浅谈蓝牙室内无线定位系统的技术实现(1)

蓝牙室内无线定位系统的技术实现

信息技术

浅谈蓝牙室内无线定位系统的技术实现

赵娜

李丹

（抚顺职业技术学院

）

摘要：蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，其目的是以无线连接取代

有线连接，将固定和移动信息设备组成个人局域网，实现设备之间低成本的

无线互连通信。本文对蓝牙技术应用于室内无线定位进行了研究，采用英国的CSR(CambridgeSiliconRadio)公司的BlueCore4主芯片来设计搭建蓝牙室内定位系统。采用的蓝牙串口应用协议(SPP)。

关键词：蓝牙技术BlueCore4芯片

蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，其目的是以无线连接取代有线连接，将固定和移动信息设备组成个人局域网，实现设备之间低成本的无线互连通信。本文对蓝牙技术应用于室内无线定位进行了研究，采用英国的CSR(CambridgeSiliconRadio)公司的BlueCore4主芯片来设计搭建蓝牙室内定位系统，采用的蓝牙串口应用协议(SPP)。

1BlueCore4芯片和开发工具BLUELAB介绍

1.1BlueCore4芯片的技术特点和内部结构在争夺蓝牙解决方案的竞争中，英国的CSR公司作为SIG联盟的初期成员之一，到2006年9月份，CSR的蓝牙芯片出货量合计突破5千万片，诺基亚、摩托罗拉以及索尼等都成为CSR的客户，成为蓝牙方案的主要提供商。CSR公司推出其第四代蓝牙芯片———BlueCore4，该芯片符合蓝牙兴趣小组(SIG)最新的增强数据传输率(EDR)规范。BlueCore4的数据传输率将比现有的vl.2蓝牙装置快三倍，并且使蓝牙移动电话或手机的耗电量较低。BlueCore4已经在2007底实现批量生产。蓝牙EDR的最大数据传输率为2.1kMbit/s，而目前vl.2标准传输率则为72lKbit/s。传输率的提高意味着对一个特定量的数据来说，EDR的工作将比vl.2快三倍，从而减少耗电量，大大有利于依赖电池的移动设备。蓝牙EDR用一种相移键控(PSK)调制模式取代

从而实现更高的数据传输率。这样，在无标准传输率的GFSK模式，

线电链路上发送数

据时，信息包有效负荷能够传输更多的比特。然而，BlueCore4完全能与现有蓝牙vl.1和vl.2装置兼容，信息包定时和结构仍然一样，传输的频谱特征几乎没有改变，并且EDR产品能支持两种调制模式。BlueCore4正在以两种形式提供，一种采用外部闪存，一种采用掩模ROM。BlueCore4-Exetemal以sxsnunBGA包装提供，是十分灵活的解决方案，能够适应迅速更新的市场。例如，由于BlueCore4是目前可以得到的唯一能够支持蓝牙vl.2规格的所有强制和可选功能的芯片，BlueCore4-Exetemal为PC应用程序提供了理想的解决方案，使它们得益于以三倍速度的传输率传输文件，或者同时操作多个高需求的蓝牙链路。

1.2软件调试环境BluelabBluelab是专门针对BlueCore4的仿真开发系统，它在PC上模拟BlueCore4的环境，从而方便开发基于BlueCore4上运行的应用程序。它包括了ComPiler、Emula-tor/Debugger、Documentalion以及一些源代码例子。Bluelab还提供了蓝牙协议栈BlueStack，支持SDP、LZCAP和RFCOMM等高层协议。用户可以通过UART/USB/并口线接口来调用Bluestack，也可以通过虚拟机(VM)来访问BlueStack。

2蓝牙系统接入点的硬件设计2.1电源管理

从图1的蓝牙芯片供电电路来看，最大的变化是用DC/DC取代了LDO。由于LDO供电的效率不高，有相当大的电能会被浪费，为了延长电池的使用时间，在最新的设计方案中推荐使用DC/DC转换器XCS921A系列。该系列采用同步整流技术，内置了P沟道和N沟道MOS管，供电效率可以达到90%以上。另外，为了控制DC/DC所产生的噪声，XCS92lA系列通过采用限流PFM技术，将纹波电压控制在10mV以内。由于XCS92lA不使用额外的滤波电路直接为蓝牙芯片供电，简化了电路的设计并降低了生产成本。

为满足蓝牙设备设计上对组件大小的苛刻的要求，Torex公司的XCS62lB和XCS92lA都能提供USP-6B封装(2.0*18*0.8mm)，此封装基于芯片级封装概念，省略了常规芯片中的外引脚，是常规SOT-25封装面积的4%，适合用于要求小尺寸的电子设备上。

2.2高频电路设计

图2给出了我们的RF电路的设计思路。本设计提供了内置天线和外置天线的选择，且外置天线通过当外置天线接入MMCX接口来与接入点设备实现连接。即外置天线可被使用。当外置天线接入MMCX接口使外接天线信号强度判断电路将会判断出外接天线正在使用。这将会给内置天线使能电路一个低电平来关闭内置天线的传输线路。反之，当外置天线没有接入时，外接天线信号强度判断电路将会给内置天线使能电路拉高电平，来使内置天线电路正常工作。

3蓝牙定位系统SPP（蓝牙串口应用）协议软件程序的实现3.1SPP概述串口操作模式定义了使用蓝牙设备模拟RS232串口通信的协议和规范。SPP中包括了如何通过一个虚拟的串口使蓝牙来替代电缆通信。SPP是其它许多应用操作模式的基础，拨号网络(DialinNetworkingPorile，DUNP)、传真操作模式(FaxProfi-ije，FAXP)、头戴式设备操作模式(HeadsertProfile.HSP)、局域网访问操作模式(LOCalareanetworkAccessProfile，LAP)、免提操作模式(Hsndfrteproflc，HFP)、文件传输操作模式fFijeTnmsferProfle，FTP)、对象推送操作模式(Ohie.tPushProrile，OPP1，同步应用操作模式(SynchronizaoaProfile.SP)、基本打印操作模式(BasicPnntProme，BPPl和基本成象操作模式(BasicImagingProfijeBPP)部是基于通用对象交换模式基于SPP。SPP定义T建立这些操作 …… 此处隐藏：3589字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……