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摘要：藍(lán)牙技術(shù)作為全球統(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。本文在對官方的藍(lán)牙協(xié)議棧 BlueZ進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，在基于 S 1、引言 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會進(jìn)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(jìn)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(qiáng)的可擴(kuò)容性正得到越來越廣泛的應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)作為全球統(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(jī)進(jìn)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(lán)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(lán)牙的官方協(xié)議棧 BlueZ進(jìn)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(jī)控制接口（Host CONTROL InteRFace，HCI）、Bluetooth協(xié)議核心、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（Logical Link CONTROL and AdaptaTIon Protocol,L2CAP）、SCO音頻層、其它 Bluetooth服務(wù)、用戶空間后臺進(jìn)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S (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s 4、文件傳輸功能的實現(xiàn) 如上步驟成功移植藍(lán)牙協(xié)議棧BlueZ后，一個完整的嵌入式藍(lán)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(lán)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(BB&LC)—主機(jī)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(lán)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(lán)牙通信的設(shè)置如下 : (1)int socket(int domain, int type,int protocol)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(lán)牙官方協(xié)議棧BlueZ，所以我們的 domain取值AF_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) int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen) 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)?/span>AF_BLUETOOTH，它的rc_bdaddr我們?nèi)】梢院腿我庵鳈C(jī)通信的 INADDR_ANY。 (3) int listen(int sockfd,int backlog) 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) int accept(int sockfd, struct sockaddr *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) int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen) 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)?/span>AF_BLUETOOTH，它的rc_bdaddr我們?nèi)】梢院腿我庵鳈C(jī)通信的INADDR_ANY。 (6) ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes) ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbyte) 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)，它的客戶端核心代碼如下： 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; else if(bytes_read>0) { ptr="buffer"; status=write(s,ptr,strlen(ptr)); memset(buffer,0,BUFFER_SIZE); } } 它的服務(wù)器端核心代碼如下： /*創(chuàng)建目標(biāo)文件 */ memset(buf,0,BUFFER_SIZE); while(1) { bytes_read = read(client,buf,sizeof(buf)); if(bytes_read>0) { 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) */ else if(bytes_write==bytes_read) break; /*只寫了一部分 ,繼續(xù)寫 */ else if(bytes_write>0) { 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(lán)牙協(xié)議棧的移植已經(jīng)有非常深入的研究，但對基于藍(lán)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(lán)牙工作環(huán)境， 通過官方的藍(lán)牙協(xié)議棧 BlueZ提供的庫函數(shù)編程實現(xiàn)了藍(lán)牙的文件傳輸功能。利用嵌入式系統(tǒng)和無線傳輸實現(xiàn)文件傳輸,符合數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。本文作者創(chuàng)新點 :在源代碼級別上借助藍(lán)牙協(xié)議棧 BlueZ實現(xiàn)了文件的傳輸功能。 |
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