2024年10月16日发(作者：戈依波)
科技创新
一
２０１３年第２７期ｌ科技创新与应用
种机顶盒集成蓝牙方案的设计与实现
冯莉 路全贺 苗方。
（１、国家新闻出版广电总局监管中心五七三台，北京１０２２０９ ２、中国传媒大学信息工程学院，北京１０２２１８）
摘要：本文通过在机顶盒嵌入式系统中以ＵＳＢ接口拓展蓝牙功能，实现了机顶盒与其他形式智能终端通过蓝牙进行无线互
联，为进一步构建以机顶盒为中心的家庭信息娱乐网络打下基础。机顶盒平台选用了开发性较好的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统，以ＵＳＢ适
配器的方式实现蓝牙硬件功能。
关键词：机顶盒；嵌入式Ｌｉｎｕｘ；蓝牙协议栈；ＢｌｕｅＺ
具有较强的兼容胜，因此成为Ｌｉｎｕｘ操作系统下的官方蓝牙协议栈。
随着下一代广电网络（ＮＧＢ）的演进和嵌入式计算机技术的发展，作 蓝牙协议栈ＢｌｕｅＺ分为两个部分：内核代码和用户态的程序及工
为广电网络接入终端的机顶盒将成为构建家庭多媒体娱乐中心。以机 具集。其中内核代码部分采用模块化设计，由设备驱动程序和ＢｌｕｅＺ核
顶盒作为智能网关，以无线连接的方式，实现物联网和智能家居。本文
心协议模块组成，分别位于Ｌｉｎｕｘ内核代码的ｄｒｉｖｅｒｓ子目录和ｎｅｔ子目
通过在机顶盒嵌入式系统中以拓展ＵＳＢ接口的方式实现蓝牙功能，实 录下。Ｄｒｉｖｅｒｓ子目录下的代码包括Ｌｉｎｕｘ内核对各种接口的蓝牙设备
现了机顶盒与其他形式智能终端之间通过蓝牙技术进行无线互联，为 的驱动。ｎｅｔ子目录下代码包括蓝牙核心层和一部分扩展协议的内核代
进一步构建以机顶盒为中心的家庭信息娱乐网络打下基础。机顶盒平
码，如Ｌ２ＣＡＰ、ＲＦＣＯＭＭ、ＳＣＯ、ＳＤＰ、ＢＮＥＰ等协议。对于用户态程序，
ｕｅＺ提供函数库及应用程序接口，便于程序员开发蓝牙应用程序。
台选用了开放ｆ生较好的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统，以ＵＳＢ接口蓝牙适配器的
Ｂｌ
方式实现蓝牙硬件功能。 ＢｌｕｅＺ源码包主要由ｂｌｕｅｚ—ｋｅｒｎｅｌ、ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂｓ和ｂｌｕｅｚ－ｕｔｉｌｓ等部分组
成，分别对应蓝牙内核驱动、函数库和工具集。由于Ｌｉｎｕｘ的２．６版本中
２蓝牙技术
蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）是一个全世界范围内的短距离无线通信标准，使用
已经对ＢｌｕｅＺ协议栈核心代码提供了支持，因此只需要安装ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂｓ
２．４＿２５ ＧＨｚ的ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａ１）频段来传送话音和数 和ｂｌｕｅｚ－ｕｔｉｌｓ这两个软件包。较新版本的ＢｌｕｅＺ已将这两个包合并在一
起发布。
据。蓝牙的应用非常广泛，现在大部分手机、ＰＤＡ、便携电脑以及ＭＰ３、
ＭＰ４等设备几乎都将蓝牙功能作为标准配置。蓝牙运用成熟、实用、先 ＢｌｕｅＺ由多个独立的模块组成，内核空间主要包括设备驱动层、蓝
进的无线技术来代替电缆，具有低成本，低功耗的特点，并且支持多种
牙核心及ＨＣＩ层、Ｌ２ＣＡＰ与ＳＣＯ音频层、ＲＦＣＯＭＭ，ＢＮＥＰ，ＣＭＴＰ与
ＨＩＤＰ层、通用蓝牙ＳＤＰ库和后台服务及面向所有层的标准套接字接
固定或移动终端设备，如：计算机系统、家庭影院系统、无绳电话系统、各
种通信设备等，通过ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）连接起来相互通信，
口；在用户空间提供了蓝牙配置、测试及协议分析等工具。ＢｌｕｅＺ没有实
实现资源共享。
现专门的ＳＤＰ层，而是将其实现为运行在后台的蓝牙服务库例程。
ＲＦＣＯＭＭ层支持标准的套接字接口。ＢＮＥＰ层实现了蓝牙的以太网仿
实现蓝牙应用时一般将协议栈分成两部分来考虑，其一是硬件实
现部分，位于主机控制器接口ＨＣＩ的下面。以ＨＣＩ为分界，链路管理层 真，ＴＣＰ／ＩＰ协议可以直接运行于其上。
（ＬＭＰ）、基带层（ＢＢ）和射频层（ＲＦ）组成了蓝牙的底层模块；其二是软件
４设计与开发
实现部分。软件实现部分位于ＨＣＩ的上面，包括了逻辑链路控制与适配 机顶盒的开发基于Ｌｉｎｕｘ２．６．１４内核，首先要移植ＢｌｕｅＺ蓝牙协议
协议Ｌ２ＣＡＰ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）、服务发现
栈以支持蓝牙硬件模块和编程接口。首先重新编译Ｌｉｎｕｘ内核，ｍａｋｅ
ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ进入内核配置菜单“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｏ￣”子选项，将
协议ＳＤＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）、串口仿真协议或称线缆替换协
议ＲＦＣＯＭＭ和二进制电话控制协议ＴＣＳ，以及各种可选协议构成的高 所列全部编译项目选中。然后进人“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒｓ”，选中相应
端应用层。
芯片的驱动项目。完成上述操作后，进行内核编译，新生成的内核镜像
基带协议Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）主要负责建立各蓝牙设备单元之间的物理
文件即可正确识别和支持ＵＳＢ蓝牙模块。下一步，交叉编译ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂ一
射频链路。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，数据包在指定时隙、指定 ２．２５和ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂ一３．３６，在ｌｉｂ子目录下生成相关库文件，并将其加入到
频率上发送，需要同步不同设备间的发送频率和时钟。基带数据包有两
嵌入式系统的根文件系统当中，与添加了蓝牙支持的Ｌｉｎｕｘ内核一起，
种物理连接方式：面向连接（ｓｃｏ）和无连接（ＡＣＬ），其中ＡＣＬ适合于数
对蓝牙开发接口提供全面的支持。
据包，ＳＣＯ适合于语音。而且在同一射频上可实现多路数据传输。
编译好的ＢｌｕｅＺ库提供了Ｓｏｃｋｅｔ编程接口，通过一个类似ＴＣＰ／ＩＰ
逻辑链路控制和适配协议（Ｌ２ＣＡＰ）可支持高层协议的复用、分组 套接字的接口封装了对Ｌ２ＣＡＰ和ＲＦＣＯＭＭ的操作。通过ＡＰＩ创建一
的分段和重组以及业务质量，支持ＡＣＬ连接类型。Ｌ２ＣＡＰ允许高层协 个套接字，指定参数ｄｏｍａｉｎ为ＡＦ＿ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ，即指定使用蓝牙协议
议以６４Ｋ字节收发数据包。
族；参数ｐｒｏｔｏｃｏｌ则分为ＢＴＰＲＯＴＯ—ＲＦＣＯＭＭ或ＢＴＰＲＯＴＯ—Ｌ２ＣＡＰ分
服务发现￣ｆＸ（，ＳＤＰ）的作用非常重要。使用ＳＤＰ可以查询到蓝牙
别指定使用的协议层。本文软件开发应用了ＲＦＣＯＭＭ层的接口。
设备信息和服务类型，从而在蓝牙设备间建立相应的连接。 ＲＦＣＯＭＭ层则以端口（Ｐｏｒｔ）区分不同的连接，需要在使用时动态分配。
电缆替代协议（ＲＦｃＯＭＭ）可以在蓝牙基带协议Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）上仿
蓝牙连接的双方分为服务器端和客户端，服务器端向系统注册相应的
真ＲＳ２３２的控制和数据信号，为使用串行线传送机制的上层协议提供
服务类型（以ＵＵＩＤ标识），底层驱动会分配可用的端口与该服务绑定。
客户端连接到服务器端时并不知道该动态分配的端口值，而是指定连
服务支持，如对象交换协议ＯＢＥＸ。
主机控制接口（ＨＣＩ）定义了位于ＨＣＩ驱动程序（即蓝牙通讯模块的 接的服务类型，在服务器端进行服务搜索（ＳＤＰ）找到与该服务绑定的端
通过Ｌ２ＣＡＰ层通知客户端，从而建立ＲＦＣＯＭＭ层的连接。通过套
使用者）和主机控制器固件（蓝牙通讯模块的一部分）之间的接口，为上
口，
层协议提供了进人链路管理层和基带层的统一接口。在ＨＣＩ的主机 接字可以在ＲＦＣＯＭＭ层进行端到端的连接，监听端口，接受、断开连接
（Ｈｏｓｔ）和ＨＣＩ主机控制器（Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）之间会存在若干传输层，这
等操作。
些传输层是透明的，只需完成传输数据的任务，不必清楚数据的具体格 机顶盒上开发的蓝牙应用程序在进程启动后即开启蓝牙并搜索周
式。
边可被发现的设备，开启服务器端线程等待其他客户端的接入。建立连
般来说，通用的ＵＳＢ接口蓝牙适配器实现了ＨＣＩ以下的协议
接后根据接收的指令内容执行相应的操作，如回传采集的数据或开启
层。蓝牙设备通过模块内的ＵＳＢ设备控制器和总线与主机控制器相连，
文件传输线程。接收文件线程在收到要求传输的文件大小和文件名后
负责与主机的数据交换，它在ＵＳＢ固件的控制下，将接收到的ＨＣＩ协 在指定路径创建该文件并开始接收，如创建失败则返回出错代码。机顶
议分组交给ＨＣＩ固件处理或将来自链路管理器和基带控制器的数据传 盒集成了图片浏览，音乐播放等多媒体功能，并支持外接存储器。
送至主机。ＨＣＩ固件负责解释从主机接收到的ＨＣ１分组并交给链路管
５结束语
理器和基带控制器处理。 经实验和测试，已实现机顶盒与手机、计算机等不同类型网络终端
３ Ｌｉｎｕｘ蓝牙协议栈
之间的蓝牙无线互联，设备之间能够相互发现，建立连接，传输数据。实
使用不同蓝牙协议栈的设备在通信时会遇到互操作性的问题。开
现用手机遥控机顶盒，无线采集收视数据，共享照片、音乐文件等典型
发者需要了解各种协议栈的体系结构并考虑其差异。ＢｌｕｅＺ作为当前最 应用，文件的有效传输速率达到约９００ｋｂｐｓ。该设计对具有ＵＳＢ接口的
成熟的开源蓝牙协议栈，在Ｌｉｎｕｘ的２．６版本中已经得到了广泛的应
机顶盒仅需升级软件即可利用蓝牙适配器为其提供无线互联功能，是
用。由于ＢｌｕｅＺ结构简单、应用方便，具有灵活、高效和模块化的牦 且 种低成本，简便高效的方案。
１棚述
一
一
一
３３—
科技创新与应用ｌ ２０１３年第２７期
一
科技创新
种新型无级调距式双刀片切割机的设计
钟睿鸿 于鹏亮 程旭阳 陈虹宇 李玉虎
（西南石油大学石油工程学院，四川成都６１０５００）
摘要：本文设计了一种新型无级调距式双刀片切割机装置。主要运用两片可任意调距的切割刀片对岩板进行切割，使岩板切割
更加快捷、方便、精确。两切割刀片通过两刀片夹持器安装在驱动转轴上，两个刀片夹持器可在驱动转轴上任意滑动，如此实现刀
片间距的无级调节，刀片间距可通过游标卡尺测出。岩板通过不同尺寸的岩板夹持器固定在滑动平台上，通过滑动平台实现切割
过程中岩板的前后移动。通过电机带动固定安装在驱动转轴上的驱动带轮向驱动转轴传输动力，使其转动，带动切割刀片进行岩
板切割。该装置是一种精确的、高效的切割装置。
关键词：切割机：双刀片：无级调距
１引言
酸化压裂是油气井增产的主要措施之一，对其的研究需要大量
岩板进行酸刻蚀实验。本文设计了一种新型无级调距式双刀片切割
机装置，主要运用两片可任意调节间距的切割刀片。通过切割刀片
间距的无级调节可实现各种尺寸岩板的切割，且双刀片的切割方式
能保证同时切出的两个岩板平面平行度较高，并通过不同大小的岩
板夹持器的配合使用可使岩板切割变得更加快捷、方便、精确。该装
置是一种精确的、高效的切割装置。
２装置主体设计
图１为本设计的整体装配示意图，１为安全罩，安装在支撑平台
５上，用于遮挡岩板切割过程中切下的碎屑，保护操作人员；２为轴
承，通过它将驱动转轴３固定在转轴支架４上。６为切割刀片，固定
在刀片夹持器７上，刀片夹持器套在驱动转轴上，共两片切割刀片
和两个刀片夹持器，可通过调节两个刀片夹持器上的无头螺钉（销
钉）使刀片夹持器在驱动转轴上滑动或固定；８、９分别为小号岩板夹
持器和大号岩板夹持器，可根据不同的切割尺寸选用合适的岩板夹
持器，岩板夹持器通过滑动导轨１１固定在滑动平台１０上，滑动导
轨安装在支撑平台上，可使滑动台１０前后滑动，用于在切割过程中
移动岩板；１２为驱动带轮，固定安装在驱动转轴上，电机通过驱动带
轮向驱动转轴传输动力使之转动；１３为可伸缩式水管，安装在转轴
支架上，共两个，用于在切割过程中对两个刀片进行供水降温。
２
图２刀片夹持器设计图
定端１通过底部螺孔３用螺钉将其固定在滑动台上，通过移动移动
端调节其和固定端的距离可将岩板夹紧在两者之间（见图４），大号
岩板夹持器与小号岩板夹持器仅有尺寸大小的差别，结构完全一
样。
２
匿薹嚣三三垂豳 ｌ匹 ＝ 三虽
紧两刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）。将刀片夹持器固定在驱动转
刀片夹持器由主体部分１和端盖２两部分组成，两者通过三个
轴上，电机通动驱动带轮传输动力使驱动转轴转动，可同时切割出
螺钉可将切割刀片夹紧（切割刀片上也对应有三个孔），刀片夹持器
两个平行度较高的平面。
上有一螺孑Ｌ ３，通过向螺孔中旋入一无头螺钉（销钉）可将刀片夹持
参考文献
器固定在驱动转轴上。
［１］余承辉．机械制造基础［Ｍ】．上海科学技术出版社，２００９．
４岩板夹持器设计
图３为一小号岩板夹持器，它由固定端１和移动端２组成，固
图１整体装配示意图
３刀片夹持器设计
图３岩板夹持器设计图
５切割刀片无级调距的实现
两个刀片夹持器各自夹持一个切割刀片；刀片夹持器套在驱动
转轴上，可通过调节刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）使刀片夹持器
在驱动转轴上任意滑动或固定；驱动转轴通过轴承安装在转轴支架
上；两个小号岩板夹持器和一个大号岩板夹持器固定在滑动台上，
不同大小的岩板夹持器可夹持不同尺寸的岩板。实现两切割刀片间
距无级调节的方法是：如图１所示，首先将滑动台拉出，将两切割刀
片之间的空间腾出，然后将两刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）拧松
至两刀片夹持器能在驱动转轴上自由滑动，刀片之间的间距可通过
游标卡尺快速、方便地测出，调节好两切割刀片之间的间距后，再拧
作者简介：冯莉（１９８１，１０一），汉，籍贯：河北，现职称：工程师，２００３
［１］刘书生，赵海．蓝牙技术应用［ＩⅥ］．沈阳：东北大学出版社，２００１． 年７月份参加工作，主要研究方向是卫星广播电视监测、移动互联网监
【２Ｊ张禄林，雷春娟，郎晓虹．蓝牙协议及其实现 ．北京：人民邮电出版
测。
社．２００１：１３８—１３９．
路全贺（１９７２，２一），满，籍贯：北京，职称：工程师，１９９３年７月份参
『３］Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｖｅｒ２．０＋ＥＤＲＩＺ１．
１Ｂ１ｕｅＺ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｔａｃｋ，ｈｔｔｐＹ／ｗｗｗ ｂｌｕｅｚ．ｏｒｇ
ＢＲＩＤＧＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＰＲＥＳＳ ２００７
参考文献
加工作，主要研究方向是广播电视监测、移动互联网监测。
苗方（１９８０，１０一），汉，籍贯：江苏，职称：讲师，２００５年７月参加工
［５］Ａｌｂｅｒｔ Ｓ．Ｈｕａｎｇ，Ｌａｒｒｙ Ｒｕｄｏｌｐｈ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｆｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓ ＣＡＭ－
作，主要研究方向通信工程，包括多媒体通信、交互式应用等。
ｆ６］欧阳鑫，等．蓝牙协议栈ＢｌｕｅＺ的移植与开棚．微计算机信息，２００７．．
—
３４—．
2024年10月16日发(作者：戈依波)
科技创新
一
２０１３年第２７期ｌ科技创新与应用
种机顶盒集成蓝牙方案的设计与实现
冯莉 路全贺 苗方。
（１、国家新闻出版广电总局监管中心五七三台，北京１０２２０９ ２、中国传媒大学信息工程学院，北京１０２２１８）
摘要：本文通过在机顶盒嵌入式系统中以ＵＳＢ接口拓展蓝牙功能，实现了机顶盒与其他形式智能终端通过蓝牙进行无线互
联，为进一步构建以机顶盒为中心的家庭信息娱乐网络打下基础。机顶盒平台选用了开发性较好的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统，以ＵＳＢ适
配器的方式实现蓝牙硬件功能。
关键词：机顶盒；嵌入式Ｌｉｎｕｘ；蓝牙协议栈；ＢｌｕｅＺ
具有较强的兼容胜，因此成为Ｌｉｎｕｘ操作系统下的官方蓝牙协议栈。
随着下一代广电网络（ＮＧＢ）的演进和嵌入式计算机技术的发展，作 蓝牙协议栈ＢｌｕｅＺ分为两个部分：内核代码和用户态的程序及工
为广电网络接入终端的机顶盒将成为构建家庭多媒体娱乐中心。以机 具集。其中内核代码部分采用模块化设计，由设备驱动程序和ＢｌｕｅＺ核
顶盒作为智能网关，以无线连接的方式，实现物联网和智能家居。本文
心协议模块组成，分别位于Ｌｉｎｕｘ内核代码的ｄｒｉｖｅｒｓ子目录和ｎｅｔ子目
通过在机顶盒嵌入式系统中以拓展ＵＳＢ接口的方式实现蓝牙功能，实 录下。Ｄｒｉｖｅｒｓ子目录下的代码包括Ｌｉｎｕｘ内核对各种接口的蓝牙设备
现了机顶盒与其他形式智能终端之间通过蓝牙技术进行无线互联，为 的驱动。ｎｅｔ子目录下代码包括蓝牙核心层和一部分扩展协议的内核代
进一步构建以机顶盒为中心的家庭信息娱乐网络打下基础。机顶盒平
码，如Ｌ２ＣＡＰ、ＲＦＣＯＭＭ、ＳＣＯ、ＳＤＰ、ＢＮＥＰ等协议。对于用户态程序，
ｕｅＺ提供函数库及应用程序接口，便于程序员开发蓝牙应用程序。
台选用了开放ｆ生较好的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统，以ＵＳＢ接口蓝牙适配器的
Ｂｌ
方式实现蓝牙硬件功能。 ＢｌｕｅＺ源码包主要由ｂｌｕｅｚ—ｋｅｒｎｅｌ、ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂｓ和ｂｌｕｅｚ－ｕｔｉｌｓ等部分组
成，分别对应蓝牙内核驱动、函数库和工具集。由于Ｌｉｎｕｘ的２．６版本中
２蓝牙技术
蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）是一个全世界范围内的短距离无线通信标准，使用
已经对ＢｌｕｅＺ协议栈核心代码提供了支持，因此只需要安装ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂｓ
２．４＿２５ ＧＨｚ的ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａ１）频段来传送话音和数 和ｂｌｕｅｚ－ｕｔｉｌｓ这两个软件包。较新版本的ＢｌｕｅＺ已将这两个包合并在一
起发布。
据。蓝牙的应用非常广泛，现在大部分手机、ＰＤＡ、便携电脑以及ＭＰ３、
ＭＰ４等设备几乎都将蓝牙功能作为标准配置。蓝牙运用成熟、实用、先 ＢｌｕｅＺ由多个独立的模块组成，内核空间主要包括设备驱动层、蓝
进的无线技术来代替电缆，具有低成本，低功耗的特点，并且支持多种
牙核心及ＨＣＩ层、Ｌ２ＣＡＰ与ＳＣＯ音频层、ＲＦＣＯＭＭ，ＢＮＥＰ，ＣＭＴＰ与
ＨＩＤＰ层、通用蓝牙ＳＤＰ库和后台服务及面向所有层的标准套接字接
固定或移动终端设备，如：计算机系统、家庭影院系统、无绳电话系统、各
种通信设备等，通过ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）连接起来相互通信，
口；在用户空间提供了蓝牙配置、测试及协议分析等工具。ＢｌｕｅＺ没有实
实现资源共享。
现专门的ＳＤＰ层，而是将其实现为运行在后台的蓝牙服务库例程。
ＲＦＣＯＭＭ层支持标准的套接字接口。ＢＮＥＰ层实现了蓝牙的以太网仿
实现蓝牙应用时一般将协议栈分成两部分来考虑，其一是硬件实
现部分，位于主机控制器接口ＨＣＩ的下面。以ＨＣＩ为分界，链路管理层 真，ＴＣＰ／ＩＰ协议可以直接运行于其上。
（ＬＭＰ）、基带层（ＢＢ）和射频层（ＲＦ）组成了蓝牙的底层模块；其二是软件
４设计与开发
实现部分。软件实现部分位于ＨＣＩ的上面，包括了逻辑链路控制与适配 机顶盒的开发基于Ｌｉｎｕｘ２．６．１４内核，首先要移植ＢｌｕｅＺ蓝牙协议
协议Ｌ２ＣＡＰ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）、服务发现
栈以支持蓝牙硬件模块和编程接口。首先重新编译Ｌｉｎｕｘ内核，ｍａｋｅ
ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ进入内核配置菜单“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｏ￣”子选项，将
协议ＳＤＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏ１）、串口仿真协议或称线缆替换协
议ＲＦＣＯＭＭ和二进制电话控制协议ＴＣＳ，以及各种可选协议构成的高 所列全部编译项目选中。然后进人“Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒｓ”，选中相应
端应用层。
芯片的驱动项目。完成上述操作后，进行内核编译，新生成的内核镜像
基带协议Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）主要负责建立各蓝牙设备单元之间的物理
文件即可正确识别和支持ＵＳＢ蓝牙模块。下一步，交叉编译ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂ一
射频链路。蓝牙的射频系统是一个跳频系统，数据包在指定时隙、指定 ２．２５和ｂｌｕｅｚ－ｌｉｂ一３．３６，在ｌｉｂ子目录下生成相关库文件，并将其加入到
频率上发送，需要同步不同设备间的发送频率和时钟。基带数据包有两
嵌入式系统的根文件系统当中，与添加了蓝牙支持的Ｌｉｎｕｘ内核一起，
种物理连接方式：面向连接（ｓｃｏ）和无连接（ＡＣＬ），其中ＡＣＬ适合于数
对蓝牙开发接口提供全面的支持。
据包，ＳＣＯ适合于语音。而且在同一射频上可实现多路数据传输。
编译好的ＢｌｕｅＺ库提供了Ｓｏｃｋｅｔ编程接口，通过一个类似ＴＣＰ／ＩＰ
逻辑链路控制和适配协议（Ｌ２ＣＡＰ）可支持高层协议的复用、分组 套接字的接口封装了对Ｌ２ＣＡＰ和ＲＦＣＯＭＭ的操作。通过ＡＰＩ创建一
的分段和重组以及业务质量，支持ＡＣＬ连接类型。Ｌ２ＣＡＰ允许高层协 个套接字，指定参数ｄｏｍａｉｎ为ＡＦ＿ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ，即指定使用蓝牙协议
议以６４Ｋ字节收发数据包。
族；参数ｐｒｏｔｏｃｏｌ则分为ＢＴＰＲＯＴＯ—ＲＦＣＯＭＭ或ＢＴＰＲＯＴＯ—Ｌ２ＣＡＰ分
服务发现￣ｆＸ（，ＳＤＰ）的作用非常重要。使用ＳＤＰ可以查询到蓝牙
别指定使用的协议层。本文软件开发应用了ＲＦＣＯＭＭ层的接口。
设备信息和服务类型，从而在蓝牙设备间建立相应的连接。 ＲＦＣＯＭＭ层则以端口（Ｐｏｒｔ）区分不同的连接，需要在使用时动态分配。
电缆替代协议（ＲＦｃＯＭＭ）可以在蓝牙基带协议Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ）上仿
蓝牙连接的双方分为服务器端和客户端，服务器端向系统注册相应的
真ＲＳ２３２的控制和数据信号，为使用串行线传送机制的上层协议提供
服务类型（以ＵＵＩＤ标识），底层驱动会分配可用的端口与该服务绑定。
客户端连接到服务器端时并不知道该动态分配的端口值，而是指定连
服务支持，如对象交换协议ＯＢＥＸ。
主机控制接口（ＨＣＩ）定义了位于ＨＣＩ驱动程序（即蓝牙通讯模块的 接的服务类型，在服务器端进行服务搜索（ＳＤＰ）找到与该服务绑定的端
通过Ｌ２ＣＡＰ层通知客户端，从而建立ＲＦＣＯＭＭ层的连接。通过套
使用者）和主机控制器固件（蓝牙通讯模块的一部分）之间的接口，为上
口，
层协议提供了进人链路管理层和基带层的统一接口。在ＨＣＩ的主机 接字可以在ＲＦＣＯＭＭ层进行端到端的连接，监听端口，接受、断开连接
（Ｈｏｓｔ）和ＨＣＩ主机控制器（Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）之间会存在若干传输层，这
等操作。
些传输层是透明的，只需完成传输数据的任务，不必清楚数据的具体格 机顶盒上开发的蓝牙应用程序在进程启动后即开启蓝牙并搜索周
式。
边可被发现的设备，开启服务器端线程等待其他客户端的接入。建立连
般来说，通用的ＵＳＢ接口蓝牙适配器实现了ＨＣＩ以下的协议
接后根据接收的指令内容执行相应的操作，如回传采集的数据或开启
层。蓝牙设备通过模块内的ＵＳＢ设备控制器和总线与主机控制器相连，
文件传输线程。接收文件线程在收到要求传输的文件大小和文件名后
负责与主机的数据交换，它在ＵＳＢ固件的控制下，将接收到的ＨＣＩ协 在指定路径创建该文件并开始接收，如创建失败则返回出错代码。机顶
议分组交给ＨＣＩ固件处理或将来自链路管理器和基带控制器的数据传 盒集成了图片浏览，音乐播放等多媒体功能，并支持外接存储器。
送至主机。ＨＣＩ固件负责解释从主机接收到的ＨＣ１分组并交给链路管
５结束语
理器和基带控制器处理。 经实验和测试，已实现机顶盒与手机、计算机等不同类型网络终端
３ Ｌｉｎｕｘ蓝牙协议栈
之间的蓝牙无线互联，设备之间能够相互发现，建立连接，传输数据。实
使用不同蓝牙协议栈的设备在通信时会遇到互操作性的问题。开
现用手机遥控机顶盒，无线采集收视数据，共享照片、音乐文件等典型
发者需要了解各种协议栈的体系结构并考虑其差异。ＢｌｕｅＺ作为当前最 应用，文件的有效传输速率达到约９００ｋｂｐｓ。该设计对具有ＵＳＢ接口的
成熟的开源蓝牙协议栈，在Ｌｉｎｕｘ的２．６版本中已经得到了广泛的应
机顶盒仅需升级软件即可利用蓝牙适配器为其提供无线互联功能，是
用。由于ＢｌｕｅＺ结构简单、应用方便，具有灵活、高效和模块化的牦 且 种低成本，简便高效的方案。
１棚述
一
一
一
３３—
科技创新与应用ｌ ２０１３年第２７期
一
科技创新
种新型无级调距式双刀片切割机的设计
钟睿鸿 于鹏亮 程旭阳 陈虹宇 李玉虎
（西南石油大学石油工程学院，四川成都６１０５００）
摘要：本文设计了一种新型无级调距式双刀片切割机装置。主要运用两片可任意调距的切割刀片对岩板进行切割，使岩板切割
更加快捷、方便、精确。两切割刀片通过两刀片夹持器安装在驱动转轴上，两个刀片夹持器可在驱动转轴上任意滑动，如此实现刀
片间距的无级调节，刀片间距可通过游标卡尺测出。岩板通过不同尺寸的岩板夹持器固定在滑动平台上，通过滑动平台实现切割
过程中岩板的前后移动。通过电机带动固定安装在驱动转轴上的驱动带轮向驱动转轴传输动力，使其转动，带动切割刀片进行岩
板切割。该装置是一种精确的、高效的切割装置。
关键词：切割机：双刀片：无级调距
１引言
酸化压裂是油气井增产的主要措施之一，对其的研究需要大量
岩板进行酸刻蚀实验。本文设计了一种新型无级调距式双刀片切割
机装置，主要运用两片可任意调节间距的切割刀片。通过切割刀片
间距的无级调节可实现各种尺寸岩板的切割，且双刀片的切割方式
能保证同时切出的两个岩板平面平行度较高，并通过不同大小的岩
板夹持器的配合使用可使岩板切割变得更加快捷、方便、精确。该装
置是一种精确的、高效的切割装置。
２装置主体设计
图１为本设计的整体装配示意图，１为安全罩，安装在支撑平台
５上，用于遮挡岩板切割过程中切下的碎屑，保护操作人员；２为轴
承，通过它将驱动转轴３固定在转轴支架４上。６为切割刀片，固定
在刀片夹持器７上，刀片夹持器套在驱动转轴上，共两片切割刀片
和两个刀片夹持器，可通过调节两个刀片夹持器上的无头螺钉（销
钉）使刀片夹持器在驱动转轴上滑动或固定；８、９分别为小号岩板夹
持器和大号岩板夹持器，可根据不同的切割尺寸选用合适的岩板夹
持器，岩板夹持器通过滑动导轨１１固定在滑动平台１０上，滑动导
轨安装在支撑平台上，可使滑动台１０前后滑动，用于在切割过程中
移动岩板；１２为驱动带轮，固定安装在驱动转轴上，电机通过驱动带
轮向驱动转轴传输动力使之转动；１３为可伸缩式水管，安装在转轴
支架上，共两个，用于在切割过程中对两个刀片进行供水降温。
２
图２刀片夹持器设计图
定端１通过底部螺孔３用螺钉将其固定在滑动台上，通过移动移动
端调节其和固定端的距离可将岩板夹紧在两者之间（见图４），大号
岩板夹持器与小号岩板夹持器仅有尺寸大小的差别，结构完全一
样。
２
匿薹嚣三三垂豳 ｌ匹 ＝ 三虽
紧两刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）。将刀片夹持器固定在驱动转
刀片夹持器由主体部分１和端盖２两部分组成，两者通过三个
轴上，电机通动驱动带轮传输动力使驱动转轴转动，可同时切割出
螺钉可将切割刀片夹紧（切割刀片上也对应有三个孔），刀片夹持器
两个平行度较高的平面。
上有一螺孑Ｌ ３，通过向螺孔中旋入一无头螺钉（销钉）可将刀片夹持
参考文献
器固定在驱动转轴上。
［１］余承辉．机械制造基础［Ｍ】．上海科学技术出版社，２００９．
４岩板夹持器设计
图３为一小号岩板夹持器，它由固定端１和移动端２组成，固
图１整体装配示意图
３刀片夹持器设计
图３岩板夹持器设计图
５切割刀片无级调距的实现
两个刀片夹持器各自夹持一个切割刀片；刀片夹持器套在驱动
转轴上，可通过调节刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）使刀片夹持器
在驱动转轴上任意滑动或固定；驱动转轴通过轴承安装在转轴支架
上；两个小号岩板夹持器和一个大号岩板夹持器固定在滑动台上，
不同大小的岩板夹持器可夹持不同尺寸的岩板。实现两切割刀片间
距无级调节的方法是：如图１所示，首先将滑动台拉出，将两切割刀
片之间的空间腾出，然后将两刀片夹持器上的无头螺钉（销钉）拧松
至两刀片夹持器能在驱动转轴上自由滑动，刀片之间的间距可通过
游标卡尺快速、方便地测出，调节好两切割刀片之间的间距后，再拧
作者简介：冯莉（１９８１，１０一），汉，籍贯：河北，现职称：工程师，２００３
［１］刘书生，赵海．蓝牙技术应用［ＩⅥ］．沈阳：东北大学出版社，２００１． 年７月份参加工作，主要研究方向是卫星广播电视监测、移动互联网监
【２Ｊ张禄林，雷春娟，郎晓虹．蓝牙协议及其实现 ．北京：人民邮电出版
测。
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路全贺（１９７２，２一），满，籍贯：北京，职称：工程师，１９９３年７月份参
『３］Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｖｅｒ２．０＋ＥＤＲＩＺ１．
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ＢＲＩＤＧＥ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＰＲＥＳＳ ２００７
参考文献
加工作，主要研究方向是广播电视监测、移动互联网监测。
苗方（１９８０，１０一），汉，籍贯：江苏，职称：讲师，２００５年７月参加工
［５］Ａｌｂｅｒｔ Ｓ．Ｈｕａｎｇ，Ｌａｒｒｙ Ｒｕｄｏｌｐｈ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｆｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓ ＣＡＭ－
作，主要研究方向通信工程，包括多媒体通信、交互式应用等。
ｆ６］欧阳鑫，等．蓝牙协议栈ＢｌｕｅＺ的移植与开棚．微计算机信息，２００７．．
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