基于藍牙的無線接入點設計

以51單片機P89V51RD2為主控制器、ROK101008為藍牙模塊、W3100A為TCP/IP硬件協議棧、以太網網卡芯片RTL8201為網絡接口，介紹了一種基于藍牙的無線接入點的硬件結構和軟件流程。該設計支持TCP/IP協議和藍牙協議，具備藍牙設備的無線上網功能，通過Internet實現數據的遠程傳輸。

　　無線接入技術是實現無線網接入有線網的網絡通信技術，其典型應用就是無線接入點。無線接入點是一個用于將無線網與有線網連接到一起，使無線客戶端和有線網絡之間能夠相互發送和接收數據的裝置，是無線移動終端設備接入到Internet的網絡接口。無線移動終端可通過無線接入點訪問Internet資源。

　　基于藍牙的無線接入點就是實現藍牙無線移動終端接入Internet的網絡接口，其主要功能是通過藍牙無線傳輸技術，使藍牙設備接入Internet網，實現一個或數個藍牙設備的無線上網功能。

　　1 藍牙接入點的組成

　　藍牙接入點的結構框圖如圖1所示。它由前端和后端兩部分組成，前端部分由藍牙模塊和單片機組成，構成藍牙收/發模塊，主要功能是通過藍牙協議，與其他藍牙設備建立無線鏈接，實現藍牙設備間的無線通信；后端則由單片機和TCP/IP協議棧芯片、以太網網卡芯片組成，構成單片機網絡接口模塊，主要功能是通過TCP/IP協議棧芯片、網卡芯片，再經RJ45接入Internet，根據TCP/IP協議，與Internet上的服務器進行通信，實現數據的遠程傳輸。這樣，通過藍牙接入點就可實現從藍牙網接入到Internet網，完成藍牙協議與TCP/IP協議的轉換。藍牙接入點為其他藍牙設備提供了無線上網途徑。

　　2 藍牙接入點的設計

　　由圖1可知，藍牙接入點的設計包括藍牙收/發模塊的設計和單片機網絡接口模塊的設計，每個模塊又包括硬件設計和軟體設計兩部分。

　　2.1 藍牙收/發模塊設計

　　2.1.1 硬件設計

　　藍牙收/發模塊主要由單片機通過異步串行通信接口與藍牙模塊連接而成。由于單片機與藍牙模塊的工作電壓不一定相同，不僅需要考慮電源變換問題，還需要考慮邏輯電平的轉換問題。若所選單片機與藍牙模塊都是+3.3 V供電，則可把單片機的UART串口與藍牙模塊的UART串口直接相連接。

　　在本設計中，所選用的單片機P89V51RD2是+5 V供電，ROK101008是+3.3 V供電，需要進行電源變換。電源變換電路比較簡單，采用電源變換芯片AMS1117-3.3即可。至于邏輯電平轉換，可在P89V51RD2與ROK101008之間接入IDT公司的電平轉換芯片IDT74FCT164245T，其連接示意圖如圖2所示。

　　2.1.2 軟體設計

　　藍牙收/發模塊的軟體設計包括藍牙鏈接和數據的收/發兩部分。藍牙設備間的通信主要是通過單片機向藍牙模塊發送HCI指令、接收HCI事件的形式實現。當兩個藍牙模塊鏈接成功后，就可以按照藍牙規范規定的ACL數據包格式收/發數據。

　　本系統設計的是藍牙終端點對點的鏈接，其通信流程如圖3所示。由圖可知，藍牙通信過程主要有藍牙模塊的初始化、查詢、鏈接、數據通信和鏈接斷開等幾個過程。實現時，可以將藍牙指令以函數的形式封裝成一個HCI指令接口函數庫。編寫HCI驅動程序時，可直接從函數庫中調用HCI指令函數，對藍牙設備進行基本操作，如對藍牙設備進行復位、讀取藍牙設備的地址、初始化、查詢、建立鏈接、收發數據和斷開鏈接等。