曹慧

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，九江　332007）

藍(lán)牙調(diào)試助手的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

曹慧

（九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，九江332007）

0　引言

許多電子系列產(chǎn)品的控制系統(tǒng)都較為封閉，主要是借助于成熟的串口來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部與外界的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只能通過(guò)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)來(lái)分析錯(cuò)誤來(lái)源。如何快速地檢測(cè)和維護(hù)系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)地發(fā)送信息，是一項(xiàng)亟需解決的事情。隨著近年來(lái)藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用為這一問(wèn)題的解決提供了新的思路。本次設(shè)計(jì)中我們采用近距離、高抗干擾的藍(lán)牙技術(shù)通過(guò)手機(jī)模擬電子設(shè)備的運(yùn)行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線接收和提取，為實(shí)現(xiàn)技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用奠定了理論性基礎(chǔ)。

本次制作的軟件名稱為“藍(lán)牙調(diào)試助手”，為手機(jī)端產(chǎn)品。主要通過(guò)歡迎界面、首屏界面、驗(yàn)證連接界面以及調(diào)試界面實(shí)時(shí)接收另一臺(tái)手機(jī)模擬電子設(shè)備發(fā)出的實(shí)時(shí)電流以及電壓。

軟件系統(tǒng)分級(jí)圖如圖1所示。

1　藍(lán)牙核心協(xié)議

本次實(shí)現(xiàn)模擬電子設(shè)備連接的藍(lán)牙核心協(xié)議為RFCOMM協(xié)議。RFCOMM協(xié)議提供了基于L2CAP協(xié)議的串口仿真，基于ETSI07.10的版本?？芍С衷趦蓚€(gè)BT設(shè)備之間同時(shí)保持高達(dá)60路的通信連接。本系統(tǒng)為藍(lán)牙與電子產(chǎn)品提供相同的128位UUID進(jìn)行驗(yàn)證并建立通訊連接，通過(guò)彼此建立的特殊通道，實(shí)時(shí)信息將被手機(jī)端接收，并實(shí)時(shí)更新出另一臺(tái)電子設(shè)備的實(shí)時(shí)電流、電壓變化。協(xié)議棧線分層如圖2所示。

圖2　協(xié)議棧線分層圖

2　實(shí)現(xiàn)與仿真

2.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)是借助于 Android系統(tǒng)的Eclipse開(kāi)發(fā)工具和Java平臺(tái)完成的。Java平臺(tái)由Java虛擬機(jī) （Java Virtual Machine）和Java應(yīng)用編程接口（Application Programming Interface、簡(jiǎn)稱API）構(gòu)成，相比于其他語(yǔ)言平臺(tái)更具健壯性、安全性和可移植性。而Eclipse是一個(gè)基于Java的可擴(kuò)展開(kāi)發(fā)工具，最大的特點(diǎn)是它能接受由Java開(kāi)發(fā)者自己編寫(xiě)的開(kāi)放源代碼插件，是目前國(guó)內(nèi)使用Java開(kāi)發(fā)最多的開(kāi)發(fā)工具，實(shí)用性不言而喻。

（1）環(huán)境配置

實(shí)施平臺(tái)首先需要在PC機(jī)端對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行配置，配置方案如圖3所示。

圖3　配置方案截圖

（2）軟件程序

●程序系統(tǒng)流程圖

在通過(guò)藍(lán)牙通信時(shí)，服務(wù)端首先要進(jìn)行UUID的輸入然后搜索藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行連接。其建立連接主要有5個(gè)步驟:（1）UUID初始化Init Bluetooth（）；（2）打開(kāi)藍(lán)牙 bluetoothAdapter.enable（）；（3）設(shè)備搜索 bluetoothAdapter.startDiscovery（）；（4）建立通道accept（）、獲取數(shù)據(jù)流getInputStream （）；（5）斷開(kāi)連接interrupt（）sock，Close（）。

初始化UUID主要是通過(guò)軟件本身預(yù)帶的128位UUID。當(dāng)確認(rèn)UUID無(wú)誤后，進(jìn)入到下一級(jí)搜索界面，這時(shí)程序會(huì)自動(dòng)調(diào)用enable（）方法，打開(kāi)藍(lán)牙。每次點(diǎn)擊該界面下的搜索按鈕就會(huì)調(diào)用startDiscovery（）方法，搜索周邊所有可見(jiàn)藍(lán)牙設(shè)備以及讀取搜索到的藍(lán)牙設(shè)備地址，依次點(diǎn)擊目標(biāo)藍(lán)牙地址進(jìn)入次級(jí)界面：調(diào)試界面。該界面根據(jù)上級(jí)界面?zhèn)鬟f的UUID和藍(lán)牙地址，調(diào)用accept（）方法請(qǐng)求客戶機(jī)的連接，當(dāng)客戶機(jī)響應(yīng)后，即進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送。要斷開(kāi)連接直接調(diào)用interrupt（）方法斷開(kāi)線程里的通道即可。

程序流程圖如下：

圖4　系統(tǒng)流程圖

●藍(lán)牙接口函數(shù)

主要用到了BluetoothServerSocket與BluetoothSocket兩個(gè)封裝類分別調(diào)用了accept（）、getInputStream（）兩個(gè)主要函數(shù)［2］，首先建立起通道，然后取得輸入流，最后進(jìn)行讀寫(xiě)。

●主控程序片段

以上為程序主要片段，主要調(diào)用了BluetoothServer Socket與BluetoothSocket兩個(gè)封裝類里的accept（）、getInputStream（）兩個(gè)方法。另外對(duì)于獲取到的輸入流，用封裝的downWrite（）方法，進(jìn)行流的讀取和發(fā)送。通過(guò)Android中提供的一種異步回調(diào)機(jī)制Handler，使用它，我們可以在完成一個(gè)很長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)后做出相應(yīng)的通知，以此來(lái)達(dá)到界面數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。

（3）手機(jī)界面截屏

以下圖5中集中展示了“藍(lán)牙調(diào)試助手”中的歡迎界面、首屏界面、驗(yàn)證連接界面以及調(diào)試界面。

圖5　歡迎界面、首屏界面、驗(yàn)證連接界面以及調(diào)試界面

2.2功能仿真

兩終端設(shè)備進(jìn)行連接之后，模擬設(shè)備端進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)發(fā)送，服務(wù)器端即刻將數(shù)據(jù)接收并打印在調(diào)試界面，通過(guò)實(shí)時(shí)接收來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶端設(shè)備狀態(tài)的讀取與反饋。通過(guò)加載程序使得軟件支持后續(xù)的升級(jí)，可以通過(guò)Wi-Fi或者移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)軟件更新，該更新過(guò)程以PC作為服務(wù)器，軟件端使用PC機(jī)的IP地址訪問(wèn)電腦上的Tomcat服務(wù)器，并與webapps文件夾下的服務(wù)端軟件進(jìn)行校驗(yàn)下載最新版本的軟件自動(dòng)進(jìn)行安裝［3］。為提高軟件健壯性，本系統(tǒng)采用了防反編譯技術(shù)杜絕了軟件被竊取的可能性，連接仿真測(cè)試如圖6所示：

圖6　連接仿真測(cè)試圖

3　結(jié)語(yǔ)

隨著電子設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展，藍(lán)牙技術(shù)與電子設(shè)備相結(jié)合構(gòu)建出的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，藍(lán)牙無(wú)線傳輸系統(tǒng)將具有性能高、體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸速度快、安裝維護(hù)方便適用于移動(dòng)設(shè)備和便攜設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。本次所設(shè)計(jì)的“藍(lán)牙調(diào)試助手”，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬電子設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和短距離內(nèi)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，對(duì)于類似的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有很好的借鑒意義。

［1］Brent A.Miller，chatschik Bisdikian.藍(lán)牙核心技術(shù).北京機(jī)械工業(yè)出版社，2012.04.

［2］嚴(yán)紫建，劉元安.現(xiàn)代移動(dòng)通信應(yīng)用技術(shù)叢書(shū).藍(lán)牙技術(shù).北京郵電大學(xué)出版社，2009.12.

［3］鮑三泉.如何將藍(lán)牙技術(shù)嵌入到終端產(chǎn)品.電子質(zhì)量，2011.12.

Bluetooth；Bluetooth Debugging Assistant

Development and Implementation of Bluetooth Debugging Assistant

CAO Hui

（Jiujiang Vocational and Technical College，Jiujinag 332007）

1007-1423（2015）34-0060-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2015.34.016

曹慧（1981-），女，江蘇東臺(tái)人，工程師，本科，研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件技術(shù)

2015-11-20

2015-12-01

藍(lán)牙，作為一種短距離通信的無(wú)線電技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展與優(yōu)化越來(lái)越多應(yīng)用開(kāi)發(fā)都將傾向于這種便捷且低功耗的無(wú)線傳輸。但目前市場(chǎng)上有關(guān)藍(lán)牙的手機(jī)應(yīng)用軟件大多數(shù)都停留在手機(jī)傳輸文件為主的功能上，這使得該項(xiàng)技術(shù)變得過(guò)于單調(diào)和貧乏?；诖?，就如何將此技術(shù)在Android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上創(chuàng)建無(wú)線藍(lán)牙多元素對(duì)接進(jìn)行研究，并通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證此項(xiàng)研究的可行性。

藍(lán)牙；藍(lán)牙調(diào)試助手

Bluetooth，as a radio technology for short distance communication，is widely used in the wireless information exchange between the mobile phone，PDA，wireless headphones，notebook computer，peripherals and other equipment.With the development of Bluetooth technology and optimization more and more application development will tend to the wireless transmission of this convenience and low power consumption.But most of the current market for Bluetooth mobile phone application software are mainly focused on mobile phone file transfer function，which makes the technology becoming too monotonous and poor.Based on this，carries out on how to use this technology in the Android system development platform to create a wireless Bluetooth multi element docking study，and the simulation verifies the feasibility study.