新型藍(lán)牙無線文件傳輸協(xié)議RBTFT的研究與實現(xiàn)

摘 要：藍(lán)牙無線文件傳輸協(xié)議RBTFT的研究與實現(xiàn)對于藍(lán)牙無線技術(shù)的發(fā)展有重要作用，本文簡要概述了藍(lán)牙無線技術(shù)和藍(lán)牙協(xié)議的基本理論，重點闡述了RBTFT協(xié)議及其工作流程。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙無線技術(shù)；藍(lán)牙協(xié)議：RBTFT

中圖分類號：TN925

1 藍(lán)牙無線技術(shù)的重要性概述

藍(lán)牙技術(shù)相比其他電子設(shè)備而言，是一種成本低、科技含量高的非封閉式的無線通訊技術(shù)，其使用范圍受距離限制明顯，只能在短距離范圍內(nèi)與電腦、便攜設(shè)備、打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、鍵盤、電腦鼠標(biāo)等實現(xiàn)無線連接。當(dāng)前，受科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動和資源節(jié)約型社會的影響，無線連接技術(shù)發(fā)展迅速，受到社會歡迎。藍(lán)牙無線技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用對于無線移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，藍(lán)牙無線技術(shù)普遍采用的2.4G赫茲頻帶為全球通用標(biāo)準(zhǔn)，能保證藍(lán)牙無線技術(shù)在世界各地的推廣使用。換句話來說，藍(lán)牙無線技術(shù)使得各種電子數(shù)碼產(chǎn)品之間實現(xiàn)無線溝通，凈化了空間和節(jié)約了資源。整合藍(lán)牙無線技術(shù)，可以在設(shè)備方圓九米的范圍內(nèi)實現(xiàn)電腦、便攜設(shè)備、收集、打印機(jī)、鍵盤等設(shè)備的無線連接，拓展無線通信網(wǎng)絡(luò)道路。當(dāng)前，藍(lán)牙無線技術(shù)主要采取分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和快跳頻、短包技術(shù)，實現(xiàn)點對點及點對多點通信。

2 藍(lán)牙協(xié)議的概念

藍(lán)牙協(xié)議的目的是使符合該協(xié)議的各種設(shè)備之間能夠傳遞信息。兩個相互之間傳遞信息設(shè)備需要使用相同的協(xié)議棧。藍(lán)牙協(xié)議棧采用的結(jié)構(gòu)是用來完成數(shù)據(jù)流的過濾和傳輸以及跳頻和數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)姆謱咏Y(jié)構(gòu)。當(dāng)然不同設(shè)備可以在不同的協(xié)議棧上實行。但是，必須遵循一個共同的原則，那就是所有的協(xié)議棧都要使用藍(lán)牙協(xié)議中的數(shù)據(jù)層和物理層。支持藍(lán)牙使用模式的應(yīng)用層在協(xié)議中的最高位置。有的應(yīng)用不要用到協(xié)議中的所有內(nèi)容。相反，應(yīng)用僅用在藍(lán)牙協(xié)議棧中垂直方向的協(xié)議?；鶐В溌饭芾?，邏輯鏈路控制與適應(yīng)協(xié)議和服務(wù)搜索協(xié)議是藍(lán)牙的核心協(xié)議的四個組成單元。（1）基帶協(xié)議可以確?；ハ噙B接的藍(lán)牙設(shè)備射頻連接，以形成一個微小的網(wǎng)絡(luò)。（2）在藍(lán)牙各設(shè)備間連接的建立和設(shè)置需要鏈路管理協(xié)議。鏈路管理協(xié)議通過發(fā)起連接，進(jìn)行身份驗證和加密，通過協(xié)調(diào)確定基帶數(shù)據(jù)大??；無線設(shè)備的節(jié)能模式和工作周期需要鏈路管理協(xié)議控制，以及那個微小網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的連接狀態(tài)也是由該協(xié)議所控制的。（3）邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（L2CAP）可以說是基帶的上層協(xié)議，L2CAP與鏈路管理協(xié)議是一個并列的關(guān)系，兩個協(xié)議是并行工作的。但是這兩個協(xié)議也有一定的區(qū)別，當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不經(jīng)過鏈路管理協(xié)議時，這個時候適配協(xié)議會提供上層服務(wù)。（4）服務(wù)搜索協(xié)議（SDP），使用該協(xié)議可以查詢到相應(yīng)的設(shè)備信息和服務(wù)類型，各藍(lán)牙設(shè)備間在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的連接。所謂的支持協(xié)議主要指的是藍(lán)牙協(xié)議層，包括邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（L2CAP）、無線射頻通信（RFCOMM）和業(yè)務(wù)搜索協(xié)議（SDP）。L2CAP提供分割和重組業(yè)務(wù)。RFCOMM是用于傳統(tǒng)串行端口應(yīng)用的電纜替換協(xié)議。SDP包括一個客戶/服務(wù)器架構(gòu)，負(fù)責(zé)偵測或通報其它藍(lán)牙設(shè)備。

3 RBTFT協(xié)議的研究與實現(xiàn)

3.1 RBTFT協(xié)議的可靠性和穩(wěn)定性

RBTFT協(xié)議（Reliable Bluetooth File Transfer的簡稱）是指在RFC0MM協(xié)議基礎(chǔ)之上建立的一條端到端（或點到點）的文件傳輸協(xié)議。該協(xié)議的主要目標(biāo)在于在藍(lán)牙設(shè)備和其他數(shù)碼設(shè)備之間建立一條無線連接通道，該通道應(yīng)具有可靠性和穩(wěn)定性，以便踐行文件的可靠傳輸。該協(xié)議目前通常采用的開發(fā)應(yīng)用程序是VC++，以WIN98/2000/NT為應(yīng)用平臺，但RBTFT協(xié)議并不受VC++這一具體編程語言和WIN98/2000/NT操作系統(tǒng)的限制，它支持不同工作形式，包括一次傳輸多個文件、斷點續(xù)傳、CRC校驗等等，其設(shè)計思想源是在傳統(tǒng)的幀傳輸方式得到啟發(fā)的（這中方式在數(shù)據(jù)傳送過程中要求一幀一幀地發(fā)送，而不是整體發(fā)送）。為了確保文件傳送的可靠性，RBTFT協(xié)議明確了RBTFT幀的定義，規(guī)定幀由報頭和數(shù)據(jù)子包兩部分組成，其中報頭指明幀的類型（同時攜帶CRC校驗信息），數(shù)據(jù)子包有不同的子包結(jié)束符構(gòu)成，并明確是否有后續(xù)包等情況。RBTFT協(xié)議在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，采用發(fā)送---應(yīng)答---握手---失敗的傳輸方式，即在發(fā)送文件時一幀為單位，每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)收到一個應(yīng)答，說明此次發(fā)送是成功的。

藍(lán)牙技術(shù)在利用RBTFF協(xié)議傳送文件時，最先要做的工作是進(jìn)行串口初始化操作，如果這個操作成功，成功報告將通過異步消息RBTFF—CONNECT向應(yīng)用程序發(fā)送，告知系統(tǒng)文件傳輸通信線路連接已經(jīng)建立。開始是連接通信線路，接通成功后開始發(fā)送數(shù)據(jù)，此時實際數(shù)據(jù)發(fā)送的多少將根據(jù)內(nèi)部緩沖區(qū)的內(nèi)存來決定，數(shù)據(jù)信息在內(nèi)部緩沖區(qū)內(nèi)被暫時存儲起來，根據(jù)RBTFF協(xié)議將這些數(shù)據(jù)以一幀幀的文件形式，并在文件里加入了幀信息和CRC校驗信息。接收方在接收文件的過程中，每成功接收一份文件，接收方系統(tǒng)將對接收的文件進(jìn)行CRC校驗。如果文件接收不成功，將通過RBTFF協(xié)議后重發(fā)或協(xié)商，如果發(fā)送成功的前提下，不會向應(yīng)用程序系統(tǒng)發(fā)送任何信息報告，如果發(fā)送不成功，系統(tǒng)會自動放棄此鏈接線路，同時錯誤報告向發(fā)送給應(yīng)用程序。應(yīng)用程序?qū)⒆晕抑匦聫?fù)位此鏈接線路，也可以進(jìn)行其他對應(yīng)的程序處理。在文件傳輸過程中，無論是文件發(fā)送方還是文件接收方，任何一方斷開文件鏈接，應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部都將接收到文件傳輸關(guān)閉的信息，斷開文件傳輸鏈接線路。在文件接收方的按幀發(fā)送的數(shù)據(jù)將被去掉枕頭并重新回入接收緩沖區(qū)，重新組合為原來的傳輸整體文件。之后再繼續(xù)下一個文件的傳輸，直至文件完全傳送。提高藍(lán)牙無線傳送文件的可靠性，在應(yīng)用層面主要依靠RBTFF協(xié)議支持?jǐn)帱c續(xù)傳。斷點續(xù)傳的原理在于RBTFF數(shù)據(jù)幀在報頭中攜帶有一個信息，該信息會指明文件數(shù)據(jù)在文件具體某個位置開始的偏移量。當(dāng)發(fā)生錯誤或連接中斷時，接收方發(fā)送一個帶有偏移量的信息幀，使得應(yīng)用程序系統(tǒng)能自動識別文件發(fā)送方重新傳送文件的意思，這種技術(shù)在文件數(shù)據(jù)量大的時候效果明顯。

3.2 RBTFT協(xié)議發(fā)送文件的過程

藍(lán)牙文件傳輸RBTFF協(xié)議發(fā)送單個文件的詳細(xì)過程可以這么理解：當(dāng)相互之間傳遞信息的設(shè)備，開始的時候設(shè)備要進(jìn)行重試次數(shù)計數(shù)器的初始化，也就是計數(shù)器歸零。當(dāng)收發(fā)設(shè)備雙方建立連接，發(fā)送方設(shè)備搜尋文件指針，讀取文件長度并設(shè)置并發(fā)送報頭，這個報頭里包含有文件名稱以及大小。接收方會發(fā)來的響應(yīng)報頭信息。此時若接收方返回“已經(jīng)準(zhǔn)備接收”，則開始發(fā)送第一個數(shù)據(jù)包，當(dāng)然接收方可以拒絕接收并信息返回。接收方返回確認(rèn)信息后發(fā)下一個數(shù)據(jù)包；若嘗試連接過中重試20次后，還不能恢復(fù)連接，則放棄需要重新建立連接。當(dāng)接收方發(fā)送帶有偏移量的信息幀時，發(fā)送方接收該信息幀后，會自動跳到指定偏移量處繼續(xù)傳送，接收方放棄傳輸，文件傳輸完畢?！拔募鬏斖戤叀边@樣的提示信息會在設(shè)備屏幕上輸出來。

4 結(jié)束語

藍(lán)牙無線文件傳輸協(xié)議RBTFT的研究與實現(xiàn)對于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展有重要作用，明晰RBTFT的工作原理和發(fā)送文件過程，有利于更好地實現(xiàn)藍(lán)牙無線文件傳輸?shù)陌l(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王楠，侯紫峰，宋建平等.藍(lán)牙無線連接可靠性措施的研究與實現(xiàn)[J].小型微型計算機(jī)系統(tǒng)，2003（05）.

[2]劉任慶.藍(lán)牙技術(shù)的抗干擾性與可靠性分析[J].技術(shù)交流，2009（03）.

作者簡介：李莉（1980.04-），女，吉林人，教師，講師，碩士，研究方向：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

作者單位：廣東白云學(xué)院，廣州 510450