基于SmartPhone 的藍牙遙控系統設計與實現

摘要：本文介紹藍牙遙控系統的設計與實現,給出了基于SmartPhone的系統解決方案,成功實現了對幻燈片的遙控播放和控制,系統采用了一種全新的方法以獲得實現藍牙通信所需的參數,并且使用了Office自動化過程實現對powerpoint的全面控制,系統完成后經過測試運行良好。與目前市場上的產品相比,不需要購買額外的硬件設備,在SmartPhone平臺中具有廣泛的應用前景。

1．引言

藍牙技術是一種解決短距離無線通信的技術，它的優勢在于可擺脫設備間的電纜連接 的束縛，并且能使10 一l00m 距離內具有藍牙接口的不同設備之間實現互連，因此藍牙在 短技術短距數據傳輸中具有非常廣闊的應用。

Windows Mobile 系統是Microsoft 公司為智能移動終端設備設計的嵌入式操作系統， Windows Mobile 系統主要針對兩大手持設備領域：Pocket Pc 和Smartphone，隨著技術的發 展，以Windows Mobile for Smartphone 為系統的智能手機使用越來越廣泛，而且廣泛內嵌藍 牙模塊，為開發基于SmartPhone 的藍牙應用系統提供了必要條件。

本文在 Windows Mobile 5.0 平臺和.NET CF 環境下，設計并實現SmartPhone 藍牙遙 控器系統，成功實現了Smartphone 對PC(或筆記本)中幻燈片的遙控播放和控制，與市場 上目前的產品相比，該系統不需要購買額外的硬件設備，只需利用已有設備，在SmartPhone 平臺中具有廣泛的應用前景。

2．Windows Mobile 中藍牙通信協議棧

Windows Mobile 系統下的藍牙通信協議棧底層部分包括無線跳頻、基帶(Base Band)和 鏈路管理(Link Manager)。Base Band 負責跳頻和藍牙數據及信息幀的傳輸，確保Piconet 網 內各藍牙設備單元之間由射頻構成的物理連接，該層使用查詢和尋呼進程來使不同設備間的 發送頻率和時鐘同步，基帶數據分組提供同步定向連接SCO 和異步無定向連接ACL 兩種物 理連接方式，在同一射頻上可實現多路數據傳輸。Link Manager Protocol 負責藍牙組件間連 接的建立和拆除以及身份鑒別和加密等鏈路安全和控制。其結構如圖1 所示。

HCI(Host Controller Interface)分為硬件和軟件部分，硬件部分用來傳遞HCI 命令至藍 牙的硬件核心層，軟件部分是訪問藍牙設備的基本接口，能夠控制藍牙的連接和傳輸。邏輯 鏈路控制適應協議(L2CAP)是高層協議和低層協議之間的一個適配協議，通過協議的復用、 分用及重組為高層提供數據業務和分類提取。SDP 協議用來查詢設備的信息、服務及服務 特征，并在查詢后建立藍牙設備間的連接。在應用層實現藍牙通信時有兩種方式可以選擇： 一是利用模擬串口，在Windows Mobile 中不是真正的串口而是虛擬串口，這種虛擬串口建 立在RFCOMM 通道上，虛擬串口是用來仿真RS-232 控制和數據信號的串行仿真協議，操 作虛擬串口時如同操作真正的串口。第二種通信方式則利用Winsock 協議，Winsock 對藍牙 的支持依賴于設備中安裝的Winsock 協議棧。使用虛擬串口實現藍牙設備間的通信，在數據 通信量不大的情況下更加方便快捷，所以本設計采用的第一種通信方式。

3．系統設計與實現

3.1 系統結構

系統分為 SmartPhone 端和PC 端。首先SmartPhone 端與PC 端通過虛擬串行口建立藍牙 的通信連接，然后SmartPhone 端通過鍵盤或觸摸屏向PC 端發送文件打開、幻燈片播放、 翻頁、關閉、窗口放大、窗口縮小、文件關閉等指令，PC 端在收到指令后調用后臺Office Powerpoint 控制程序，實現對Powerpoint 對應的操作，同時PC 端傳回Powerpoint 播放的狀 態信息在SmartPhone 端進行顯示。

3.2 藍牙設備間的數據傳輸

SmartPhone 端在利用藍牙模塊與PC 端進行通信前，首先要對PC 端的藍牙設備進行查 詢搜索，來獲得設備的名稱、地址、所提供的服務等相關信息。在以往的系統設計中，設備 查詢需要調用相關的藍牙API 函數來遍歷取得通信范圍內的藍牙設備信息，并將結果信息 存入系統定義的WSAQUERYSET 數據結構中,然后再通過注冊虛擬串口，實現設備間的藍 牙串行通信，整個過程復雜并且容易出錯，或者有的系統干脆采用手工指定的方式。本系統 則采取一種新的方法，通過讀取系統的注冊表，來查詢相關的藍牙設備名稱、服務以及使用 的虛擬串口號。在Windows Mobile 5.0 平臺中， 注冊表HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftBluetoothDevice 下存儲了藍牙設備的設 備名稱、16 位字符的ID 號以及設備的CLASS ， 而 HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftBluetoothSerialPorts 下則存儲了藍牙連 接所使用的虛擬串口號，但不包含系統保留的串口標識。在這個鍵值下系統為每一個匹配的 設備都設定了一個藍牙串口號，而且可以通過指定"New Outgoing Port"值設定設備的新虛擬 串口號。

利用這種新的機制就不在需要使用傳統的RegisterDevice()方法去注冊虛擬串口號 然后使用，而是通過查詢或設定注冊表進行使用，而不與別的串口相沖突。 通過對以上方法獲得設備及虛擬串口號的信息后，再利用這些信息實現 SmartPhone 端 和PC 端的藍牙通信。通信過程的流程圖如圖2 所示：

3.3 Powerpoint 控制解決方案

系統采用方便靈活的Microsoft Office 自動化方法將 Office 功能并入自定義解決方案 中。Office 基于 COM，因此必須使用 COM 的編程方式。.NET Framework 中使用COM Interop 集實現與早期 COM 的通信。COM Interop 的作用是在 .NET 代碼與COM 對象之 間添加一個“填充程序”。在項目中添加對 COM 服務器的引用時，.NET 使用類型信息生 成運行庫可調用包裝 (RCW) 的代碼。這些托管代碼將被編譯到單獨的Interop 程序集中， 并由 .NET Framework 訪問，RCW 充當托管代碼與 COM 服務器之間的媒介。

由于 OFFICE COM 服務器能夠支持 .NET，它可以提供一個安裝并注冊到全局程序集緩 存中的主 Interop 程序集 (PIA)。這些程序集都是共享程序集，PIA 被視為在 .NET 項目中 引用早期 COM 服務器的最佳方法。

從類型庫創建的 Interop 程序集使用早期綁定與 COM 項目進行通信。為了讓綁定細節保持通用狀態，除了綁定外，另一個重要問題是對象實例化。如果使用 Interop 程序集， Office 應用程序的 RCW 將在使用 New 運算符時控制對象實例化。RCW 隱含調用相應的 COM 例程來創建該應用程序的新實例供代碼使用。

本系統通過引用互操作程序集 Microsoft.Office.Interop.PowerPoint 實現Office 自動化過 程，利用.NET 編寫應用程序來實現在PC 端控制Powerpoint 應用程序。PC 端通過藍牙通信 接收SmartPhone 端發來的指令，利用 Powerpoint 的自動化功能實現文檔的打開、關閉、縮 放、播放等控制功能，并且將獲得的Powerpoint 的總頁數、當前播放頁等信息返回給 SmartPhone 端進行顯示。理論上來說通過用戶界面手動執行的操作幾乎都可以通過該解決 方案來執行。主要控制代碼如下:

基于SmartPhone 的藍牙遙控系統設計與實現
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2010年1月19日 13:34? 微計算機信息? 作 者：楊瑞

4．結束語

本文就藍牙遙控系統提出了相應解決方案，進行了設計與開發, 系統完成后經過測 試運行良好，可方便快捷的實現對Powerpoint 進行遙控控制。按照以上給出的設計框架和 方法，對系統進行擴展后，完全可以實現對其它多種應用軟件的遙控，實現通用藍牙遙控器 系統。

本文創新點是系統采用了一種全新的方法以獲得藍牙通信所需的參數，與傳統方法 相比更加簡單、方便，不易出錯。并且系統使用了Office 自動化技術實現對powerpoint 的 全面控制，該系統不需要購買額外的硬件設備，只需利用已有設備，在SmartPhone 平臺 中具有廣泛的應用前景。