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无线通信技术在可穿戴计算机中的应用研究


(1)运行在上位机上的应用程序,包括面向用户的图形用户界面、面向终端设备接口模块层的操作(主要是对终端设备的控制和通信),以及同蓝牙模块上的HCI固件(firmware)的通信程序。这部分可用面向对象的编程语言实现,把每个终端设备节点作为一个节点类的

实例对象,应用程序通过与实例对应的句柄访问控制各个终端设备节点。

(2)嵌入到终端设备模块的MCU上的程序。针对不同的MCU用汇编或是C语言写成。主要完成原始信息的采集、处理、读取、与HCI固件的通信、利用终端设备接口模块层与上位机通信。

(3)蓝牙模块上的HCI固件固化在蓝牙基带模块的Flash存储器里。通过它实现终端设备模块、上位机中软件与蓝牙硬件的通信。

硬件部分:蓝牙模块采用爱立信公司的ROK 101007,由无线电、基带和闪存构成,内置支持HCI的固件,外围有适于高速数据传输的UART接口和USB接口,也有适于语音传输的PCM接口。功耗小,具有内置屏蔽功能。主机CPU采用嵌入式Pentium,功耗仅为

1.5W,不需要风扇即可正常使用。

3 USB接口技术应用子可穿戴计算机

体积小、功能强、外围设备多、集成度高是可穿戴计算机的主要特点之一。由于可穿戴计算机对多媒体的要求很高,要实现的功能很多,以至于其外设种类很多,所

以要求其接口种类也比较多,如串口、MCP接口、USB接口及PCMCIA接口等。若将众多接口都集成在一起,不但设计复杂,而且集成后的体积仍然较大,且其扩充性也较低。USB接口则将这些不同的接口统一起来,使用一个4针插头作为标准插头。在可穿戴计算机的设计中采用USB接口作为主要的外设接口,可弥补上述不足。

具体实现:

(1)硬件部分:在主机端采用PHILIPS公司生产的PDIUSBDl2独立USB控制器。PDIUSBDl2的突出特点是特别适用于便携式USB设备、产品的改型设计,以及需要高速数据传输的数据采集系统。

(2)软件部分:USB设备的软件设计主要包括两部分:一是USB设备端的单片机软件,主要完成USB协议处理和数据交换(多数情况下是一个中断子程序)以及其它应用功能程序(例如A/D转换、MP3解码等);二是PC端的程序由USB通信程序和用户服务程序两部分组成,用户服务程序通过USB通信程序与系统USBDI(USBDevice Interface)通信,由系统完成USB协议的处理与数据传输。PC端程序的开发难度非常大,程序员不仅要熟悉USB协议,还要熟悉WINDOWS体系结构并能熟练运用DDK工具。

USB总线驱动设计主要包括五部分,分别是向上对USB设备驱动和应用提供的函数接口USBDAPI、向下对主机控制器驱动提供的函数接口HCDAPI、USB系统资源、集线器驱动、系统配置及总线枚举器(如图3所示)。定义好这些接口之后,后三部分可并行设计和开发。

目前嵌入式系统中软硬件产品种类很多。由于本文设计的USB总线驱动与USB设备和USB主机之间通过定义的标准软件接口,对USB设备和USB主机的操作分别通过各自的驱动完成,从而避免了与硬件直接打交道,所以这部分设计与硬件和操作系统的相关性不大,适于各种不同的系统。

4 GPRS技术在可穿戴计算机中的应用

4.1 GPRS技术概述

通用分组无线业务(GPRS)是在现有的全球移动通信系统(GSM)网络基础上叠加了一个新的网络,’它充分利用了现有移动通信网的设备,在GSM网络上增加一些硬件设备并进行软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。它突破了GSM网只能提供电路交换的思维定式,以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,能够提供比现有GSM网9.6kbps更高的数据速率,其数据速率可达170kbps;它可以给GSM用户提供移动环境下的高速数据业务,包括收发电子邮件、因特网浏览等IP业务功能[5]。

由于GPRS是分组交换技术,应用了统计复用技术,因此GPRS开通的数据通信是按用户数据的传输信息量计费,而不是按传统的按时计费方式,所以对用户而言还可以节省费用。另外,由于GPRS支持X.25协议和IP协议,因此,对于GSM网现有电路交换数据业务(CSD)和短信息业务(SMS),GPRS是补充而不是替代。

GPRS开启了大众移动数据应用的大门。采用GPRS技术

《无线通信技术在可穿戴计算机中的应用研究(第3页)》
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