作者：中國地質(zhì)大學(xué) 徐欣欣

    摘要 語音通信是藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，與音頻傳輸應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)用框架是藍(lán)牙免提應(yīng)用框架。當(dāng)用戶無法騰出手去接聽電話時，就可以利用藍(lán)牙的電話免提功能，進(jìn)行無線免提語音控制撥打與接聽電話，并遙控音量的大小。它是基于藍(lán)牙串口應(yīng)用框架的，通過串口仿真協(xié)議層來傳遞at電話控制指令。本文首先介紹芬蘭b1uegiga公司推出的藍(lán)牙模塊wrap thor 2022-1的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后給出一種嵌入式藍(lán)牙車載免提電話系統(tǒng)的實現(xiàn)實例，包括系統(tǒng)硬件和協(xié)議棧軟件的實現(xiàn)。

    關(guān)鍵詞 藍(lán)牙模塊 wrap thor 2022-1 免提應(yīng)用框架 車載電話

    引 言

    藍(lán)牙技術(shù)是一項新興的技術(shù)，其主要目的是在全世界建立一個短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。它使用2.4 ghz的ism(industry scientific medical)頻段來傳送話音和數(shù)據(jù)，運用成熟、實用，先進(jìn)的無線技術(shù)來代替電纜。藍(lán)牙技術(shù)提供了低成本、低功耗的無線接口，使所有固定和移動設(shè)備通過微微網(wǎng)pan(personal area network)連接起來。

    本文介紹的藍(lán)牙模塊是由芬蘭bluegiga公司推出的藍(lán)牙芯片wrap thor 2022-1。它是一款適合于短距離無線通信的射頻/基帶模塊，其特點是集成度高，功耗小，完全兼容藍(lán)牙協(xié)議verslonl.1，可嵌人任何需要藍(lán)牙功能的設(shè)備中。該芯片包括基帶控制器、無線收發(fā)器、閃存等功能塊，可提供高至rfcomm(串口仿真協(xié)議)和vm(用戶應(yīng)用層)的軟件協(xié)議。對用戶的接口可以是hci或ascii接口(基本at指令集命令層接口)，應(yīng)用此控制方式，用戶可以方便地實現(xiàn)acl與sco鏈路的建立，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音傳輸。此外，該芯片還提供usb、uart和pcm接口，用于與主機(jī)通信；并且支持藍(lán)牙語音和數(shù)據(jù)傳輸,輸出功率滿足藍(lán)牙一級操作的要求(最遠(yuǎn)可達(dá)到100m)。

    1 藍(lán)牙模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能塊介紹

    wrap thor 2022-l包含5個功能塊：射頻補充控制單元部分、藍(lán)牙核心芯片組、閃存、電源管理模塊和時鐘，其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

    1.1射頻補充控制單元

    根據(jù)用戶的開發(fā)要求設(shè)置藍(lán)牙射頻發(fā)射功率等級，分別實現(xiàn)1級功率100 mw(20dbm)，2級功率2.5 mw(4dbm)，3級功率l mw(0 dbm)的不同發(fā)射功率要求。藍(lán)牙射頻補充控制單元將由天線收到的2.4 ghz高頻信號經(jīng)帶通濾波器，低噪放大送入bluecore02的射頻單元，同時將由bluecore2射頻單元產(chǎn)生的2.4 ghz高頻信號送入功放，經(jīng)帶通濾波器濾波后由外接天線發(fā)射出去。射頻天線可根據(jù)用戶的需求靈活選用，本方案采用內(nèi)建隱藏方式的倒f型天線(利用pcb板材進(jìn)行天線設(shè)計)。本藍(lán)牙模塊的rf引腳外接匹配阻抗為50ω的天線。

    1．2藍(lán)牙核心芯片組

    藍(lán)牙核心芯片組bluecore02采用的是英國csr公司的第二代需外置固件存儲器的單芯片(bluecore02-ex-ternal)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，主要包括無線收發(fā)器，基帶與邏輯鏈路控制器及對外接口電路。

    無線收發(fā)器是一個工作在2.4～2.4835 ghzism頻段的短距離微波頻率射頻收發(fā)器，使用gfsk調(diào)制，最大的發(fā)送或接收數(shù)據(jù)傳輸率為1 mb/s。它能在可供使用的79個信道(2400～2483.5 mhz)之間快速地跳頻(1600個信道/s)，通道帶寬是1 mhz，頻率偏差在140～175 khz之間，能滿足藍(lán)牙一級操作，最大輸出功率是17 dbm，能進(jìn)行可編程功率控制。安裝天線之后，傳輸距離可達(dá)100m，符合ism頻段的fcc和etsi標(biāo)準(zhǔn)。該收發(fā)器以radio asic為基礎(chǔ)，集成了環(huán)路濾波器、壓控振蕩器(vco)、天線濾波器、收發(fā)控制器、發(fā)送器和接收器6個操作部件。

    基帶控制器包括：微處理器、存儲器、接口電路、語音處理電路、電源管理與時鐘電路等。微處理器是一個基于32位arm的功能塊，它完成射頻信號處理，控制和協(xié)調(diào)各功能部件等功能。32 kb的片上ram用于存儲臨時數(shù)據(jù)(保持藍(lán)牙語音與數(shù)據(jù)的緩沖存儲)。外部存儲器驅(qū)動部分用于與外部flash或rom的