1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代化数字技术的发展，我们的生活中，各种设备与计算机之间的无线数据交换已经非常频繁，特别在工业现场控制和数据采集场合中。短距离无线通信技术可以便捷地连接各类移动设备、嵌入式设备、计算机外设和家用电器，实现自由的信息传输分享，而蓝牙是众多短距离通信技术当中应用最为广泛、最为普及的技术之一。蓝牙技术使计算机外设的数字设备、各种移动设备之间的无线连接成为可能，它不仅取代了这些设备之间的点来连接，而且还使得许多数字设备的功能得到了扩充，让原来独立的数字设备可以与其他设备联网交换信息。蓝牙技术联盟也无法预测到蓝牙技术会带来多少新的应用，在这种可以被集成到几乎任何数字设备的技术提出以后，人们充分展开想象，提出了许多的应用设想，蓝牙技术在计算机及外设中的应用包括计算机与键盘和鼠标等计算机外设的无线连接，多台计算机共享一台打印机等设备资源，数码相机、PDA和移动电话等与计算机进行数据通信，多台计算机组成无线局域网等。基于单片机的蓝牙系统的应用于需要对语音和数据的处理以及传输的各种领域：家庭生活中的有防盗系统和远程胎儿监护系统，医疗方面有胸外按压质量的无线检测与传输系统和无线心率监测系统，工业方面包括机床在线无线振动监测仪与红外无线测温系统，物流运输中有无线重力感应控制智能小车和无人机控制系统，等等。

蓝牙最早由爱立信公司于1994年始创，1998年爱立信联合英特尔、诺基亚、国际商用机器和东芝等公司创立了蓝牙技术联盟，之后他们制定了第1版、第2版、第3版和第4版Bluetooth技术规范。目前，蓝牙已累计颁布了6个版本：V1.1／1.2／2.0／2.1／3.0／4.0，其标准规格不断得到更新和加强。早期的1.1版和1.2版设计带宽为748～810 kbps，支持单工方式的音频流传输。2004年颁布的蓝牙2.0版本提升了传输速率，带宽为1.8～2.1 Mbps，且能够支持双工工作方式；紧接着的2.1版本不仅简化了蓝牙设备的配对流程，而且还加入减速呼吸模式，大幅降低了蓝牙芯片的工作负载，起到节能作用。2009年4月，3.0版本高速蓝牙标准出现，引入一种称为替代射频的新型射频技术。交替射频技术AMP允许蓝牙协议栈针对任何一个任务动态地选择正确的射频，通过集成802.11 PAL，实现最高24 Mbps的数据传输速率。2010年6月，蓝牙技术联盟发布了最新的蓝牙核心规范4.0版。该规范实质上由3部分组成：传统蓝牙、高速蓝牙以及新的低功耗蓝牙技术，三者合而为一，统一在蓝牙框架之下。其中，低功耗蓝牙规范定义了全新的物理层和链路层，但重用了传统蓝牙协议栈中的许多模块，从而简化了协议栈的实现。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的基本内容是基于单片机的蓝牙无线通信系统，主要是进行单片机与蓝牙模块的软硬件接口设计，并实现单片机与PC之间基于蓝牙的无线数据传输系统。

本次设计需要了解蓝牙系统的组成，分析蓝牙技术主机控制器接口HCI层协议，熟悉C语言编程，掌握基于C语言的单片机系统应用开发技术。

通过对蓝牙协议的研究，本次设计采用单片机和蓝牙模块相连接的模式，向单片机写入AT指令，通过UART传输层控制蓝牙模块，从而达到自动连接以及自动收发数据功能，系统连接如图1所示。

（1）系统由两部分构成：一部分是嵌入了蓝牙HCI协议的蓝牙模块，另一部分是由单片机加载FLASH芯片的控制/存储模块。

（2）由单片机通过串口对蓝牙模块进行控制，完成对蓝牙模块的指令配置和数据的收发处理。一旦有配对设备进入到蓝牙模块可通信距离，可通过事先写进单片机的程序，由单片机控制蓝牙模块完成配对设备的自动连接。

（3）在单片机上加载外挂FLASH，将欲传文件或者数据通过单片机下载存储在FLASH当中，当蓝牙设备连接后进行自动传输，不重复发送。

（4）接收方式是蓝牙设备与PC机相连，由PC端完成接收数据的工作。

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅文献资料，明确研究目标，完成开题报告；

第5-10周：进行外部硬件电路的搭建以及程序的编写，实现基本功能。

第11-13周：进行系统调试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘平编著.深入浅出玩转51单片机 工程师经验手记[m].北京：北京航空航天大学出版社.2014.

[2]陈灿峰编著.低功耗蓝牙技术原理与应用[m].2013

[3]宋馥莉，王辉，盛国俊编著.51单片机c语言轻松进阶[m].2016