블루투스 기술은 휴대용 장치와 전자제품 사이에 저전력, 저비용, 근거리 무선 연결을 위한 근거리 무선 통신을 위한 새로운 표준이다. 이 기술은 장치들 사이에 복잡스러운 케이블, 케넥터 그리고 혼란스러운 통신 프로토콜을 제거 할 수 있다. 휴대폰, 페이져, 랩탑, PDA, 디지털 카메라 그리고 더 많은 장치들은 생산과정에서 통신을 위한 공통된 구조를 갖게 된다. 본 논문에서는 휴대폰과 헤드셋 사이의 통신을 위한 블루투스 프로토콜 스택과 헤드셋 프로파일을 나타낸다. 그리고 나서 블루투스 프로토콜 스택에 의해서 응용을 조작하는 장치에 내장되어 있는 응용 소프트웨어를 구성한다. 다음으로 실제 동작 시스템을 사용하지 않고 MSP430을 사용하여 무선 헤드셋을 구현한다.
블루투스 기술은 휴대용 장치와 전자제품 사이에 저전력, 저비용, 근거리 무선 연결을 위한 근거리 무선 통신을 위한 새로운 표준이다. 이 기술은 장치들 사이에 복잡스러운 케이블, 케넥터 그리고 혼란스러운 통신 프로토콜을 제거 할 수 있다. 휴대폰, 페이져, 랩탑, PDA, 디지털 카메라 그리고 더 많은 장치들은 생산과정에서 통신을 위한 공통된 구조를 갖게 된다. 본 논문에서는 휴대폰과 헤드셋 사이의 통신을 위한 블루투스 프로토콜 스택과 헤드셋 프로파일을 나타낸다. 그리고 나서 블루투스 프로토콜 스택에 의해서 응용을 조작하는 장치에 내장되어 있는 응용 소프트웨어를 구성한다. 다음으로 실제 동작 시스템을 사용하지 않고 MSP430을 사용하여 무선 헤드셋을 구현한다.
The Bluetooth wireless technology is the new short-range RF transmission standard for low-power, low-cost, short-range radio links between mobile devices and electric product. The technology can eliminate the confusion of cables, connectors and protocols confounding communications between devices. M...
The Bluetooth wireless technology is the new short-range RF transmission standard for low-power, low-cost, short-range radio links between mobile devices and electric product. The technology can eliminate the confusion of cables, connectors and protocols confounding communications between devices. Mobile phones, pagers, laptops, PDAs, digital cameras and more, all now have a common structure for communicating across their product platforms. In this paper, we present the Bluetooth protocol stack and headset profiles for the communication between mobile phone and headset. And then, we construct application software which is embedded in the device that operates an application over the Bluetooth protocol stack Next we implement wireless headset using MSP430, not real time operating system.
The Bluetooth wireless technology is the new short-range RF transmission standard for low-power, low-cost, short-range radio links between mobile devices and electric product. The technology can eliminate the confusion of cables, connectors and protocols confounding communications between devices. Mobile phones, pagers, laptops, PDAs, digital cameras and more, all now have a common structure for communicating across their product platforms. In this paper, we present the Bluetooth protocol stack and headset profiles for the communication between mobile phone and headset. And then, we construct application software which is embedded in the device that operates an application over the Bluetooth protocol stack Next we implement wireless headset using MSP430, not real time operating system.
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문제 정의
본 논문에서는 마이크로 프로세서에서 RTOS 를 사용하지 않고, 블루투스 프로토콜 스택과 헤드셋 프로파일의 구현 방법을 제시하였으며, 실제 시스템을 구현하였다. 구현된 헤드셋은 휴대전화와 연결하여 핸즈프리로 사용할 수 있으며, VoIP 기술을 접목한 시스템에서 음성을 전달하는 무선헤드셋으로 사용이 가능하다.
본 논문이서 이러한 블루투스를 이용한 헤드셋 시스템을 구현한다. 구현을 위하여 마이크로프로세서 MSP430을 사용하고 FTOS(Real Time Operating System)는 사용하지 않으며, C언어 및 어셈블리 언어를 이용한다.
제안 방법
Inquiry 필터의 내용을 원하는 장치의 분류로 설정함으로서 주위 디바이스 중에서 HS만을 찾을 수 있다. Inquiry를 통하여 획득한 블루투스 디바이스 주소를 이용하여 HCI에서 제공하는 HCLRemote-NameRequest 함수를 이용하여 HS 디바이스의 이름을 획득할 수도 있다. 이러한 절차는 그림 4 와 같다.
L2-CAP에서 담당하는 논리적인 연결은 2개까지 가능하도록 설계하였다. 제공되어지는 마이크로 프로세서의 RAM영역이 많은 경우 위의 제약사항을 완화할 수 있으나 현재 사용한 프로세서의 RAM 용량이 부족하여 물리적인 연결 1개와 논리적 연결 2개로 제한하여 구현하였다.
구현된 프로파일은 헤드셋 프로파일에서 지원하는 ACL 채널의 연결 및 단절, SCO 채널의 연결 및 단절, RING신호를 받은 경우 벨소리를 생성하는 루틴, 기타 마이크와 스피커의 볼륨을 제어하는 기능과 이를 AG측으로 알려주는 루틴을 첨가하였다.
다음으로 GAP, RFCOMM을 구현 후 RFC-OMM에 헤드셋 프로파일을 구현하였다. 구현된 프로파일은 헤드셋 프로파일에서 지원하는 ACL 채널의 연결 및 단절, SCO 채널의 연결 및 단절, RING신호를 받은 경우 벨소리를 생성하는 루틴, 기타 마이크와 스피커의 볼륨을 제어하는 기능과 이를 AG측으로 알려주는 루틴을 첨가하였다.
구현을 위하여 마이크로프로세서 MSP430을 사용하고 FTOS(Real Time Operating System)는 사용하지 않으며, C언어 및 어셈블리 언어를 이용한다. 또한 UART (Uni versal Asynchronous Receiver Transmitter) 하드웨어와 데이터를 주고받기 위한 디바이스 드라이버를 구현하며, 블루투스 프로토콜 스택 중 HCI(Host Controller Interface) [5], L2CAP(Lo-gical Link Control and Adaptation Protocol)[6], RFCOMM(Serial Port Emulation)[7], SDP(Ser-vice Discovery Protocol) [8], GAP (Generic Acc ess Profile)[9], Headset Profile[10]등을 구현한다. 본 논문에서 구현하는 블루투스 헤드셋은 블루투스가 내장된 휴대전화와 연결되어 동작한다.
본 연구에서는 마이크로 프로세서와 블루투스 모듈을 사용하여 시스템을 구현하였다.
3V용을 사용하였다. 블루투스 모듈과 마이크로 프로세서 사이의 인터페이스는 UART-8- 사용하였으며, HCI, L2CAP, RFCOMM, SPP, SDP, GAP, 헤드셋 프로파일을 마이크로 프로세서에 구현하였다. 불루투스 모듈과 코덱 사이의 인터페이스는 PCM 인터페이스로 13bit Linear PCM방식을 사용하여 구성하였다.
실제 하드웨어는 4층 PCB를 사용하여 제작하였으며, 크기를 줄이기 위하여 양면실장을 하였다. 크기는 40x28 mm로 그림11과 같다.
L2-CAP에서 담당하는 논리적인 연결은 2개까지 가능하도록 설계하였다. 제공되어지는 마이크로 프로세서의 RAM영역이 많은 경우 위의 제약사항을 완화할 수 있으나 현재 사용한 프로세서의 RAM 용량이 부족하여 물리적인 연결 1개와 논리적 연결 2개로 제한하여 구현하였다.
헤드셋 프로파일에서는 하나의 AG와 연결하도록 정의되어져 있으므로, 현재 구현된 스택은 1개의 물리적인 연결만 가능하도록 설계하였다. L2-CAP에서 담당하는 논리적인 연결은 2개까지 가능하도록 설계하였다.
대상 데이터
구현된 시스템에서 사용된 마이크로 프로세서는 TI사의 MSP430을 사용하였고, 모듈은 LG 이노텍의 CSR 모듈을 사용하였다. 코덱은 Motorola 사의 MC145483, LDO는 3.
제작된 하드웨어는 블루투스 프로토콜 스택 및 헤드셋 프로파일의 기능 구현을 목적으로 제작된 것으로 전체 제품의 가격은 고려하지 않았다. 구현된 헤드셋의 동작을 검증하기 위하여 Nokia 8910, 삼성 SPH-X7700폰을 사용하였다.
본 논문에서 구현하는 블루투스 헤드셋은 블루투스가 내장된 휴대전화와 연결되어 동작한다. 구현된 헤드셋의 동작을 검증하기 위하여 Nokia 8910, 삼성 SPH-X7700폰을 사용한다.
CSR 모듈을 사용하였다. 코덱은 Motorola 사의 MC145483, LDO는 3.3V용을 사용하였다. 블루투스 모듈과 마이크로 프로세서 사이의 인터페이스는 UART-8- 사용하였으며, HCI, L2CAP, RFCOMM, SPP, SDP, GAP, 헤드셋 프로파일을 마이크로 프로세서에 구현하였다.
이론/모형
블루투스 모듈과 마이크로 프로세서 사이의 인터페이스는 UART-8- 사용하였으며, HCI, L2CAP, RFCOMM, SPP, SDP, GAP, 헤드셋 프로파일을 마이크로 프로세서에 구현하였다. 불루투스 모듈과 코덱 사이의 인터페이스는 PCM 인터페이스로 13bit Linear PCM방식을 사용하여 구성하였다. 전체 헤드셋 시스템의 구성도는 그림 9와 같다.
성능/효과
그러나 RF에서 사용되는 음성 인터페이스 형식은 CVSD(Continuous Variable Slope Delta Modulation)방식으로 많이 사용하게 된다. 이를 타사 제품과의 호환성을 유지하며 전송량을 줄임으로서, 헤드셋이 동작할 때 소모되는 밧데리의 소모 전력을 줄일 수 있는 장점이 있다. 유저가 통화를 중단하고자 할 경우, 버튼을 누르면 HS는 AG측으로 “AT+CKPD=200”이라는 AT 명령어를 전송한다.
후속연구
다소 높은 것이 결점이다. 향후 연구과제로는 2CPU 시스템을 1CPU 시스템으로 구현하는 것이며, 이러한 시스템은 전체 가격을 내릴 수 있으며, 다양한 헤드셋 디자인을 할 수 있는 장점이 있다.
참고문헌 (13)
Brent A. Miller. Chatschik Bisdikian, BLUETOOTH REVEALED, 2001
Jennifer Bray and Charles F Stuman. BLUETOOTH Connect Without Cables, 2001
Nathan J. Muller, BLUETOOTH DEMYSTIFIED, 2001
[BT SIG 99] Bluetooth Special Interest Group, Specification of the Bluetooth System, Version 1.1, volumes 1, and 2
Bluetooth Special Interest Group, HCI Specification
Bluetooth Special Interest Group, L2CAP Specification
Bluetooth Special Interest Group, RFCOMM with TS 07.10
Bluetooth Special Interest Group, SDP Specification
Bluetooth Special Interest Group, Bluetooth Generic Access Profile Specification
Bluetooth Special Interest Group, Bluetooth Headset Profile Specification
Bluetooth Special Interest Group, LMP Specification
ETSI, TS 07.10, Version 6.3.0.
Bluetooth Qualification Program Website, Bluetooth Product Qualification
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