有線通信存在著諸多不足，而無線通信以其無法比擬的靈活性，可移動性和極強的可擴容性正得到越來越廣泛的應(yīng)用。藍牙技術(shù)作為統(tǒng)一的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，其目的在于建立通用的低功耗、低成本無線電空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計算機進一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電線或電纜互相連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能。而藍牙技術(shù)在多種智能設(shè)備無線互連，多媒體終端通信和家庭網(wǎng)絡(luò)等方面的應(yīng)用也越來越廣泛，本文在對藍牙的協(xié)議棧BlueZ進行深入研究的基礎(chǔ)上，在實驗開發(fā)平臺上實現(xiàn)了協(xié)議棧的移植和文件的傳輸功能。

2、BlueZ的體系結(jié)構(gòu)

BlueZ由主機控制接口（HostControlInterface，HCI）、Bluetooth協(xié)議、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（LogicalLinkControlandAdaptationProtocol,L2CAP）、SCO音頻層、其它Bluetooth服務(wù)、用戶空間后臺進程以及配置工具組成。它的完整結(jié)構(gòu)如圖1所示(其中除應(yīng)用程序和硬件外為BlueZ提供的部分)。

3、BlueZ協(xié)議的移植[2]

本文涉及到的硬件平臺是三星公司的S3C2410a開發(fā)板，軟件平臺是內(nèi)核版本為2.4.20的Linux操作系統(tǒng),為實現(xiàn)藍牙協(xié)議棧BlueZ的移植,可進行以下步驟進行移植：

(1)生成交叉編譯器，創(chuàng)建交叉編譯環(huán)境

(2)編譯、配置實驗開發(fā)平臺上的Linux內(nèi)核

(3)安裝BlueZ軟件包

(4)編譯實驗開發(fā)平臺上的Linux內(nèi)核

(5)向s3c2410a實驗平臺移植通過上述步驟完成了藍牙協(xié)議棧BlueZ的移植后，一個嵌入式藍牙應(yīng)用開發(fā)平臺就搭建好了，下面利用該平臺提供的藍牙函數(shù)庫，來進行文件傳輸功能的開發(fā)。

4、文件傳輸功能的實現(xiàn)

如上步驟成功移植藍牙協(xié)議棧BlueZ后，一個完整的嵌入式藍牙應(yīng)用開發(fā)平臺就已經(jīng)搭建好了，本文將利用BlueZ提供的API函數(shù)在RFCOMM層上實現(xiàn)藍牙文件傳輸?shù)墓δ?，所采用的協(xié)議路徑為：射頻(RF)—基帶與鏈路控制(BBLC)—主機控制接口(HCI)—邏輯鏈路與適配協(xié)議(L2CAP)—串口仿真(RFCOMM)—對象交換協(xié)議(OBEX)。它的實現(xiàn)分為客戶端程序和服務(wù)器端程序，流程圖如圖2所示。

2反映了通過藍牙實現(xiàn)文件從客戶端傳輸一個文件到服務(wù)器的過程，其中用到的協(xié)議棧中的API函數(shù)以及針對藍牙通信的設(shè)置如下:(1)intsocket(intdomain,inttype,intprotocol)通過這個函數(shù)建立一個套接字，其中參數(shù)domain說明網(wǎng)絡(luò)程序所用的通訊協(xié)議族，本實驗中我們用的是藍牙協(xié)議棧BlueZ，所以我們的domain取值A(chǔ)F_BLUETOOTH，type

我們采用可靠的面向連接的SOCK_STREAM，protocol我們采用的代表串口仿真的BTPROTO_RFCOMM。

(2)intbind(intsockfd,structsockaddr*my_addr,intaddrlen)

這個函數(shù)是服務(wù)器端的函數(shù)，實現(xiàn)的是綁定端口功能。在我們的實驗中，參數(shù)my_addr代表的我們用的是一個結(jié)構(gòu)體，表示本地地址信息，它的rc_family我們?nèi)锳F_BLUETOOTH，它的rc_bdaddr我們?nèi)】梢院腿我庵鳈C通信的INADDR_ANY。

(3)intlisten(intsockfd,intbacklog)

這個函數(shù)是服務(wù)器端的函數(shù)，實現(xiàn)*端口功能，它和我們普通Linux下的使用方法完全一樣。

(4)intaccept(intsockfd,structsockaddr*addr,int*addrlen)

這個函數(shù)是服務(wù)器端的函數(shù)，完成接受客戶端的鏈接請求，并建立與客戶端的鏈接的功能。

(5)intconnect(intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen)

這個函數(shù)是客戶端的函數(shù)，完成向服務(wù)器端申請建立鏈接，與上面的綁定端口類似，參數(shù)my_addr代表的我們用的是一個結(jié)構(gòu)體，表示要申請鏈接的服務(wù)器地址信息，它的rc_family我們?nèi)锳F_BLUETOOTH，它的rc_bdaddr我們?nèi)】梢院腿我庵鳈C通信的INADDR_ANY。

(6)ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tnbytes)ssize_tread(intfd,void*buf,size_tnbyte)

這兩個函數(shù)完成文件讀寫的功能，也完成服務(wù)器端和客戶端通信功能。在完成服務(wù)器端與客戶端通信功能時，把前面建立的通道看成是文件描述符，只要往文件描述符里面讀寫信息就可以了，與向文件讀寫過程一樣。

以上是實現(xiàn)中用到的協(xié)議棧BlueZ的主要庫函數(shù)，它的客戶端代碼如下：

if((from_fd=open(argv[2],O_RDONLY))==-1)

while(bytes_read=read(from_fd,buffer,BUFFER_SIZE))

{/*一個致命的錯誤發(fā)生了*/if((bytes_read==-1)(errno!=EINTR))break;elseif(bytes_read0){ptr=buffer;

status=write(s,ptr,strlen(ptr));memset(buffer,0,BUFFER_SIZE);}

}

它的服務(wù)器端代碼如下：/*創(chuàng)建目標(biāo)文件*/memset(buf,0,BUFFER_SIZE);while(1){bytes_read=read(client,buf,sizeof(buf));

if(bytes_read0)

{ptr=buf;while(bytes_write=write(to_fd,ptr,bytes_read)){/*一個致命錯誤發(fā)生了*/

if((bytes_write==-1)(errno!=EINTR))break;/*寫完了所有讀的字節(jié)*/elseif(bytes_write==bytes_read)break;/*只寫了一部分,繼續(xù)寫*/elseif(bytes_write0){ptr+=bytes_write;

bytes_read-=bytes_write;

}}/*寫的時候發(fā)生的致命錯誤*/if(bytes_write==-1)break;/*這里讀完后必須把buffer清空*/memset(buf,0,sizeof(buf));

}else{exit(1);}

}

5、結(jié)束語

在目前，對于藍牙協(xié)議棧的移植已經(jīng)有非常深入的研究，但對基于藍牙協(xié)議棧BlueZ的源代碼級的研究還不多。本文在ARM9+Linux環(huán)境下構(gòu)建了的藍