一種基於icp/ip協議的藍牙網關的製作方法

2023-04-23 15:21:11 2

專利名稱：一種基於icp/ip協議的藍牙網關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及藍牙短距無線通訊技術的應用。具體是一種基於藍牙無線傳輸協議，提供藍牙終端無線接入乙太網(Ethernet)的網關裝置。
(二)、技術背景現有網關主要分為有線和無線兩種，有線方式因其布線雜亂不靈活而面臨被無線網絡取代的趨勢。在無線方式中主要有802.1x規範、傳統微波、紅外線、雷射等方式。藍牙方式不同於上述方式，主要表現在藍牙作用距離短，工作中心頻率高，數據傳輸量大，在有效範圍內，優於其它無線連網方式。隨著技術的發展，藍牙設備將普及於每個家庭中，如何連接和遠程控制家用電器，藍牙網關對此提出了解決方案，實現藍牙無線數據與有線區域網數據的相互轉換與傳輸。
基本的做法是使用IP協議互聯的藍牙設備形成的BLUEPAC(BLUEtoothPublic Access)網絡，然後通過基於IP的藍牙網關接入網際網路。而這種方式將佔用很多的資源，每一個藍牙設備都必須佔有一個獨立的IP，並具有TCP/IP協議。同時，組建BLUEPAC時，還需要藍牙基站等設備，使得造價太高。一般適合於數據量較大，而分布較廣的應用。經調查，現國外已有3COM公司推出兩款藍牙無線網卡，分別採用USB接口和筆記本電腦用的PC Card界面產品採用該方式。其缺點一是一塊網卡只提供一臺客戶微機接入網際網路功能，仍需另外與網際網路相連的微機提供接入服務；二是適用範圍較窄，只能滿足PC機或筆記本電腦等常規設備的接入，不能提供對任意藍牙終端產品，如印表機、電冰箱、空調等家用藍牙設備和工業控制機的入網需求。
國內有上海正華電子高科技工程有限公司與上海市郵電器材工業公司合作開發的ZHBG2100藍牙網關產品可作為PPP(Peer-Peer Protocol，端對端協議)伺服器，但必需用另外一臺高性能微機作為控制主機，提供各種網絡協議接口的支持，各種協議的實現是靠控制主機及其相關軟體完成的。已有相關專利為廣東省科學院自動化工程研製中心的專利00238037.4，但其應用的是PS2000Internet網絡協議模塊功能有限，無法適應網絡協議更一般的需求。
(三)、發明的內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種將網絡接入和藍牙接入合為一體的，無需微機支持的通用藍牙網關。通過該裝置，藍牙設備就可以組建成一個匹克網，並互相通信，同時也可以通過網關接入到計算機網中。由於網關自身實現了TCP/IP協議，因此，接入到計算機網的藍牙設備將只佔用一個TCP埠，而無需自身具有TCP/IP協議。在網際網路上，通過網關的IP和埠號便可以唯一地標識出該設備。因此，該設備所佔的資源很小。組網也非常靈活，使用於組建小範圍的匹克網應用。
本實用新型解決上述技術問題採用的技術方案是這樣的即一種基於TCP/IP協議的藍牙網關，包括中央處理器、藍牙模塊，其中，藍牙模塊的信號接受及發射端與天線連接，其特徵在於藍牙模塊的藍牙發送請求埠和藍牙串行發送端通過電平轉換電路分別與中央處理器的發送請求端和串行接收端連接；中央處理器的串行發送端和接收請求端通過電平轉換電路分別與藍牙模塊的串行接收端和接收允許端連接；中央處理器的通過其數據總線和地址總線與內存單元、地址鎖存器、網卡晶片數據端及地址埠連接。
本實用新型將中央處理器、乙太網卡、連同藍牙接口模塊等全部集成在一起構成網關，能夠實現藍牙協議和TCP/IP協議的轉換，完成具有TCP/IP協議的藍牙設備與無TCP/IP的藍牙設備同時通過一個網關接入網絡，以及網間數據交換。網關本身具有TCP/IP、ARP、UDP協議的實現功能，無需任何外接設備支持，直接通過乙太網網線連接本網卡，就能使7個和7個以內的藍牙設備上網，提供完整的藍牙設備到網際網路的接入服務。
(四)、附圖
的說明附圖為本實用新型的電路結構示意圖。
如圖所示的U1-天線、U2-藍牙模塊、U3-電平轉換電路、U4-中央處理器CPU、U5-網卡晶片、U6-地址鎖存器、U7-數據存儲器、U8-有限網接口。
五)具體實施方式
以下結合附圖給出的一個具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
參見附圖如圖所示的基於TCP/IP協議的藍牙網關，包括中央處理器U4、藍牙模塊U2，其中，藍牙模塊的信號接受及發射端與天線U1連接，其特徵在於藍牙模塊U2的藍牙發送請求埠BLU-CTS和藍牙串行發送埠BLU-TXD通過電平轉換電路U3分別與中央處理器U4的發送請求端CPU-CTS和串行接收端CPU-RXD連接；中央處理器的串行發送端CPU-TXD和接收請求端CPU-CTS通過電平轉換電路U3分別與藍牙模塊U2的串行接收端BLU-RXD和接收允許端BLU-RTS連接；中央處理器U4通過其數據總線A和地址總線B與內存單元U7、地址鎖存器U6、及帶有線網接口U8的網卡晶片U5的數據端及地址埠連接。
上述結構的網卡進行數據處理工作原理是任一藍牙設備通過藍牙發射模塊將數據傳送到藍牙網關的接受天線U1，進入藍牙模塊U2，如果是藍牙操作命令則U2立即執行，不傳送到單片機U4，如果是需傳送的用戶數據，則經過電平轉換電路U3將3.3V電壓轉換為U4所需的5V電壓，隨後傳入U4，並由U4將數據包寫入數據存儲器U7，等待下一步處理。在此過程中U2的BLU_RXD端負責接收來自U4的CPU_TXD埠的網絡數據傳至藍牙模塊U2發射，U2的BLU_RTS端控制U2的初始化，BLU_CTS端負責流量控制，BLU_TXD端將U2接收數據包由UCPU_RXD端交給U4處理。
中央處理器U4主要負責調度和管理以及藍牙協議數據到TCP/IP協議數據的相互轉換。它通過對內存單元U7的管理和分配，包括網卡U5的MAC層的數據接收緩衝隊列和發送緩衝隊列、藍牙模塊的數據接收緩衝隊列和發送緩衝隊列、TCP/IP數據包的接收緩衝隊列和發送緩衝隊列，進行數據的分段、調度和封裝。
經U4處理後，由U4發出U2或U5的動作指令，從而實現藍牙協議數據到TCP/IP協議數據或TCP/IP協議數據到藍牙協議數據的轉換。地址鎖存U6的功能是通過數據總線和地址總線復用實現片外尋址，擴大可用存儲器空間。天線U1是藍牙設備間的通信通道，有線網接口U8是藍牙網關和區域網或網際網路通信的通道。
在附圖給出的實施例中，U2採用ERICSSON公司的ROK007藍牙模塊，U3是型號為74HC4066的電平轉換電路，U4是89C58單片機，U5是型號為RTL8019AS的網卡，U6為74CH373地址鎖存器，U7為62256RAM存儲器。
權利要求1.一種基於TCP/IP協議的藍牙網關，包括中央處理器(U4)、藍牙模塊(U2)，其中，藍牙模塊的信號接受及發射端與天線(U1)連接，其特徵在於藍牙模塊(U2)的藍牙發送請求埠(BLU-CTS)和藍牙串行發送埠(BLU-TXD)通過電平轉換電路(U3)分別與中央處理器(U4)的發送請求端(CPU-CTS)和串行接收端(CPU-RXD)連接；中央處理器的串行發送端(CPU-TXD)和接收請求端(CPU-CTS)通過電平轉換電路(U3)分別與藍牙模塊(U2)的串行接收端(BLU-RXD)和接收允許端(BLU-RTS)連接；中央處理器(U4)通過其數據總線(A)和地址總線(B)與內存單元(U7)、地址鎖存器(U6)、及帶有線網接口(U8)的網卡晶片(U5)的數據端及地址埠連接。
專利摘要本實用新型涉及的基於TCP/IP協議的藍牙網關，包括中央處理器、藍牙模塊，其特徵是藍牙模塊(U2)的發送請求埠(BLU－CTS)和串行發送埠(BLU－TXD)通過電平轉換電路(U3)分別與中央處理器(U4)的發送請求端(CPU－CTS)和串行接收端(CPU－RXD)連接；中央處理器的串行發送端(CPU－TXD)和接收請求端(CPU－CTS)通過電平轉換電路分別與藍牙模塊的串行接收端(BLU－RXD)和接收允許端(BLU－RTS)連接；中央處理器通過其數據總線(A)和地址總線(B)與內存單元(U7)、地址鎖存器(U6)、及帶有線網接口(U8)的網卡晶片(U5)的數據端及地址埠連接。
文檔編號H04L29/06GK2529464SQ0222214
公開日2003年1月1日 申請日期2002年4月5日 優先權日2002年4月5日
發明者金純 申請人:金純