一种基于蓝牙的计算机通信装置和方法
【专利摘要】本发明属于计算机通讯领域，尤其涉及一种基于蓝牙的计算机通信装置和方法，尤其适用于室外环境下计算机间的通信，包括用蓝牙通信模块作为计算机通信网络中的节点，建立计算机与蓝牙通信模块的接口协议，构建局域网；构建上位机客户端与蓝牙通信模块之间的功能通信协议，实现上位机客户端对蓝牙通信模块的控制，搭建蓝牙协议栈；上位机客户端通过扫描周围类型符合的各个通信节点，查找需要进行数据交换的计算机，根据蓝牙协议栈中数据通信的需求，建立连接并进行数据交换，实现计算机间的通信，本发明应用在室外环境中具有成本低、通信距离远、稳定可靠且功耗低等特点。
【专利说明】一种基于蓝牙的计算机通信装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机通讯领域，尤其涉及一种基于蓝牙的计算机通信装置和方法，尤其适用于室外环境下计算机间的通信。
【背景技术】
[0002]计算机通信是由多台计算机通过通信线路连接成计算机通信网进行的，通过构建局域网络，进而充分发挥计算机的通信效能。现在通用的计算机之间的通信技术主要依靠系统所处的网络环境，然而随着计算机在室外等恶劣的环境条件下的广泛使用，计算机间的通信主要通过构建小型的局域网，实现数据共享，受系统环境、传输速度和质量、功耗和成本等的限制，较为完善的室外计算机通信方法目前还无法普及和适用。
[0003]现在常用的技术有利用串口或并口进行双机互联、通过网卡互联和通过红外实现互联等，利用计算机串并口互联这种方案对于联网质量不高的用户较为实用，主要是通过电缆线利用计算机的串并口直接连接计算机，从而实现数据的交换，此种技术连接方便和价格低廉，然而由于使用电缆通信造成通讯距离短且采用串口造成数据传输速率较慢；通过网卡互联这种方法，是通过双绞线组建网络，制作集线器，安装网卡和设置网络的IP地址以及文件共享属性，此种方法安装较为复杂且采用双绞线在室外环境下将对数据的传输造成不便；利用红外技术实现双击互联，计算机需配置有红外适配器且两个红外口对准的情况下发现设备并建立连接，外界环境对通信的可靠性有较大的影响，通信质量较低。这些室外通信技术大都存在通信距离短、可靠性低且功耗较高等问题，并非理想的室外计算机通信方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种成本低、通信距离远、稳定可靠且功耗低的基于蓝牙的计算机通信装置和方法。
[0005]为解决上述问题，本发明采取的技术方案为:
[0006]本发明的一种基于蓝牙的计算机通信方法，包括:
[0007]用蓝牙通信模块作为计算机通信网络中的节点，建立计算机与蓝牙通信模块的接口协议，构建局域网；
[0008]构建上位机客户端与蓝牙通信模块之间的功能通信协议，实现上位机客户端对蓝牙通信模块的控制，搭建蓝牙协议栈；
[0009]上位机客户端通过扫描周围类型符合的各个通信节点，查找需要进行数据交换的计算机，根据蓝牙协议栈中数据通信的需求，建立连接并进行数据交换，实现计算机间的通信。
[0010]所述的功能通信协议采用蓝牙4.0通信协议。
[0011]所述的上位机客户端基于Windows操作系统，通过计算机的标准串口与蓝牙通信模块建立物理连接和控制协议。
[0012]所述的蓝牙通信模块采用蓝牙芯片型号为CC2540F256。
[0013]本发明的一种基于蓝牙的计算机通信装置，包括若干用于构建局域网的蓝牙通信模块以及与计算机连接的上位机客户端；
[0014]上位机客户端，用于扫描、查找、连接蓝牙通信模块，并发送数据给需要进行数据交换的通信计算机；
[0015]所述的蓝牙通信模块包括:
[0016]电源管理，用于给蓝牙通信模块提供电源；
[0017]RS232接口，通过功能通信协议连接蓝牙通信模块与上位机客户端；
[0018]天线，用于传送与接收数据，实现在室外环境下计算机之间的数据通信；
[0019]所述的蓝牙通信模块通过USB接口与计算机相连，构成通信网络子节点，蓝牙通信模块通过RS232接口与上位机客户端交互连接。
[0020]所述的蓝牙通信模块采用的蓝牙芯片型号为CC2540F256 ；
[0021]所述的蓝牙通信模块使用的电源管理采用三端稳压芯片AMS1117-3.3 ;
[0022]所示的RS232接口连接芯片为PL2303。
[0023]所述的蓝牙通信模块包括蓝牙核心板和外部控制电路。
[0024]所述的天线为2.4G全向天线；
[0025]所述的天线采用快速跳频和短包方式进行数据传输。
[0026]所述的上位机客户端基于Windows操作系统。
[0027]所述的功能通信协议采用蓝牙4.0通信协议。
[0028]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0029]本发明的一种基于蓝牙的计算机通信方法，在室外环境下，计算机与蓝牙通信模块相连接构成通信节点，构建局域网，上位机客户端通过扫描周围类型符合的各个通信节点，查找需要进行数据交换的计算机，实现在室外环境下计算机之间的数据通信，各个节点之间的通信距离最远可达100米。
[0030]本发明的一种基于蓝牙的计算机通信装置，本发明通过对蓝牙通信模块、RSS232接口和上位机客户端的引入，计算机通过USB接口蓝牙通信模块连接，蓝牙通信模块作为构成通信节点，蓝牙通信模块利用RS232接口与上位机客户端交互连接，构建上位机客户端与蓝牙通信模块之间的功能通信协议，实现上位机客户端对蓝牙通信模块的控制，完成各个蓝牙通信模块间的发现、连接和通信等功能，从而实现计算机间的通信，本装置应用在室外环境中具有成本低、通信距离远、稳定可靠且功耗低等特点；本装置的工作频段为全球通用的2.4GHz ISM频段，普适性强；通信距离长、效率高，通过调整装置的发射功率可使得传输距离达100米而传输速率为IMb/s，且设备无需外围电路干扰；装置可以工作于多个工作模式，平均功耗为0.25mW，能够自动进入休眠模式，功耗极低，本发明方便便携，且绿色环保，提供了一种优良的室外计算机通信装置和方法。
[0031]更进一步，采用快速跳频和短包方式进行数据传输，尤其在室外复杂环境下抗干扰性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明的结构原理图；
[0033]图2是本发明的功能效果图；
[0034]其中，1-蓝牙通信模块；2-电源管理；3-RS232接口 ；4_天线，5_上位机客户端，6-计算机。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明做进一步详细说明:
[0036]参见图1，本发明的一种基于蓝牙的计算机通信装置，包括若干用于构建局域网的蓝牙通信模块1以及与计算机6连接的上位机客户端5 ;上位机客户端5，本发明的上位机客户端5基于Windows操作系统，用于扫描、查找、连接蓝牙通信模块，并发送数据给需要进行数据交换的通信计算机6 ;蓝牙通信模块1包括:电源管理2，用于给蓝牙通信模块1提供电源；RS232接口 3，通过采用功能通信协议为蓝牙4.0通信协议连接蓝牙通信模块1与上位机客户端5 ;天线4，用于传送与接收数据，实现在室外环境下计算机6之间的数据通信；
[0037]蓝牙通信模块1通过USB接口与计算机6相连，构成通信网络子节点，蓝牙通信模块1通过RS232接口 3与上位机客户端5交互连接。
[0038]本发明的蓝牙通信模块1采用的蓝牙芯片型号为CC2540F256 ；
[0039]本发明的蓝牙通信模块使用的电源管理2采用三端稳压芯片AMS1117-3.3，得到输出电流高达1A的+3.3V的电压输出，给核心板系统以及外围电路提供可靠的电源；
[0040]本发明的RS232接口 3连接芯片为PL2303，通过设计PL2303串行通信接口电路实现上位机对蓝牙通信模块1的功能性控制。
[0041]本发明的蓝牙通信模块1包括蓝牙核心板和外部控制电路。本发明的天线4为2.4G全向天线；天线4采用快速跳频和短包方式进行数据传输，尤其在室外复杂环境下抗干扰性强，
[0042]本发明的一种基于蓝牙的计算机通信装置的工作频段为全球通用的2.4GHz ISM频段，普适性强；通信距离长、效率高，通过调整装置的发射功率可使得传输距离达100米而传输速率为IMb/s，且设备透明串口连接无需外围电路干扰；装置可以工作于多个工作模式，平均功耗为0.25mW，可自动进入休眠模式，功耗极低，本发明方便便携，且绿色环保，提供了一种优良的室外计算机通信装置和方法。
[0043]如图2所示的应用实例中，本发明的一种基于蓝牙的计算机通信方法，包括:
[0044]用蓝牙通信模块1作为计算机6通信网络中的节点，建立计算机6与蓝牙通信模块1的接口协议，构建局域网；构建上位机客户端5与蓝牙通信模块1之间的功能通信协议，实现上位机客户端5对蓝牙通信模块1的控制，搭建蓝牙协议栈；
[0045]上位机客户端5通过扫描周围类型符合的各个通信节点，查找需要进行数据交换的计算机6，根据蓝牙协议栈中数据通信的需求，建立连接并进行数据交换，实现计算机6间的通?目Ο
[0046]本发明的功能通信协议采用蓝牙4.0通信协议。
[0047]上位机客户端5基于Windows操作系统，通过计算机6的标准串口与蓝牙通信模块1建立物理连接和控制协议。
[0048]蓝牙通信模块1采用蓝牙芯片型号为CC2540F256。本发明利用串行数据通信技术结合蓝牙通信协议，通过建立计算机与蓝牙通信模块的接口协议，实现多台计算机间的数据交换。
[0049]在室外环境下，通信计算机6通过RSS232接口 2与蓝牙通信模块相连接构成通信节点，节点通过扫描查找需要进行数据交换的计算机6，通过上位机客户端5即可对蓝牙通信模块1执行扫描、查找、连接和数据发送等功能，各个节点之间的通信距离最远可达100米，通过蓝牙通信模块构建局域网，实现在室外环境下计算机之间的数据通信。本发明通过对蓝牙通信模块URSS232接口 2和上位机客户端5的引入，蓝牙通信模块1作为计算机通信网络中的节点，由计算机上位机客户端通过功能协议进行功能控制，可以对装置通信节点间的数据通信进行操作，主节点通过扫描周围类型符合的各个通信节点，根据数据通信的需求，可建立连接并进行数据交换，功能实现和交换的数据信息由上位机客户端进行控制，从而实现了计算机间的通信。
【权利要求】
1.一种基于蓝牙的计算机通信方法，其特征在于，包括: 用蓝牙通信模块(I)作为计算机(6)通信网络中的节点，建立计算机(6)与蓝牙通信模块(I)的接口协议，构建局域网； 构建上位机客户端(5)与蓝牙通信模块(I)之间的功能通信协议，实现上位机客户端(5)对蓝牙通信模块(I)的控制，搭建蓝牙协议栈； 上位机客户端(5)通过扫描周围类型符合的各个通信节点，查找需要进行数据交换的计算机￠)，根据蓝牙协议栈中数据通信的需求，建立连接并进行数据交换，实现计算机(6)间的通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙的计算机通信方法，其特征在于，所述的功能通信协议采用蓝牙4.0通信协议。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙的计算机通信方法，其特征在于，所述的上位机客户端(5)基于Windows操作系统，通过计算机(6)的标准串口与蓝牙通信模块⑴建立物理连接和控制协议。
4.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙的计算机通信方法，其特征在于，所述的蓝牙通信模块(I)采用蓝牙芯片型号为CC2540F256。
5.—种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，包括若干用于构建局域网的蓝牙通信模块(I)以及与计算机(6)连接的上位机客户端(5); 上位机客户端(5)，用于扫描、查找、连接蓝牙通信模块(I)，并发送数据给需要进行数据交换的通信计算机(6); 所述的蓝牙通信模块(I)包括: 电源管理(2)，用于给蓝牙通信模块(I)提供电源； RS232接口(3)，通过功能通信协议连接蓝牙通信模块(I)与上位机客户端(5)； 天线(4)，用于传送与接收数据，实现在室外环境下计算机(6)之间的数据通信；所述的蓝牙通信模块⑴通过USB接口与计算机(6)相连，构成通信网络子节点，蓝牙通信模块(I)通过RS232接口(3)与上位机客户端(5)交互连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，所述的蓝牙通信模块(I)采用的蓝牙芯片型号为CC2540F256 ； 所述的蓝牙通信模块使用的电源管理(2)采用三端稳压芯片AMS1117-3.3 ; 所示的RS232接口(3)连接芯片为PL2303。
7.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，所述的蓝牙通信模块(I)包括蓝牙核心板和外部控制电路。
8.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，所述的天线(4)为2.4G全向天线； 所述的天线(4)采用快速跳频和短包方式进行数据传输。
9.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，所述的上位机客户端(5)基于Windows操作系统。
10.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙的计算机通信装置，其特征在于，所述的功能通信协议采用蓝牙4.0通信协议。
【文档编号】H04W4/00GK104506215SQ201410834803
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月27日 优先权日:2014年12月27日
【发明者】徐婷, 李威, 马旭攀, 景首才 申请人:长安大学