摘 要

作为一种无线数据和语音通信的开放性全球规范，蓝牙技术能够实现在各种固定设备和移动设备之间进行低功耗和近距离的无线通信。因此，蓝牙技术在移动通信、计算机网络、无线遥控与遥测、无线数据采集和自动控制等多个领域中，都有着广泛的采纳和应用。

随着社会的进步和经济的飞速发展，人们的生活也渐渐富裕起来，然后人们随身携带贵重物品以及各种证件等也很普遍，这也就造成了很多人出现随身物品丢失的情况，给经济带来损失或者给生活带来巨大的麻烦。于是我们针对这个现象和生活问题，利用蓝牙技术，通过将一个蓝牙模块绑定到物品上，并与手机蓝牙匹配连接，利用信号强度来计算两个物品之间的距离来达到随身物品的定位追踪。

本设计硬件模块的核心就是CC2541模块，该模块是一种完全符合低能耗规范的私有片载系统，接收器灵敏度也很高，外部组件较少，电路结构简单，而且软件特性符合针对单模式蓝牙低能耗解决方案的蓝牙4.0协议的堆栈，这就使它能够实现蓝牙随身物品追踪器应有的一些功能。然后在硬件的基础上，对CC2541的芯片进行编程和导入正确的程序，同时手机端也要有能够根据蓝牙信号强度计算出两个蓝牙设备之间的距离的手机客户端，从而实现当蓝牙随身物品追踪器与手机匹配连接的时候，能够通过两个蓝牙设备之间的距离和蓝牙追踪器上的信号指示灯来实现对随身物品的定位追踪。

关键字：蓝牙4.0；低功耗；CC2541；信号强度；追踪器

Abstract

As a kind of wireless data and voice communication in an open global specification，Bluetooth technology can provide signal communication in low power and close range wireless between a variety of fixed and mobile devices. Therefore, in mobile communication, computer network, wireless remote control and telemetry, wireless data acquisition and automatic control multiple fields,Bluetooth technology have a widely adopted and applied.

Along with the rapid development of the progress of the society and economy, people's life also gradually become more affluent and people to carry valuables and various documents etc. are also very common, which also resulted in the many belongings loss, to bring economic losses or to bring live great trouble. So we aimed at this phenomenon and living problems, using the Bluetooth technology, by will a Bluetooth module bindings to objects and with a Bluetooth mobile phone matching connection, the use of signal strength to calculate the distance between two items to track the positioning of the belongings.

The hardware design of the module is the core of cc2541 module. The module is a fully consistent with the low energy consumption norms of private chip carrier system, receiver sensitivity is also high, less external components, simple circuit structure and software characteristics with settlement scheme of Bluetooth 4.0 protocol stack for single mode bluetooth low energy consumption, which makes it can achieve Bluetooth belongings tracker should have some function. Then in hardware based, to cc2541 chip by programming and import the correct procedure, also the mobile terminal to can calculate the distance between two Bluetooth devices of mobile client based on Bluetooth signal strength from And when matching Bluetooth belongings trackers and mobile phone connection, can by two Bluetooth devices between distance and Bluetooth tracker signal indicating lamp to achieve the positioning of belongings tracking.

Keywords: Bluetooth 4.0 ；low power consumption；CC2541；signal strength；tracker

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 蓝牙4.0技术的研究和发展 2

1.2.2 短距离定位技术的研究 4

1.3研究内容和研究方法 5

1.3.1研究内容 5

1.3.2研究方法 5

第2章 蓝牙系统和蓝牙协议栈 8

2.1蓝牙的系统组成 8

2.1.1无线射频单元 8

2.1.2链路控制单元 8

2.1.3链路管理单元 9

2.1.4蓝牙协议软件单元 9

2.1.5主机应用软件单元 9

2.2蓝牙协议栈 9

2.2.1蓝牙底层协议 9

2.2.2蓝牙中间层协议 10

2.2.3蓝牙高层协议 11

第3章 RSSI测距定位 12

3.1 RSSI测距原理 12

3.2 RSSI测距定位算法 13

3.3 RSSI定位的缺陷 14

第4章 蓝牙定位软件程序的实现 15

4.1 蓝牙模块的匹配连接 15

4.2 RSSI数值的读取 16

4.3 距离的获取 16

第5章 蓝牙物品追踪器的制作和测试 17

5.1 蓝牙4.0模块CC2541 17

5.1.1硬件特性 17

5.1.2软件特性 19

5.2蓝牙物品追踪器电路 19

5.3蓝牙物品追踪器功能调试 20

第6章 结论 24

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

蓝牙技术起源于1994年，是由爱立信，IBM，Intel，诺基亚，东芝这五个行业领头公司共同组成的蓝牙特别兴趣小组联合主推的一项无线通信标准，到现在为止，最新版本的蓝牙4.0技术融合了传统蓝牙技术、蓝牙低功耗技术及蓝牙高速技术，使其能够广泛支持各种应用，其传播速率约为3Mbps，而且跟市场上大部分的蓝牙设备均采用基本距离为10米的传统蓝牙射频不同，通过蓝牙4.0版本，制造商可以选择将距离调整最佳化至60米以上，这使得蓝牙能在物联网时代具有更大的竞争力。

随着微电子技术与集成电路技术的进步，电子设备的体积不断缩小，功耗不断降低。而且随着产品体积的日益减小和对应功耗的降低，使得各种移动、便携式产品越来越广泛地应用与人们的日常生活中；但同时产生的网络连接和信息交换问题也越发突出。现在，各种移动设备间的无线通信产品已经称为众多厂商正在努力开发的目标。蓝牙技术就是在这样一种环境下产生的。蓝牙技术主要应用于功耗低的小体积设备或者随身携带产品中，并能够嵌入到其他产品中，并利用蓝牙技术完成实时的处理数据、语音和图像等信息。