??? 摘??要: 藍(lán)牙通信平臺在嵌入式系統(tǒng)" title="嵌入式系統(tǒng)">嵌入式系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，OBEX（對象交換）始終是很重要的一部分，基于OBEX的藍(lán)牙文件傳輸?shù)玫綇V泛應(yīng)用。而OBEX的實現(xiàn)是基于藍(lán)牙仿真串口" title="串口">串口，所以藍(lán)牙串口驅(qū)動程序的實現(xiàn)就有了很重要的意義。介紹了Windows CE下串口驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)和一種具體的實現(xiàn)方法。
??? 關(guān)鍵詞: 藍(lán)牙? OBEX? 嵌入式系統(tǒng)? 驅(qū)動程序
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??? Windows CE作為一種典型的嵌入式操作系統(tǒng)，通過將藍(lán)牙應(yīng)用移植到Windows CE中，對于如pSOS+、Nucleus等其它嵌入式系統(tǒng)，具有典型意義。由于OBEX上的文件傳輸應(yīng)用建立在RFCOMM實現(xiàn)的藍(lán)牙仿真串口上，本文介紹OBEX文件傳輸?shù)乃{(lán)牙虛擬串口驅(qū)動程序的實現(xiàn)。
1 Windows CE 設(shè)備驅(qū)動程序" title="設(shè)備驅(qū)動程序">設(shè)備驅(qū)動程序概述
??? Windows CE 支持廣泛的基于各種CE平臺的設(shè)備驅(qū)動程序。目前，它提供了四種設(shè)備模型，其中兩種是專用于Windows CE的模型，另外兩種外部模型來自其它操作系統(tǒng)?；赪indows CE的兩種模型是本機(jī)的設(shè)備驅(qū)動程序和流接口驅(qū)動程序。兩種外部模型用于通用串行總線（USB）和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口標(biāo)準(zhǔn)（NDIS）的驅(qū)動程序。
??? 由于藍(lán)牙協(xié)議是在無線技術(shù)下的仿真串口，藍(lán)牙中OBEX的許多應(yīng)用正是基于藍(lán)牙仿真串口。而流接口驅(qū)動程序通過一組流接口函數(shù)" title="接口函數(shù)">接口函數(shù)使得應(yīng)用程序" title="應(yīng)用程序">應(yīng)用程序可以通過文件系統(tǒng)中的特殊文件而與設(shè)備接口，因此藍(lán)牙仿真串口的功能性更適合流接口驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)。
2 Windows CE下藍(lán)牙串口驅(qū)動程序的實現(xiàn)
??? 雖然藍(lán)牙設(shè)備驅(qū)動程序的實現(xiàn)采用流接口驅(qū)動程序設(shè)計，但由于兩種驅(qū)動程序的基本結(jié)構(gòu)與原理相似，所以下文從本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)開始，可以更清楚地認(rèn)識藍(lán)牙設(shè)備驅(qū)動程序的實現(xiàn)原理。
2.1?本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)
??? Windows CE 中包含的樣本設(shè)備驅(qū)動程序分為兩種類型：單片驅(qū)動程序(Monolithic device driver)和分層的驅(qū)動程序(Layered Device driver)。單片驅(qū)動程序基于單個碼片，該碼片直接把硬件設(shè)備的功能性通過設(shè)備驅(qū)動程序接口傳遞給操作系統(tǒng)。與單片驅(qū)動程序相比，分層的驅(qū)動程序由兩個設(shè)置好的層組成：上層是模型設(shè)備驅(qū)動程序（MDD），下層是依賴平臺的驅(qū)動程序（PDD）。本文采用分層的驅(qū)動程序來連接藍(lán)牙硬件和上面的文件傳輸應(yīng)用。圖1說明了兩種驅(qū)動程序是如何在Windows CE操作系統(tǒng)中集成的。
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??? 設(shè)備驅(qū)動程序接口（DDI）是在MDD中實現(xiàn)的函數(shù)集，GWES模塊通過這個接口調(diào)用設(shè)備驅(qū)動程序；設(shè)備驅(qū)動程序服務(wù)器提供接口（DDSI）是在PDD中實現(xiàn)的函數(shù)集并由MDD調(diào)用。由于微軟提供了所有與MDD模塊相關(guān)的源代碼，所以對這部分不用做任何改動，只需將自己的PDD模塊與MDD模塊鏈結(jié)成一個公用庫。
??? 理解了本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)后，從圖1右邊不難看出，流接口驅(qū)動程序只是把流接口作為它們的DDI使用。在這種情況下，不必要把這些驅(qū)動程序與GWES模塊鏈接起來。它們以普通的DLL方式存在并根據(jù)需要被調(diào)用。
2.2 藍(lán)牙仿真串口驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)
??? 藍(lán)牙仿真串口是用藍(lán)牙RFCOMM協(xié)議實現(xiàn)無電纜的無線串口通信，與本機(jī)設(shè)備驅(qū)動程序一樣，實現(xiàn)流接口的串口驅(qū)動程序同樣只需實現(xiàn)藍(lán)牙的PDD模塊。
??? PDD模塊包括四部分：第一部分是必須自己實現(xiàn)的所有DDSI接口；第二部分是藍(lán)牙協(xié)議棧包括RFCOMM、SDP、L2CAP以及HCI實體；第三部分是HCI傳輸層通過UART或者USB接口連接到藍(lán)牙硬件；最后一部分是為藍(lán)牙應(yīng)用提供的圖形界面接口和控制端口模塊，用來對整個協(xié)議棧初始化、藍(lán)牙硬件初始化、搜索附近的藍(lán)牙設(shè)備以及發(fā)現(xiàn)指定設(shè)備上的服務(wù)。如圖2所示。
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??? 在圖2所示的藍(lán)牙仿真串口驅(qū)動程序的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，設(shè)備管理程序是用戶層的程序，在基于Windows CE的平臺上不停地運(yùn)行著。設(shè)備管理程序不是內(nèi)核的一部分，但它是與內(nèi)核、注冊表和流接口驅(qū)動程序DLL有相互影響的單獨(dú)部分。它主要執(zhí)行以下任務(wù)：
??? ·在系統(tǒng)啟動時或收到用戶在基于Windows CE的平臺上增加了外圍設(shè)備的信息時，初始化驅(qū)動程序的加載；
??? ·向內(nèi)核注冊特定文件名，該文件名把應(yīng)用程序使用的流I/O函數(shù)映射到流接口驅(qū)動程序的那些函數(shù)的實現(xiàn)；
??? ·通過從外圍設(shè)備獲得即插即用標(biāo)識符或激活一個檢查子程序來發(fā)現(xiàn)可以處理該設(shè)備的驅(qū)動程序，為外圍設(shè)備找到合適的設(shè)備驅(qū)動程序；
??? ·通過讀寫注冊值加載和跟蹤驅(qū)動程序；
??? ·當(dāng)不再需要設(shè)備時，卸載驅(qū)動程序。
??? 流接口驅(qū)動程序是用戶一級的動態(tài)鏈接庫，用來實現(xiàn)一組固定的流接口函數(shù)，這些流接口函數(shù)使得應(yīng)用程序可以通過文件系統(tǒng)中的特殊文件而與設(shè)備進(jìn)行接口，因此對上面的OBEX應(yīng)用程序來說，使用非常方便。?
??? 從圖2可以看出, 藍(lán)牙流接口驅(qū)動程序中一個MDD模塊對應(yīng)著兩個PDD模塊，即實現(xiàn)了兩個仿真串口設(shè)備：一個是控制端口，用來完成藍(lán)牙協(xié)議和硬件的初始化，給OBEX 應(yīng)用程序提供一個發(fā)現(xiàn)設(shè)備和服務(wù)的接口，這個串口只供具體應(yīng)用內(nèi)部使用；另一個才是真正的為其它藍(lán)牙應(yīng)用使用的藍(lán)牙仿真串口，它通過實現(xiàn)一組系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)串口DDSI接口函數(shù)，實現(xiàn)藍(lán)牙RFCOMM協(xié)議的串口仿真。
??? 加載驅(qū)動程序是由設(shè)備管理程序通過查找注冊表中HKEY_LOCAL_MACHINEDrivers目錄，注冊的串口驅(qū)動程序的相關(guān)信息完成，因此必須至少注冊兩個藍(lán)牙串口設(shè)備。Windows CE中，一個串口被初始化前MDD層會先調(diào)用GetSerialObject（）函數(shù)得到串口驅(qū)動程序中實現(xiàn)的串口設(shè)備數(shù)目。因此在藍(lán)牙串口驅(qū)動程序的初始化時，由如下代碼實現(xiàn)：
??? HWOBJ BluetoothObj = {?? ?/*描述藍(lán)牙仿真串口特征*/
?? ??? (PDEVICE_LIST) &SerDL,
?? ??? THREAD_IN_PDD,?/*中斷處理全部由PDD層 處理*/
?? ??? 0,
?? ??? NULL,
????? (PHW_VTBL) &BluetoothVTbl?/*包含需要實現(xiàn)的所有標(biāo)準(zhǔn)串口DDSI函數(shù)的列表*/
??? };
??? HWOBJ BluetoothCTRLObj = {?/*描述藍(lán)牙控制端口特征*/?
????? (PDEVICE_LIST) &SerDL,
????? THREAD_IN_PDD,
????? 0,
????? NULL,
? ??? (PHW_VTBL) &CTRLVTbl
??? };
??? PHWOBJ? rgpHWObjects[] = {?/*包含兩個PDD實例的數(shù)組*/
?? ??? &BluetoothObj,
?????? &BluetoothCTRLObj
?? ??? };
??? DEVICE_LIST SerDL = {?/*存儲設(shè)備驅(qū)動程序中所有串口設(shè)備*/
????? “CESerial.dll”,???/* 串口驅(qū)動程序的名字*/
?????? sizeof(rgpHWObjects)/sizeof(PHWOBJ),/*串口設(shè)備的數(shù)目*/
?????? rgpHWObjects
??? };
??? ?
??? PDEVICE_LIST GetSerialObject(VOID)
??? {???
?? ??? return (&SerDL);
??? }
??? 在串口驅(qū)動程序中注冊了兩個串口設(shè)備后，就要實現(xiàn)這兩個PDD實例對應(yīng)的流接口函數(shù)。微軟為要實現(xiàn)的串口PDD模塊提供了一個HWOBJ（Haredware Object）類型的串行對象表，這個結(jié)構(gòu)列出了實現(xiàn)串口驅(qū)動的所有接口函數(shù)指針。見下面的描述：
??? typedef struct __HW_VTBL {
??? PVOID (*HWInit)(ULONG Identifier, PVOID pMDDContext, PHWOBJ pHWObj);
??? …,
??? …,
??? BOOL (*HWIoctl)(PVOID pHead, DWORD dwCode,
??? PBYTE pBufIn,DWORD dwLenIn,PBYTE pBufOut,DWORD dwLenOut,PDWORD pdwActualOut);
??? } HW_VTBL, *PHW_VTBL;
??? 用戶通過修改串行口PDD的串行對象表改變函數(shù)集或函數(shù)名。下面的結(jié)構(gòu)BluetoothVTbl定義了藍(lán)牙仿真串口DDSI函數(shù)的名稱。
??? const HW_VTBL BluetoothVTbl = {
????? ??BluetoothInitSerial,
????? ??…,
????? ??…,
????? ??BluetoothIoctl
??? };
??? 同樣用結(jié)構(gòu)變量CTRLVTbl定義了控制端口的DDSI函數(shù)名列表。由于這個串口設(shè)備用作內(nèi)部實現(xiàn)特殊的功能，下面只列出了需要關(guān)心的主要函數(shù)名。
??? const HW_VTBL CTRLVTbl = {
??????? CTRLInitSerial,
??????? CTRLDeinit,
??? ??? CTRLOpen,
??? ??? CTRLClose,
??? ???? …,
??? ???? …,
??? ??? CTRLIoctl
??? };
??? 藍(lán)牙作為一個驅(qū)動新經(jīng)濟(jì)的引擎，將會對以嵌入式系統(tǒng)為主的“后PC機(jī)”時代的到來產(chǎn)生巨大的推動作用，同時它還將面臨來自象IrDA、802.11、HomeRF等無線通信技術(shù)的挑戰(zhàn)。而將OBEX成功引入藍(lán)牙，使得在嵌入式系統(tǒng)下工作的藍(lán)牙通信設(shè)備上傳輸文件、同步、打印等應(yīng)用成為可能，因此在藍(lán)牙中起著舉足輕重的作用。
參考文獻(xiàn)
1 Draft Founation. Specification of the Bluetooth System. v1.0’July，1999
2 ATI.Nucleus Plus Internals. 1999
3 isi. PSOS+ V2.3 User's Reference Manual.1999
4 金 純，許光辰，孫 睿. 藍(lán)牙技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社