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1、东南大学硕士学位论文嵌入式无线传输协议及其在iHome系统中应用的研究姓名：施荣申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐平平20040301东南大学硕士学位论文摘要本课题是国家“十五”科技攻关项目“基于技术的无线接入系统”、江苏省“十五”重大科技攻关项目“无线接入系统”和国家高技术研究发展计划（计划）“家庭网络核心平台和整体解决方案”研究内容之一，其主要任务是研究和实现基于蓝牙技术的高速无线接入系统的拓展应用，以及将蓝牙技术和信息家电、嵌入式技术相结合，研究并实现信息家电规范中的家庭控制子网。作者对蓝牙单芯片、双芯片嵌入式应用和实现进行了分析和研究，项目组开发的嵌入式蓝牙产品已应用在
2、无线数据传输、无线医疗监控等领域，并取得了用户的认可和好评。作者参与了信息产业部家庭控制子网通信协议规范的修改和验证工作，提出了基于蓝牙的家庭控制子网的组网方式和应用层协议，并且用嵌入式蓝牙设备实现了提出的蓝牙家庭控制子网协议，验证了该方案的实用性。全文分为六章。第一章介绍课题内容，课题背景以及本论文章节安排。第二章系统地介绍了蓝牙技术特点、蓝牙技术应用领域、嵌入式系统的特点与开发、信息家电和蓝牙技术的结合。第三章介绍了蓝牙串口替代模型和单芯片嵌入式蓝牙开发平台，并给出基于串口替代模型的蓝牙点对点与点对多点数据传输模块的开发和应用。第四章介绍蓝牙局域网接入模型（）和原有在平台下和基于嵌入式平台
3、下的双芯片蓝牙网关实现。然后给出这两个平台下的蓝牙网关性能分析和提高的具体实现，以及在医疗监护系统中的综合应用。第五章介绍了为信息产业部家庭控制予网通信协议规范所做的修改和验证工作，尤其是其中的无线层部分，并分析了该控制予网通信协议的特点，提出了基于蓝牙设备的信息家电模型的设计与考虑。第六章实现了蓝牙信息家电控制子网的验证演示系统，并详细给出了蓝牙信息家电控制子网中嵌入式网关、信息家电、移动控制终端的设计。关键词：蓝牙技术嵌入式局域网接入信息家电第页东南大学硕士学位论文（），（）（，），：，：，；：【东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
4、究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：啦务日期：立旦盟垒东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被鸯阅和借阅，可以公（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院
5、办理。签名：导师签名盟日期：卯年乡！第一章概述第一章绪论随着计算机网络和个人移动通信技术的迅猛发展，功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端的广泛应用，为无线网络的发展提供了应用环境。计算机网络由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体发展，并要求在任何时间和任何地点都能为任何人实现信息服务，已成为通信发展的主流趋势。小范围个人移动通信技术可以在小范围内将各种移动通信设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统（例如数字照相机、数字摄像机，等）甚至各种家用电器，使用一种廉价的无线方式连接起来，实现这些设备之间信息的交互。它涉及到的设备面广量大，容易形成新的经济增长点，有着巨大的市
6、场潜力，对社会经济的发展和人们生活水平的提高都具有重要意义。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。蓝牙设备体积小、功耗低、成本低的特点使其被广泛地应用在嵌入式平台上，各种各样的基于蓝牙技术的嵌入式产品层出不穷。今后，这样的应用可能会无所不在，人们的日常生活中将会有许多这样的产品，它们与所有电子信息、电气设备构成无线网络，可以真正实现把网络随身携带。蓝牙技术是由爱立信、诺基亚、东芝、英特尔等五大公司发起，目标是提供一种全球范围内通用的短距离无线接入标准。它工作在开放频段，采用短包和快跳频的技术，具有很强的抗干扰能力。蓝牙技术可同时支持数据、音频、视频信
7、号，使用分组交换和电路交换的混合方式。在蓝牙设备组成的一个微微网中最多可有七个处于连接状态的从设备。基于蓝牙技术的接入设备可以使蓝牙终端设备以无线的方式访问外部网络服务，并且接受外部网络的控制，而且蓝牙设备之间组成一个无线网络。它为家庭和办公室环境内的各种笔记本电脑、，语音数据终端等动态地接入传统计算机和电话网络提供了极大的方便，也为个人终端间的临时组网、资源共享提供了一种廉价、高效的解决方案。我们大胆的预测，能够自组织成无线网络，接入外部网络，接受外部网络控制将成为未来嵌入式的信息家电设备的必备功能。网络家电产品带动了智能家庭、智能小区等相关产业的发展，具有很好的市场前景和利益回报。由于网络
8、家电产品很高的技术含量和巨大的市场潜力，已经成为家电行业提升企业知名度和高端产品的发展战略之一。本论文完成的工作在时间上属于是国家“十五”科技攻关项目“基于技术的无线接入系统”的拓展应用阶段和国家项目“家庭网络核心平台和整体解决方案”的预研阶段。在技术上具有嵌入式蓝牙和信息家电结合的特点。本文作者主要完成了以下工作：（）研究单芯片嵌入式蓝牙设备的开发和在特殊行业的数据传输应用，作者负责通用蓝牙模块软件研制工作。第页东南大学硕士学位论文（）研究双芯片的蓝牙数据接入（）系统，分析并改进了实验室原有系统性能的瓶颈，使基于平台和嵌入式的速度大幅度提高。将双芯片和单芯片嵌入式蓝牙设备结合应用于医疗监护领
9、域，在与上海无线研发中心合作项目中取得良好的实际效果。（）研究信息家电的协议，参与了信息产业部家庭网络系统技术规范中家庭控制子网通信协议规范的制定和验证。（）提出了改进的基于蓝牙的信息家电家庭控制子网的组网方式和应用层协议，并且用嵌入式蓝牙方案实现了家庭控制子网，其中包括子网网关，信息家电设备，移动控制终端。本论文共分六章，各章的主要内容如下：第一章绪论。介绍课题内容，课题背景以及本论文章节安排。第二章蓝牙技术及嵌入式系统概述。首先介绍蓝牙技术的特点、系统标准、协议体系和主要的蓝牙应用场景。其次，介绍嵌入式系统的概念、技术特点、开发的过程以及嵌入式系统的应用。最后介绍信息家电和蓝牙技术结合的特点和发展趋势。第三章单芯片蓝牙方案的实现和应用。本章描述了蓝牙串口替代模型和单芯片嵌入式蓝牙开发平台，给出基于串口替代模型的蓝牙点对点与点对多点数据传输模块的设计与与实现。第四章双芯片蓝牙网关的性能提高与应用。本章先介绍蓝牙局域网接入模型，分析了原有平台下和基于嵌入式平台下的双芯片蓝牙网关实现原理和性能改进方法，设计实现了这两个平台下的蓝牙网关速率性能的大幅度提高。最后给出双芯片蓝牙网关与单芯片蓝牙模块在医疗监护系统中的综合应用实例。第五章基于蓝牙的信息家电模
