嵌入式蓝牙文件传送方案的实现

4.2  文件多点传送实现

文件多点传送基于单点传送，并利用蓝牙协议中的TDD技术和EDR技术实现了嵌入式系统向多个蓝牙设备节点并发传送文件的功能。同时利用多进程技术，对多个发送进程进行合理管理，保证文件能高效及时地被发送到远程设备中。其中采用TDD技术，使多台设备能够共享一个物理通道[4]，并将数据进行分组，按时分复用方式发送。而EDR技术增加了蓝牙数据的传输带宽和传输吞吐量，从而提高了文件多点传送的带宽和吞吐量。

多点传送流程如图4所示。首先由文件发送父进程，根据查询到的蓝牙设备数目创建与之数目相等的文件发送子进程，每个文件发送子进程将独立承担向相应蓝牙设备发送文件的任务，使文件向多台设备同时进行传送。

当所有发送任务建立完毕后，文件发送父进程首先判断所有文件发送子进程是否都已经退出，若是则进入下一轮发送，否则将执行阻塞操作，等待其他子进程退出。

每个文件发送子进程又将创建对象推送子进程，该子进程调用对象推送功能，完成文件向某一设备的发送。在等待推送过程中，同时启用重发机制，判断子进程退出原因，若由于文件发送完毕或用户拒绝接收而退出，则发送下一文件，若由于发生蓝牙通道竞争致使建立连接失败而退出，则向设备重新发起连接，重新发起连接次数不超过5次。

5 网络文件传送实现

方案应用个人区域网络（PAN）技术成功建立了嵌入式系统与PC机之间基于TCP/IP协议的网络通信。PAN协议主要描述了蓝牙网络封装协议(BNEP)的使用，并且提供了网络访问点(NAP)服务和组网络服务(GN)。BNEP 用于通过蓝牙介质,传输通用联网协议。BNEP将在蓝牙协议与Ethernet间建立访问点作为网桥[5]，使用 BNEP 包头取代Ethernet包头，BNEP 包头和Ethernet净荷最终被 L2CAP 封装，并通过蓝牙介质发送。

在本方案中，采用网络访问点的方式进行组网，网络中PC机的角色为客户端(PANU)，而嵌入式系统为NAP，充当服务器。首先使系统处于监听状态，此时，利用PC机的蓝牙软件，查询嵌入式系统的NAP服务，并向其发起组网连接请求，系统在监听到连接请求后做出回应。当组网成功后，嵌入式系统将自动分配给PC机IP地址，同时设置自身IP，此时，只需将PC机的IP改为与嵌入式系统同一网段，PC机即可与系统在TCP/IP协议上通信，并通过FTP协议对嵌入式系统中的文件进行访问和更新。

6 测试与分析

6.1  文件单点传送测试

以嵌入式系统作为发送端，将带有对象推送协议的手机作为接收端，对某1台手机进行5次文件发送，测试每次文件的传送时间，并计算平均传送速度，测试结果如表1。接收到的图片均可在手机中正常显示。结果表明，在传送不同大小、不同格式图片的情况下，系统单点传送性能稳定,最高速度可达19.7 kb/s,可满足一般蓝牙通信需求。

6.2  文件多点传送测试

此部分主要测试文件多点传送情况下建立连接可靠性和文件传送时间。首先通过对比加入重发机制前后的建立连接成功率，说明重发机制对提升多点传送可靠性的重要作用。建立连接成功率计算方法如下：

建立连接成功率=(成功连接次数/(每组发送文件数×设备总数))×100%

测试未加入重发机制时，测试系统与远程设备建立连接成功率。以手机作为接收终端，测试结果如图5所示。

测试结果显示，建立连接成功率随设备数目增多而递减。当设备数为5时，建立连接成功率仅为53.33%，不能满足实际需要。但加入重发机制后，所有情况下建立连接成功率均达到100%，建立连接的可靠性得到明显改善，可以满足实际应用的需要。

嵌入式系统向手机终端统一发送大小为200 KB的JPEG格式图片，手机台数由1台逐步增加至5台。测试结果如图6所示。接收到图片在5台手机上均能正常显示，说明多点传送稳定可靠，未丢失数据。随着手机台数的增多，发送时间增长，说明TDD技术对数据进行了合理分组，并以时分复用方式进行发送，传输稳定可靠。在设备数增至5台时，其平均传送速度约为58.8 kb/s，较单播平均传送速度有较大提高。

6.3 网络文件传送测试

首先将嵌入式系统在piconet中设置为server，之后利用PC蓝牙软件向嵌入式系统发起连接，Windows任务栏中会出现正在连接的图标提示，连接成功后，嵌入式系统为PC分配的IP地址是169.254.204.174；将此IP改为和系统预设IP(169.254.0.3)同一网段，改后IP是169.254.0.4。之后用普通FTP软件登录系统，即可访问系统文件。更新了大小为6.36 MB的JPEG格式图片文件，共用时92 s，平均传送速度达71.5 kb/s，图片可在系统中正常显示，证明系统与PC机网络连接稳定，传输准确可靠。

本方案成本低、可靠性高、实时性好、功能扩展灵活、可结合各种多媒体技术，应用于各种市政及公共场所的宣传系统，也可以用于商业广告的发布，具有良好的应用前景。