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基于蓝牙的防丢实毕业论文

发布时间:2024-07-04 13:08:47

基于蓝牙的防丢实毕业论文

蓝牙技术概述蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。例如,如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中,就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外,蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。蓝牙工作在全球通用的 ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s。时分双工传输方案被用来实现全双工传输。ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带,因此使用其中的某个频段都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等,都可能是干扰。为此,蓝牙特别设计了快速确认和跳频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道(hop channel),在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列(即一定的规律,技术上叫做"伪随机码",就是"假"的随机码)不断地从一个信道"跳"到另一个信道,只有收发双方是按这个规律进行通信的,而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰;跳频的瞬时带宽是很窄的,但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带,使干扰可能的影响变成很小。与其它工作在相同频段的系统相比,蓝牙跳频更快,数据包更短,这使蓝牙比其它系统都更稳定。FEC(Forward Error Correction,前向纠错)的使用抑制了长距离链路的随机噪音。应用了二进制调频(FM)技术的跳频收发器被用来抑制干扰和防止衰落。蓝牙基带协议是电路交换与分组交换的结合。在被保留的时隙中可以传输同步数据包,每个数据包以不同的频率发送。一个数据包名义上占用一个时隙,但实际上可以被扩展到占用5个时隙。蓝牙可以支持异步数据信道、多达3个的同时进行的同步话音信道,还可以用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/s同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/s而另一端速率为的不对称连接,也可以支持的对称连接。蓝牙系统由以下功能单元组成: · 无线单元 · 链路控制单元 · 链路管理 · 软件功能 Definitions蓝牙技术支持点对点和点对多点连接。几个piconet可以被连接在一起,靠跳频顺序识别每个piconet。同一piconet所有用户都与这个跳频顺序同步。其拓扑结构可以被描述为"多piconet"结构。 在一个"多piconet"结构中,在带有10个全负载的独立的piconet的情况下,全双工数据 速率超过6Mb/s。话音信道采用连续可变斜率增量调制(CVSD)话音编码方案,并且从不重发话音数据包。CVSD编码擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。蓝牙空中接口是建立在天线电平为0dBm的基础上的。空中接口遵循FCC(美国联邦通信委员会)有关电平为0dBm的ISM频段的标准。如果全球电平达到100mW以上,可以使用扩展频谱功能来增加一些补充业务。频谱扩展功能是通过起始频率为,终止频率为,间隔为1MHz的79个跳频频点来实现的。出于某些本地规定的考虑,日本、法国和西班牙都缩减了带宽。最大的跳频速率为1660跳/秒。理想的连接范围为10厘米--10米,但是通过增大发送电平可以将距离延长至 100米。 蓝牙设备需要支持一些基本互操作特性要求。对某些设备,这种要求涉及到无线模块、空中协议以及应用层协议和对象交换格式。但对另外一些设备,比如耳机,这种要求就简单得多。蓝牙设备必须能够彼此识别并装载与之相应的软件以支持设备更高层次的性能. 蓝牙对不同级别的设备(如PC、手持机、移动电话、耳机等)有不同的要求,例如,你无法期望一个蓝牙耳机提供地址簿。但是移动电话、手持机、笔记本电脑就需要有更多的功能特性。 蓝牙规范接口可以直接集成到笔记本电脑或者通过PC卡或USB接口连接。笔记本电脑的使用模型包括:· 通过蓝牙蜂窝电话连接远端网络 · 利用蓝牙蜂窝电话做扬声器 · 蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间的商用卡交易 · 蓝牙笔记本电脑、手持机和移动电话间的时间同步蓝牙是一个独立的操作系统,不与任何操作系统捆绑。适用于几种不同商用操作系统的蓝牙规范正在完善中。蓝牙规范接口可以直接集成到蜂窝电话中或通过附加设备连接。电话的使用模型包括(可选):· 通过蓝牙无线耳机实现电话的免提功能· 与笔记本电脑和手持机的无电缆连接 · 与其它蓝牙电话、笔记本电脑和手持机的商用卡交易 · 与信任的蓝牙笔记本电脑或手持机自动同步地址簿 其它蓝牙设备的使用模型包括: · 耳机 · 手持机和其它便携设备 · 人机接口设备 · 数据及话音接入点一、什么是蓝牙技术 所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。说得通俗一点,就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备,不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线上因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术,是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案,因此,目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖,却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。 二、蓝牙的由来 蓝牙以公元10世纪统一丹麦和瑞典的一位斯堪的纳维亚国王的名字命名。它孕育着颇为神奇的前景:对手机而言,与耳机之间不再需要连线;在个人计算机,主机与键盘、显示器和打印机之间可以摆脱纷乱的连线;在更大范围内,电冰箱、微波炉和其它家用电器可以与计算机网络的连接,实现智能化操作。 发明蓝牙技术的是瑞典电信巨人爱立信公司。由于这种技术具有十分可喜的应用前景,1998年5月,五家世界顶级通信/计算机公司:爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔经过磋商,联合成立了蓝牙共同利益集团(Bluetooth SIG), 目的是加速其开发、推广和应用。此项无线通信技术公布后,便迅速得到了包括摩托罗拉、3Com、朗讯、康柏、西门子等一大批公司的一致拥护,至今加盟蓝牙SIG的公司已达到2000多个,其中包括许多世界最著名的计算机、通信以及消费电子产品领域的企业,甚至还有汽车与照相机的制造商和生产厂家。一项公开的技术规范能够得到工业界如此广泛的关注和支持,这说明基于此项蓝牙技术的产品将具有广阔的应用前景和巨大的潜在市场。蓝牙共同利益集团现已改称蓝牙推广集团。 三、蓝牙的技术内容 蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现语音、数据和视频传输的,其传输速率最高为每秒1Mb/s,以时分方式进行全双工通信,通信距离为10米左右,配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。 蓝牙产品采用的是跳频技术,能够抗信号衰落;采用快跳频和短分组技术,能够有效地减少同频干扰,提高通信的安全性;采用前向纠错编码技术,以便在远距离通信时减少随机噪声的干扰;采用的ISM (即工业、科学、医学)频段,以省去申请专用许可证的麻烦;采用FM调制方式,使设备变得更为简单可靠;“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组,每组一个分组占用一个时隙,也可以增至5个时隙;“蓝牙”技术支持一个异步数据通道,或者3个并发的同步语音通道,或者一个同时传送异步数据和同步语音的通道。“蓝牙”的每一个话音通道支持64Kbps的同步话音,异步通道支持的最大速率为721Kbps、反向应答速率为的非对称连接,或者的对称连接。 蓝牙技术产品与因特网Internet之间的通信,使得家庭和办公室的设备不需要电缆也能够实现互通互联,大大提高办公和通信效率。因此,“蓝牙”将成为无线通信领域的新宠,将为广大用户提供极大的方便而受到青睐。

蓝牙。1、原理是通过蓝牙来帮你找到包括Airpods3在内的蓝牙设备。2、打开App后,点击附近的设备就能够用精确到厘米级别的距离显示帮你定位到AirPods的位置。3、通常使用苹果自带的查找,它只能帮你把缩小范围到公里。

基于蓝牙的智能门锁毕业论文

目前智能门锁奥芯方案有4种方案可以参考:一、NB-IoTNB-IoT(Narrow Band Internet of Things)基于蜂窝的窄带物联网,作为新一代的物联网通信方式, 其具有以下特点:1.覆盖广且深,比GPRS覆盖增强20dB+(相当于距离增加4倍)2.强连接,50k用户容量,比2G网络多几百倍。3.功耗低,微安级的待机功耗,比2G小一个数量级。4.成本低,运营商补贴后,和2G价格相当在智能锁应用中,使用NB-IoT可以解决通信覆盖问题以及电量使用问题,可以几年不用更换电池,极大降低了维护成本。二、蓝牙BLE。蓝牙BLE用于实现与手机APP之间进行数据传输和ibeacon功能。本设备中采用,使用dialog芯片,该芯片在睡眠模式下功耗不到1uA。三、门锁控制。智能锁硬件结构直接使用的”P-Lock”,包括动作结构、电机、限位开关。经测试,电机可以在以上驱动,锂亚电池完全可正常使用。电机正常转动时,电流大约40mA,当电机堵转时,最大电流可达300mA。四、MCU。STM8L是ST专门为低功耗设计而推出的8位单片机,该型号配置如下图,满足于3个串口的需求,选用最小48引脚封装设计。功耗很低,价格也便宜。

在物联网产业中,蓝牙或许是无线通讯应用中最好的选择,原因是基于蓝牙技术受众面广阔,以低功耗、智能化、低成本等特性,在物联网应用市场中占据主要核心位置。目前已被广泛应用于智能家居、智能穿戴设备、消费电子、智慧医疗和汽车设备在内的所有物联网智能产品中。

小尺寸、低功耗、高性能的无线模块为物联网(IoT)带来了无处不在的连接,让传感器数据能够快速的采集更多终端设备数据,并通过透明传输将数据完整的发送到云端、服务器端,让用户能够实时的获得精准的生产、管理数据,并以此为依据,优化整个系统。

蓝牙模块透明传输的基本架构

一、智能门锁:基于BLE蓝牙模块的智能门锁,在现有的电子门锁中,增加低功耗蓝牙模块,用户可以通过智能手机的APP实现对门锁的解锁、控制,无需繁琐的门卡、钥匙,更加智能便捷。适用于居家、酒店、民宿等环境;用户可通过手机APP给房客远程注册,生成打开门锁的密码,通过短信的方式下发到房客的手机;客人可以通过密码打开云锁,进入房间看房或入住,在到达租赁期限后密码失效,房客完成退租和缴费。

二、智能照明:基于BLE蓝牙模块的智能照明,在LED灯中加入BLE蓝牙模块,用户可以通过智能手机的APP实现对LED灯的开关、亮度、颜色以及模式进行控制;可实现一对一,一对多,多对多等控制模式,只需在手机上安装一个APP,即可实现灯光的智能控制更加方便灵活,同时支持遥控器设备。适用于居家、酒店、办公环境、咖啡厅等环境;只要保持LED灯通电,然后配合APP,即可通过智能手机随心控制LED灯,从而实现对LED灯的明暗度,色彩,开关及场景等远程操控。

三、环境探测:基于BLE蓝牙模块的环境探测,内置BLE蓝牙模块的温湿度计,BLE蓝牙模块实时采集温湿度数据,并通过蓝牙网关将数据进行上传,用户可以直接在手机APP上查看数据,并通过手机对家用空气净化器下发调整温度、湿度的控制指令。可实现一对一,一对多等数据采集模式,只需在手机上安装一个APP,即可实现各个房间的温湿度数据采集,及空气调节。适用于家居、商场、博物馆、办公场所、医院、月子中心、养老院等对室内空气有要求的环境。基于BLE蓝牙模块的智能环境探测,通过检测到的数值高与低,自动帮助室内清新空气质量。

四、智能窗帘:基于BLE蓝牙模块的智能窗帘,在传统的窗帘上接入电路,把家用电压转换成直流低电压给BLE蓝牙控制模块供电,通过BLE蓝牙模块控制电路中的电机的工作状态。用户可以通过智能手机的APP实现对窗帘的开、关。适用于家居、办公场所、医院月子中心、养老院等对光线比较敏感的环境。基于BLE蓝牙模块的智能窗帘,通过把电机与轨道相结合,安装更简单,操作更简单,外观更漂亮,使用寿命更久远。

BLE蓝牙模块:

当然不是每个人都可以连接。蓝牙门锁目前分两种:一种是蓝牙单品锁,一种是蓝牙物联网锁。蓝牙单品锁:蓝牙单品锁可以实现近场连接手机,获取门锁日志、本地设置门锁,本地开锁等功能。 无法实现远程获取门锁信息,远程开锁等功能。比如,国内大多数的智能锁品牌,杂牌。蓝牙物联锁:蓝牙物联锁是基于物联网通讯方式的物联网,除了具备单品锁的功能,同时也拥有连接物联网智能家居中继器的功能,或者智能网关。 可以远程获取到门锁信息和开关门状态。

快节奏的生活往往令我们疲惫不堪,以至于出门多带一枚钥匙都觉得是累赘。所幸,智能门锁的出现便捷了一切,让我们出门一身轻。而伴随着近年的消费升级,智能门锁作为智能家居物理以及生态上的重要组成部分,也逐渐走到市场中央,成为了新的消费趋势。

不过,当前的智能门锁市场还不够成熟,市面上的产品形态各异,在安全性、智能化上的表现良莠不齐,消费者选购时往往也是一头雾水。

类似的情况也曾出现在智能手机市场初期,彼时小米以变革者的姿态入局,一流的硬件仅售1999元,直接加速了市场的竞争格局,让消费者有了更为理性的选择。如今米家正做着昔日小米手机做过的事,聚焦智能家居领域,赋予一支曾经只属于高端消费品的智能门锁一个人人享受得起的价格。

这次米家带来了全新的智能门锁产品——米家智能门锁推拉式,它采用3000元档产品普遍采用的推拉式设计,采用直插式C级锁芯,配备多项安全防护措施,并支持与米家丰富的智能生态联动,售价仅为1699元,维持了小米一贯的风格。实际体验究竟怎样,下面我们来详细说说。

适配95%门体,安装省心

不同于其他智能硬件的即买即用,智能门锁在入手后必须要经历安装的步骤。而考虑到防盗门各异的形态,标准并不统一,锁体是否能与门体契合,这是安装之前各位必须要考虑的问题。另外,大多数家庭都是更换智能门锁,往往还会存在拆卸旧锁的繁琐过程,因此,安装智能门锁并不算省心。

而这些问题,米家智能门锁实际上都为我们提前考虑到了。就锁体本身的规格而言,米家智能门锁都是相对标准的体积大小,与市面上的普通锁体几乎无异,可适应市面上95%的门体,通过不同尺寸的螺丝固定,对于门体无需大改都可顺利安装。

当然,如果用户实在吃不准自家门体是否可以安装智能门锁,米家以提供了一款AI小程序进行判断,拍下两张照片马上给出门体所适合的锁体,给出准确的参考意见。

另外,米家智能门锁的安装也是随产品一同附送的,无需任何额外费用。由专业的师傅上门安装,包括拆卸旧锁、安装新锁以及后续的调试,省去了安装门锁的一切繁琐,只需静候享受。

简约外观,一体式推拉设计

外观来看,米家智能门锁维持了其简约的设计风格,上半部分为数字键盘和NFC接触区域,触摸时会有对应的LED灯亮起,日常则是隐藏,呈现一张息屏美感。下半部分则是推拉式把手,金属哑光的质感,通体的黑色很是高级,不论是深色还是浅色的门体都还比较容易搭配。

对比米家首款智能门锁,新款门锁最大的改变无疑是推拉式设计,这也是目前相对高端的产品统一采用的设计,通过内部电机来控制锁舌的伸缩,关门自动上锁,省去了传统下压式门锁再次提拉上锁的步骤,使用起来更为方便。同时,对比于传统的下压旋转开锁动作,推拉的动作与下意识中的“推开门”更为贴近,实现更为轻松的上手。

不仅如此,米家智能门锁巧妙地将指纹模组设计在把手上,并将推拉把手的夹角设定为15°,这样当你握住把手时,大拇指得以自然落于指纹模组之上,完成识别后可直接推动进入。对比其他将指纹与把手的分离设计的门锁,米家智能门锁从验证到推动解锁的过程可谓一气呵成,更为方便快捷。

多重解锁方式,全场景覆盖

米家智能门锁提供了多种解锁方式,包括指纹、密码、蓝牙、NFC、钥匙等,以适应不同的应用场景,下面我们来一一解读。

指纹识别:指纹识别方便快捷,适合较高频次的使用,应该是家庭成员最为常用的解锁方式。此次米家智能门锁采用了新一代多维活体指纹识别,可从指纹路径、皮肤、血液等多维度进行活体检测,有效防止仿真假体的破解。同时搭配 CC EAL4+认证的安全指纹算法芯片,有着%的识别率。

而从实体体验来看,米家智能门锁的识别速度在门锁当中还是很快,识别成功后会有白色指示灯点亮,并伴有“滴”一声,此时推拉即可完成开门。使用中,如果识别成功率不理想,多半是录入过程的姿势过于单一,建议换些姿势重新录入,一定程度上可以解决这一问题。

密码:密码是智能门锁最为基础的开锁方式,在门锁上半部分的数字触摸键盘输入密码即可开门。米家智能门锁在密码上的功能也很丰富,比如虚位密码,只要你输入的长传数字中包含了连续正确的密码即可解锁,主要目的是防止他人偷窥。

另外还有临时密码,包括一次性密码以及周期性密码,前者在系统内随机生成,一次使用后或者有效期后即失效,适用于亲友拜访但主人不在的情形;后者则是由用户自定义,可设置重复频率和生效时段,通常适用于周期性的家政上门服务。

NFC:结合了小米手机在NFC上的传统优势,米家智能门锁同样支持NFC解锁。如果你使用的也是支持NFC功能的小米手机,在升级至最新MIUI系统后,即可在小米钱包中设置门卡,随后与门锁触碰完成门卡激活,实现手机NFC的开锁。未来,小米表示还将支持小米手环的NFC解锁,将在7月上线。

蓝牙:米家智能门锁支持蓝牙开锁,通过米家APP可以“远程”控制,但由于蓝牙的传输距离毕竟有限,加上建筑墙面的阻隔,所谓的“远程”可能就是从你卧室的床到门口,因此能够实现蓝牙开锁的位置,基本上出不了家的圈子,安全性尚可,可作为房屋主人开门的备选方案。

钥匙:钥匙作为一款门锁最为基础的开锁方式,当然也在米家智能门锁中保留了下来,只不过在多种方便的解锁方式下,他只是作为一种应急的解决方案而存在,实在不常用,也因此钥匙孔在门锁上被隐藏在把手之下,启用时先要用卡针顶出。

可以说,米家智能门锁提供了目前最为多元的解锁方案,可轻松满足多种生活场景。

直插式C级锁芯、多重安全保障

作为守护居家安全的重要屏障,米家智能门锁在安全性上也做了大量的功课。就锁芯来说,米家智能门锁采用了直插式C级锁芯,所谓直插式,即锁芯为贯穿式插在门的内部,即使强行撬开前面板,也无法破坏锁芯,而C级代表着国家评级中破解难度最高的级别,因此想要硬性破解米家智能门锁绝非易事。

同时,米家智能门锁的锁体本身在用料、设计上都有着防暴拆的特殊设计,外壳为锌合金材质,内部也隐藏了众多传感器,集中在前面板、锁芯、锁舌等关键部位,一旦遇到异常情况,比如撬锁、门未关紧等情况,会触发预设的操作,比如警报、App推送等。

在信息安全方面,门锁内嵌米家安全芯片,每颗芯片都具有唯一的私钥和证书,芯片符合CC EAL4+标准,跟国内银行卡同级的防护标准,保护蓝牙通信的数据,更加安全可靠。

至于前期热议的小黑盒破解,也就是特斯拉线圈的强磁导致门锁重启解锁的问题,米家智能门锁也做了防电磁屏蔽层的设计,采用了封闭式结构,将整个线路板封闭在厚金属中,大幅度降低电磁辐射带来的影响。并且门锁在出厂前都做了电磁兼容测试,通过GA 701-2007抗射频电磁场辐射干扰测试,达到10V/m的抗连续波辐射级别,可抵抗小黑盒的破解。

此外,米家智能门锁还有一些安全的细节设计,比如反锁按钮、游离把手、儿童锁等,全面保证了安全性。

米家生态联动,打造智能家居

讲了那么多,更多地还是聚焦于智能门锁的“门锁”属性去展开,而智能门锁之所以“智能”,更多地还是体现在与家中其他智能设备的联动,特别是在米家的丰富的智能生态中,这款门锁的智能属性愈加突出。

当然,由于门锁本身只是支持低功耗的蓝牙连接,并不能直接联网,因此想要实现与其他设备的云端联动,还需要一个米家多功能蓝牙网关,目前蓝牙网关都是内置于一些米家智能设备,具体的设备可在米家App中查询购买,笔者选择了小爱智能闹钟作为蓝牙网关。

在接通蓝牙网关后,米家智能门锁就可以顺利联网了,门锁的日志也能在云端同步,通过手机中的米家App查看。在日志中,开锁用户、开锁方式、开锁时间都被精准记录,透过这些,主人可以通过这些了解孩子在放学后是否按时回家、家中保姆是否如约来家中清理打扫等,及时了解最新动态。

同时,通过米家App,我们可以自行设置门锁动作的触发条件和其他智能设备的联动动作。为了演示,我简单设计了一个简单的联动场景:通过我的指纹的开门,实现小爱同学问好,同时打开台灯和电扇的动作。

当然,这只是最为简单的动作,如果你拥有多重智能设备,再搭配一些传感器使用,完全可以实现更为自然精准的智能场景的联动。比如下班回家后空调的自动开启、窗帘自动关闭、扫地机器人自动归位、热水早已备好,而这一切的变化只是因为你推开了一扇门。

总结:方便安全,开启智能生活大门

米家智能门锁推拉式采用了更为安全的直插式C级锁芯,新一代多维活体指纹识别,更为快捷的推拉式开锁方式,最多支持6种开锁方式,本身就是一套安全素质过硬,使用方便的电子门锁,结合1699元的售价绝对是物超所值。

更为重要的是,通过蓝牙网关接入米家的智能生态,门锁能够与丰富的米家IoT设备联动,构建一套完整的智能家居体系,以米家目前在智能生态领域的发展规模,这种体验很难在其他产品中复制。从这个维度上来说,这款门锁在打开一扇物理形态大门的同时,也一同打开了一扇智能家居生活大门,呈现了一个我们所向往的未来生活。

基于单片机的蓝牙小车毕业论文

单片机想使用蓝牙通信,就必须给单片机系统添加一个蓝牙模块。

蓝牙模块是具有无线通信和有线通信两部分的功能,那么有线通信部分是需要与单片机进行连接的,如何连接,就看看你的蓝牙模块的有线通信部分是采用什么接口,一般有 UART 和 SPI,然后对应的找出单片机的接口管脚进行连接就是了。

我简单说一下原理吧,芯片需要慢慢来挑选,这个你可以自己去找,有很多,首先需要解决的是单片机控制小车的问题,要想解决这个问题,首先需要解决智能小车的操作和功能。

单片是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU。

随机存储器RAM,只读存储器ROM,多种I,O口和中断系统、定时器,计数器等功能可能还包括显示驱动电路,脉宽调制电路,模拟多路转换器,AD转换器等电路集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。

从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机,小车必须要有前后左右控制功能,加速,减速,刹车,左转向,又转向和倒车功能,有了这几种功能之后小车才能行动自如。

解决小车的问题,就要将小车的控制功能转于到单片机来实现一般小车内部也会有单片机,实现了这一步,下面就需要做蓝牙的通信。

单片机毕业论文答辩陈述

难忘的大学生活将要结束,毕业生都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的检验大学学习成果的形式,那么毕业论文应该怎么写才合适呢?以下是我为大家收集的单片机毕业论文答辩陈述,仅供参考,希望能够帮助到大家。

单片机毕业论文答辩陈述

各位老师好!我叫刘天一,来自**,我的论文题目是《基于AVR单片机的GSM—R基站天线倾角测量系统》。在这里,请允许我向宁提纲老师的悉心指导表示深深的谢意,向各位老师不辞劳苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。

下面我将从论文的背景意义、结构内容、不足之处三个方面向各位老师作一大概介绍,恳请各位老师批评指导。

首先,在背景和意义上,移动通信网络建设初期,基站站间距大、数量少、站型也不大,并且频率资源相对比较丰富。在这一阶段的网络规划时很少对天线的倾角做详细的规划,基站功率常常以满功率发射。对于越区覆盖则主要通过增加邻区的办法予以解决。

但随着网络的迅速发展,城市中的基站越来越密集,在一个中等城市通常分布着数十个基站,在省会城市更是达到了数百个基站之多,并且基站的密度越来越高,站型也越来越大,如果对越区覆盖的问题仍然釆用老办法解决,那么网络质量将难以保证。因此有必要在规划阶段就对基站天线的倾角、基站静态发射功率等进行更加细化合理的规划,从而减轻优化阶段的工作量。

合理设置天线下倾角不但可以降低同频干扰的影响,有效控制基站的覆盖范围,而且可以加强本基站覆盖区内的信号强度。通常天线下倾角的设定有两方面侧重,一方面侧重于干扰抑制,另一方面侧重于加强覆盖。这两方面侧重分别对应不同的下倾角算法。一般而言,对基站分布密集的地区应该侧重于考虑干扰抑制(大下倾角);而基站分布比较稀疏的地方则侧重于考虑加强覆盖(小下倾角)。

规划阶段进行的倾角设计,在实际施工过程中会出现一定的偏差,在使用的过程中,由于季节变化或风、雨、雪、温度、湿度等自然条件影响,基站天线倾角会发生变化,进而影响场强质量。而移动通信已经是人类日常生活中不可或缺的一部分,正常的通信离不开基站的建设与维护,因此,基站天线倾角的实时、精确测量就显得尤为重要了。但现阶段移动通信基站的天线方位角、下倾角等基本是依靠人工现场通过罗盘、坡度仪等仪器进行测量得到的,而且由于基站的数量巨大,因而测量耗费了大量的时间、人力、物力,并且存在较大的测量人员人身安全隐患。因此,实现一种省时、省力的自动化测量仪器是非常亟需的。

为此,拟研发GSM—R基站天线倾角测量系统,实现不登塔作业即可完成基站天线倾角的测量工作,并可对各基站测试点进行联网,实现对基站天线倾角的实时监测。本系统可以大大降低GSM—R系统现场维护作业的人身安全风险和作业难度、强度,具有很高的实用性和安全性。

其次,在结构内容上,论文主要对基站倾角测量系统进行设计,主要研宄内容为:

(1)根据控制要求,选用倾角测量模块;学会使用并通过使用手册深入学习其特性及原理。

(2)采用ATmegal62作为控制芯片,进行倾角测量系统的硬件电路设计。整个系统分为主板和从板,通过芯片内置的TWI串行总线传输接口进行通信,由主板将数据通过无线模块发送给手持终端。

(3)采用JZ863数传模块,将其与上位机控制芯片、下位机控制芯片的异步串行接收/发送器USART连接,进行上位机与下位机的无线数据通信。

(4)在硬件平台基础上根据模块化思想进行倾角测量系统的软件程序设计。

(5)在设计好的软硬件平台上进行相关实验,实现控制系统设计目标和要求。

本文各章节安排如下:

第1章“引言”,对倾角测量系统进行了简要概述,介绍了研宄背景,并对本文的内容作了简介。

第2章“倾角测量传感器”,主要分析了本系统比较重要的倾角测量模块的原理以及SCA100T—D01倾角测量芯片,对其各个引脚的功能以及通信协议等进行了阐述,为后面的具体实现打下了基础。

第3章“ATmegal62微处理器结构及原理”,分析了本毕设使用的核心单片机芯片ATmegal62,包括它的各个引脚以及I/O端口,并且分析了本论文主要使用的通信协议,即同步串行SPI接口和USART串行口。

第4章“倾角测量系统软硬件实现”,本章首先对系统的总体设计进行了实现,包括主要的技术指标、主要的功能模块等。接着进行了本系统的硬件实现和软件实现。硬件实现包括各个功能模块的具体电路设计以及最后的PCB电路板制作,软件实现包括各个功能模块的程序设计。

第5章“倾角测量系统调试及实验”,本章主要进行了硬件电路的调试,并介绍了通过AVR Studio进行软件仿真以及下载,最后在搭建的系统软硬件平台的基础上,进行调试和实验,以此来验证基站倾角测量系统的硬件与软件设计。

第6章“结论”,本章主要总结了本论文的研究结果,并阐述了系统的不足之处和对以后工作的展望。

最后,在不足之处上,这篇论文的写作以及修改的过程,也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作,但论文还是存在许多不足之处,有待改进。请各位评委老师多批评指正,让我在今后的学习中学到更多。

[知识拓展]

论文答辩提问方式

在毕业论文答辩会上,主答辩老师的提问方式会影响到组织答辩会目的的实现以及学员答辩水平的发挥。主答辩老师有必要讲究自己的提问方式。

1、提问要贯彻先易后难原则。主答辩老师给每位答辩者一般要提三个或三个以上的问题,这些要提的问题以按先易后难的次序提问为好。所提的第一个问题一般应该考虑到是学员答得出并且答得好的问题。学员第一个问题答好,就会放松紧张心理,增强“我”能答好的信心,从而有利于在以后几个问题的答辩中发挥出正常水平。反之,如果提问的第一个问题就答不上来,学员就会背上心理包袱,加剧紧张,产生慌乱,这势必会影响到对后面几个问题的答辩,因而也难以正确检查出学员的答辩能力和学术水平。

2、提问要实行逐步深入的方法。为了正确地检测学员的专业基础知识掌握的情况,有时需要把一个大问题分成若干个小问题,并采取逐步深入的提问方法。如有一篇《浅论科学技术是第一生产力》的论文,主答辩老师出的探测水平题,是由以下四个小问题组成的。

(1)什么是科学技术?

(2)科学技术是不是生产力的一个独立要素?在学员作出正确回答以后,紧接着提出第三个小问题:

(3)科学技术不是生产力的一个独立要素,为什么说它也是生产力呢?

(4)你是怎样理解科学技术是第一生产力的?通过这样的提问,根据学员的答辩情况,就能比较正确地测量出学员掌握基础知识的扎实程度。如果这四个小问题,一个也答不上,说明该学员专业基础知识没有掌握好;如果四个问题都能正确地回答出来,说明该学员基础知识掌握得很扎实;如果能回答出其中的2—3个,或每个小问题都能答一点,但答得不全面,或不很正确,说明该学员基础知识掌握得一般。倘若不是采取这种逐步深入的提问法,就很难把一个学员掌握专业基础知识的情况准确测量出来。假如上述问题采用这样提问法:请你谈谈为什么科学技术是第一生产力?学员很可能把论文中的主要内容重述一遍。这样就很难确切知道该学员掌握基础知识的情况是好、是差、还是一般。

3、当答辩者的观点与自己的观点相左时,应以温和的态度,商讨的语气与之开展讨论,即要有“长者”风度,施行善术,切忌居高临下,出言不逊。不要以“真理”掌握者自居,轻易使用“不对”、“错了”、“谬论”等否定的断语。要记住“是者可能非,非者可能有是”的格言,要有从善如流的掂量。如果作者的观点言之有理,持之有据,即使与自己的观点截然对立,也应认可并乐意接受。倘若作者的观点并不成熟、完善,也要善意地、平和地进行探讨,并给学员有辩护或反驳的平等权利。当自己的观点不能为作者接受时,也不能以势欺人,以权压理,更不要出言不逊。虽然在答辩过程中,答辩老师与学员的地位是不平等的(一方是审查考核者,一方是被考核者),但在人格上是完全平等的。在答辩中要体现互相尊重,做到豁达大度,观点一时难以统一,也属正常。不必将自己的观点强加于人,只要把自己的观点亮出来,供对方参考就行。事实上,只要答辩老师讲得客气、平和,学员倒愈容易接受、考虑你的观点,愈容易重新审视自己的观点,达到共同探索真理的目的。

4、当学员的回答答不到点子上或者一时答不上来的问题,应采用启发式、引导式的提问方法。参加过论文答辩委员会的老师可能都遇到过这样的情况:学员对你所提的问题答不上来,有的就无可奈何地“呆”着;有的是东拉西扯,与你绕圈子,其实他也是不知道答案。碰到这种情况,答辩老师既不能让学员尴尬地“呆”在那里,也不能听凭其神聊,而应当及时加以启发或引导。学员答不上来有多种原因,其中有的是原本掌握这方面的知识只是由于问题完全出乎他的意料而显得心慌意乱,或者是出现一时的“知觉盲点”而答不上来。这时只要稍加引导和启发,就能使学员“召回”知识,把问题答好。只有通过启发和引导仍然答不出或答不到点子上的,才可判定他确实不具备这方面的知识。

【拓展】

单片机毕业论文开题报告参考

1. 课题名称:

数字钟的设计

近年来,随着单片机档次的不断提高,功能的不断完善,其应用日趋成熟、应用领域日趋广泛,特别是工业测控、尖端武器和日常家用电器等领域更是因为有了单片机而生辉增色,不少设备、仪器已经把单片机作为核心部分。单片机应用技术已经成为一项新的工程应用技术。尤其是Intel公司生产的MCS-51系列单片机,由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点,在我国得到了广泛的`应用,在智能仪器仪表机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果。现在单片机可以说是百花齐放,百家争鸣,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位,16位,到32位,数不胜数,应有尽有由于主流C51兼容的,也有不兼容的,但他们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广泛的天地。在高节奏发展的现代社会,以单片机技术为核心的数字钟越来越彰显出它的重要性。

3. 设计目的和意义:

单片机的出现具有划时代的意义。它的出现使得许多原本花费很高的复杂电路以及繁多的电气元器件都被取缔,取而代之的是一块小小的芯片。伴随着计算机技术的不断发展,单片机也得到了相应的发展,而且其应用的领域也得到更好的扩展。在民用,工用,医用以及军用等众多领域上都有所应用。为了,能够更好的适应这日新月异的社会,我们应当充实我们的知识面,方能不被时代的潮流踩在脚下。

介于单片机的重要性,我们应当对单片机的原理,发展以及应用有着一定的了解。所以,我们应当查阅相关资料,从而能够对单片机有个全方位的了解。进而将探讨的领域指向具体的国内,从而能够在科技与经济飞速发展的当今社会更好的应用这项技术。事实上,该项技术在国内有着极为广泛的发展前景,因此,通过对本课题的研究,我们因当能够充分认识到单片机技术的重要性,对单片机未来的发展趋势有所展望。

单片机的形成背景:

1.随着微电子技术的不断创新和发展,大规模集成电路的集成度和工艺水平不断提高。硅材料与人类智慧的结合,生产出大批量的低成本、高可靠性和高精度的微电子结构模块,推动了一个全新的技术领域和产业的发展。在此基础上发展起来的器件可编程思想和微处理(器)技术可以用软件来改变和实现硬件的功能。微处理器和各种可编程大规模集成专用电路、半定制器件的大量应用,开创了一个崭新的应用世界,以至广泛影响着并在逐步改变着人类的生产、生活和学习等社会活动。

2.计算机硬件平台性能的大幅度提高,使很多复杂算法和方便使用的界面得以实现,大大提高了工作效率,给复杂嵌入式系统辅助设计提供了物理基础。

3.高性能的EDA综合开发工具(平台)得到长足发展,而且其自动化和智能化程度不断提高,为复杂的嵌入式系统设计提供了不同用途和不同级别集编辑、布局、布线、编译、综合、模拟、测试、验证和器件编程等一体化的易于学习和方便使用的开发集成环境。

4.硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)的发展为复杂电子系统设计提供了建立各种硬件模型的工作媒介。它的描述能力和抽象能力强,给硬件电路,特别是半定制大规模集成电路设计带来了重大的变革。

5.软件技术的进步,特别是嵌入式实时操作系统EOS(Embedded Operation System)的推出,为开发复杂嵌入式系统应用软件提供了底层支持和高效率开发平台。EOS是一种功能强大、应用广泛的实时多任务系统软件。它一般都具有操作系统所具有的各种系统资源管理功能,用户可以通过应用程序接口API调用函数形式来实现各种资源管理。用户程序可以在EOS的基础上开发并运行。

单片机的发展历史:20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处在初级的发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Z80微处理器。

1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机,并推向市场。它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展史上重要的里程碑。

在MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机。到了80年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象INTEL公司的MCS-51系列,Motorola公司的6801和6802系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。

80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/D转换器的单片机,功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。

1982年以后,16位单片机问世,代表产品是INTEL公司的MCS-96系列,16位单片机比起8位机,数据宽度增加了一倍,实时处理能力更强,主频更高,集成度达到了12万只晶体管,RAM增加到了232字节,ROM则达到了8kB,并且有8个中断源,同时配置了多路的A/D转换通道,高速的I/O处理单元,适用于更复杂的控制系统。

九十年代以后,单片机获得了飞速的发展,世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机,引起了业界的广泛关注,特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户,使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来。PIC单片机获得了快速的发展,在业界中占有一席之地。

随后的事情,熟悉单片机的人士都比较清楚了,更多的单片机种蜂拥而至,MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机,日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品,但日本的单片机一般均用于专用系统控制,而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机。例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机,其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机。MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户。

1990年美国INTEL公司推出了80960超级32位单片机引起了计算机界的轰动,产品相继投放市场,成为单片机发展史上又一个重要的里程碑。

我国开始使用单片机是在1982年,短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,有的地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次高潮。截止今日,单片机应用技术飞速发展,我们上因特网输入一个“单片机”的搜 索,将会看到上万个介绍单片机的网站,这还不包括国外的。随着微电子技术的高速发展,单片机在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。首先,单片机技术不断进步,出现了许多新的技术和新的产品。本文以Intel MCS-51系列单片机为模型,阐述单片机的一般原理、应用以及单片机的影响,较为详细地介绍当前主要单片机厂家的产品系列及发展动向。主要内容包括:单片机的基本原理、硬件结构、发展趋势以及具体的应用介绍。本文主要目的是想让大家对单片机有一个更为深入的了解。

科技的进步需要技术不断的提升。试想,曾经一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力,繁多的元器件增加了您的成本。而现在,只需要一块几厘米见方的单片机,写入简单的程序,就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后,不管在您今后开发或是工作上,一定会带来意想不到的惊喜。

数字钟的发展:1350年6月6日,意大利人乔万尼·德·党笛制造了世界上第一台结构简单的机械打点多功能数字钟,由于数字钟报价便宜,功能齐全,因此很快受到众多用户的喜爱。1657年,荷兰人惠更斯率先把重力摆引入机械钟,进而才创立了摆钟。

到了20世纪以后,随着电子工业的快速发展,电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表以及数字显示式石英钟表相继问世,数字钟报价非常合理,再加上产品的不断改良,多功能数字钟的日差已经小于秒,因此受到广大用户的青睐。尤其是原子钟的出现,它是使用原子的振动来控制计时的,是目前世界上最精准的时钟,即使经过将近100万年,其偏差也不可能超过1秒钟。

多功能数字钟最早是在欧洲中世纪的教堂,属于完全机械式结构,动力使用重锤,打点钟声完全使用人工进行撞击铸钟,所以当时一个多功能数字钟工程在建筑与机械结构方面是非常复杂的,进而影响了数字钟报价。进入电子时代以后,电子多功能数字钟也相继问世。我国电子多功能数字钟行业从80年代开始渐渐成长壮大,目前不仅数字钟报价合理,在技术和应用水平上也已经达到世界同类水平。

4. 国内外现状和发展趋势:

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:

1.低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

2.微型单片化

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

3.主流与多品种共存

现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

Along with the development of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, all kinds of hi-tech also widely used in intelligent robot toy car and manufacturing field, make intelligent robot more and more diverse. Intelligent car is a variety of high-paying technology integration body, it incorporates mechanical, electronic, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence and many other subject knowledge, can involves many of today's current areas of technology. This car design mainly by the single chip microcomputer control system module, manostat module, motor driver module, infrared inspection module and to the wireless digital module composition, system to C8051F340 microcontroller as the core, set to foreign control, use linear regulator chip to voltage stability of control for single chip microcomputer and other peripherals for the reliable power supply, using infrared to the module black and white signal detection, use L298N motor driver module to the dc speed-down motor stability control, use light coupling strength chips for electrical isolation of control, disappear

关于蓝牙技术的论文

蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+�(d)(2)

其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB

因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:

d=10[( +G)/10n](4)

这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行:

无回声室测量。

在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。

办公环境测量

在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。

针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增,至最大值。

对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出:

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)

数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=)

4 结果

接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m)

标准偏差 (m)

讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:

精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。

减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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蓝牙技术定义了便携式设备之间无线通信的的物理媒介和电子通信协议。蓝牙不仅仅是一种简单的无线连接,而是一整套关于在特定范围内,不同便携式设备之间互联并识别的协议。 SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。 蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为秒的不对称连接,也可以支持秒的对称连接。 中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。 主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。 在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。 总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。 应用前景 蓝牙技术的应用范围相当广泛,可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以进行互连接,从而实现各类设备之间随时随地进行通信。应用蓝牙技术的典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等。目前,蓝牙的初期产品已经问世,一些芯片厂商已经开始着手改进具有蓝牙功能的芯片。与此同时,一些颇具实力的软件公司或者推出自已的协议栈软件,或者与芯片厂商合作推出蓝牙技术实现的具体方案。尽管如此,蓝牙技术要真正普及开来还需要解决以下几个问题:首先要降低成本;其次要实现方便、实用,并真正给人们带来实惠和好处;第三要安全、稳定、可靠地进行工作;第四要尽快出台一个有权威的国际标准。一旦上述问题被解决,蓝牙将迅速改变人们的生活与工作方式,并大大提高人们的生活质量。

蓝牙功放毕业论文

手机蓝牙连接功放缺点是:1、手机蓝牙连接功放必须是接收设备和手机同时支持的格式才能进行传输和播放。2、手机不支持aptx的话,就会以SBC的通用格式进行传输,音质当然就不能有保证。3、蓝牙功放就是功放里边内置了蓝牙无线接收器,能接收手机里发出的蓝牙无线信号,泛指音乐信号。

蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+�(d)(2)

其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB

因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:

d=10[( +G)/10n](4)

这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行:

无回声室测量。

在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。

办公环境测量

在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。

针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增,至最大值。

对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出:

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)

数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=)

4 结果

接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m)

标准偏差 (m)

讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:

精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。

减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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