DE60311474T2

DE60311474T2 - Serieller Bluetooth-Adapter

Info

Publication number: DE60311474T2
Application number: DE60311474T
Authority: DE
Inventors: Mahendra Tailor
Original assignee: Ezurio Ltd
Current assignee: Laird Connectivity UK Ltd
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-08-14
Also published as: WO2004017575A3; US7423999B2; GB0502528D0; EP1532776B1; GB0218968D0; ATE352933T1; WO2004017575A2; GB2406764B; US20060034231A1; GB2406764A; DE60311474D1; AU2003252995A1; EP1532776A2

Description

Diese Anmeldung betrifft serielle Bluetooth-Adapter.
Bluetooth bezeichnet einen erst in jüngster Zeit entwickelten, jedoch bereits wohlbekannten Standard bzw. ein System bzw. ein Protokoll für den Funkfrequenz-Nahverkehr. Bluetooth wird in vielen verschiedenen Fällen benutzt, zum Beispiel bei der Kommunikation zwischen PCs, von PCs zu Taschencomputern, von Mobiltelefonen zu PCs und von den Handapparaten von Mobiltelefonen zu den Ohrhörern. In der EP-A-1093272 ist ein Kommunikationsgerät offenbart, das Bluetooth verwendet.
In seiner Gesamtheit ermöglicht das Bluetooth-System bzw. der Bluetooth-Standard einen umfangreichen Bereich verschiedener Kommunikationsregimes. Dadurch ist es bzw. er äußerst flexibel und sehr generisch konstruiert, um eine Nutzung auf diese vielerlei unterschiedlichen Weisen zu ermöglichen. Aufgrund dessen gestaltet sich jedoch als Begleiterscheinung das Implementieren eines spezifischen Kommunikationssystems unter Verwendung von Bluetooth kompliziert und nimmt umfangreiche Mengen von Rechenressourcen ein.
Anders ausgedrückt kommt es bei der Verwendung eines vollkommen funktionsfähigen Bluetooth-Systems zu einem riesigen Verarbeitungsaufwand. Derartige Systeme sind zwar durchführbar, wenn sie auf einem relativ leistungsfähigen Rechner, beispielsweise einem PC mit Windows-Betriebssystem (für das es geeignete Softwaretools zur Steuerung von Bluetooth-Verbindungen gibt), implementiert werden. Bei nur begrenzter Verarbeitungsleistung stellen diese Systeme hingegen keine praktikable Lösung dar. Typische Fälle für begrenzte Verarbeitungsleistung sind Geräte mit eingebetteten Prozessoren. Es gibt einen umfangreichen Bereich von Geräten mit eingebetteten Prozessoren, einschließlich Maschinen und Geräten in Haushalt, Gewerbe und Industrie.
Eine besondere Situation, in der man mit einem eingebetteten Prozessor und begrenzter Verarbeitungsfähigkeit konfrontiert ist, ist bei Mobiltelefonen und ihren Ohrhörern gegeben. Wie bereits erwähnt, ist dies ein Einsatzgebiet für die Bluetooth-Kommunikation. In diesem Fall (sowie anderen, ähnlichen Fällen) wird ein Teil von Bluetooth verwendet, der nur nach Bedarf spezifische Funktionen implementiert. In diesem Fall müssen bei der erstmaligen Aktivierung die beiden bluetoothfähigen Geräte (Handapparat und Ohrhörer) miteinander „gekoppelt" werden. Ist dies erledigt, wird eine Verbindung zwischen den beiden Geräten hergestellt und die Kommunikation kann stattfinden.
Dieses auch als „Bonding" bezeichnete Koppeln ist ein einfacher Vorgang für den Benutzer, da im Normalfall bei der Aktivierung der Geräte hierfür lediglich ein Knopfdruck (oder Schalterdruck) erforderlich ist. Jedes bluetoothfähige Gerät verfügt über eine eindeutige Adresse und während des Koppelvorgangs werden diese Adressen zusammen mit einer PIN-Zahl hin- und hergeschickt. Nach dem Bonding können sich die Geräte zwar miteinander, aber mit keinem weiteren bluetoothfähigen Gerät „unterhalten". Soll eine Kommunikation eines der beiden Geräte mit einem dritten Gerät möglich sein, so muss die bestehende Koppelung aufgehoben werden und die neue Koppelung mittels eines geeigneten menschlichen Eingriffs, der üblicherweise manuell erfolgt, erstellt werden.
Aufgrund dieser Notwendigkeit sind derartige Systeme unausführbar, wenn zum Beispiel eine zentrale Einheit gewünscht wird, die über ein einziges Bluetooth-Verbindungsgerät an der zentralen Einheit mit mehreren peripheren Einheiten kommunizieren kann. Dabei wäre nämlich jedes Mal ein manueller Eingriff erforderlich, wenn die Kommunikation mit der einen peripheren Einheit zugunsten einer anderen unterbrochen werden sollte.
1 zeigt in Diagrammform die Schichten eines „unintelligenten" Bluetooth-Geräts als Ersatz für ein serielles Kabel. Dieses Gerät könnte in einem vereinfachten Bluetooth-Kommunikationssystem der eingangs beschriebenen Art verwendet werden.
Auf der Grundlage des Zustands des „Schalters" befindet sich die als „virtuelle Maschine als Ersatz für ein serielles Kabel" bezeichnete Schicht in einem von zwei Modi. In dem einen Modus ermöglicht sie das Sichten oder Erkennen anderer Bluetooth-Geräte und bei Erkennen eines „Zwillings" koppelt sie sich dann mit diesem Ge rät. In dem anderen Modus versucht sie, wenn ihr Einzelheiten eines zuvor gekoppelten Ferngeräts vorliegen, eine Bluetooth-Verbindung zu diesem herzustellen. Sie wird dies immer wieder versuchen, bis eine Verbindung hergestellt ist.
Nach dem Verbindungsaufbau werden unter Verwendung eines über die Schicht RFCOMM gerouteten Profils zum Emulieren eines seriellen Ports (das in der Version 1.1 der Veröffentlichung „Specification of the Bluetooth System Profiles" definiert ist) alle am seriellen Port anliegenden „Anwendungs"-Daten transparent an der Funkschnittstelle vorgelegt. Besteht keine Verbindung, dann werden die Daten der Anwendung verworfen.
Eine Alternative zur Ermöglichung einer Bluetooth-Kommunikation von einem Gerät mit eingebettetem Prozessor besteht darin, ein System bereitzustellen, bei dem die Verarbeitung am eingebetteten Prozessor oder an einem zugehörigen Prozessor im Gerät erfolgt und ein separates generisches Bluetooth-Verbindungsgerät verwendet wird. Dies stellt eine Analogie zu Systemen dar, bei denen die notwendige Verarbeitung und Implementierung durch einen PC unter Windows erfolgt. Bei der Verfolgung dieses Ansatzes sind jedoch umfangreiche Änderungen der Programmierung bzw. Hardware-/Firmware-Änderungen erforderlich, was sich erheblich auf die Zeit bis zur Vermarktung auswirkt.
Bei diesem Szenario residieren die oberen Schichten des Bluetooth-Stapels in dem Gerät mit dem eingebetteten Prozessor (dem Hostgerät). Für dieses System ist eine Bluetooth-Qualifizierung erforderlich. Darüber hinaus ist die Aufgabe des Portierens der oberen Schichten des Protokollstapels oder -stacks auf das Hostgerät nicht trivial. Es lässt sich zwar die Funktionalität steigern, dabei ist jedoch der Arbeitsaufwand im Vergleich zur obigen Lösung um einige Größenordnungen umfangreicher. Darüber hinaus werden an den eingebetteten Prozessor höhere Verarbeitungsanforderungen gestellt. 2 zeigt die Schichten im Hostgerät und im Bluetooth-Gerät bei einem derartigen System.
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zur Erleichterung einer Bluetooth-Kommunikation mit Geräten mit begrenzten Verarbeitungsfähigkeiten bereitzustellen.
Gemäß vorliegender Erfindung werden ein serieller Bluetooth-Adapter nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Kommunikation über eine Bluetooth-Verbindung nach Anspruch 7, ein virtuelles serielles Verbindungssystem nach Anspruch 9, ein Computerprogramm nach Anspruch 11 sowie ein computerlesbarer Datenträger nach Anspruch 12 zur Verfügung gestellt.
Es versteht sich, dass die Schnittstelle innerhalb eines gegebenen Geräts in beiden Richtungen funktioniert. D.h. während des Betriebs des Adapters können Ereignisse/Befehle zur Steuerung einer Bluetooth- und einer seriellen Verbindung in beiden Richtungen gesendet und empfangen werden und ein Abbilden kann in beiden Richtungen stattfinden, entweder vom seriellen Port oder von der Funkschnittstelle.
Es ist zu beachten, dass gemäß anderen Merkmalen der Erfindung ein serieller Bluetooth-Adapter wie oben definiert in Kommunikation mit einer anderen Art von bluetoothfähigem Gerät verwendet werden kann. Dies erfolgt auf der Grundlage, dass das andere bluetoothfähige Gerät auf eine mit dem seriellen Bluetooth-Adapter kompatible Weise betrieben wird.
Der Satz von seriellen Verbindungs-Steuerbefehlen kann passend für eine spezifische Implementierung gewählt werden. Üblicherweise ist dieser Satz von Befehlen im Vergleich zu der Vielfalt der in Bluetooth möglichen Ereignisse und Fähigkeiten begrenzt. Obwohl jeder serielle Verbindungs-Steuerbefehl auf ein entsprechendes Bluetooth-Ereignis abgebildet wird, gibt es nämlich bei einer typischen Implementierung zahlreiche Bluetooth-Ereignisse, für die es keinen entsprechenden seriellen Verbindungs-Steuerbefehl gibt. Natürlich können solche Ereignisse innerhalb des entsprechenden Systems oder Verfahrens nicht verwendet werden. Worauf es jedoch ankommt, ist, dass zur Erleichterung einer virtuellen seriellen Verbindung, also dem Hauptziel hier, die meisten Bluetooth-Fähigkeiten irrelevant sind.
Aufgrund dieses verringerten und vereinfachten Befehlssatzes vereinfacht sich der Vorgang der Rekonfigurierung eines Geräts mit seriellem Port, um dieses mit einem seriellen Adapter gemäß vorliegender Anmeldung funktionsfähig zu machen, erheblich und dadurch wird auch der Einsatz einer Bluetooth-Verbindung einfacher. Dadurch sinkt einerseits der für das Gerät erforderliche Aufwand hinsichtlich Programmierung oder Änderungen an Hardware bzw. Firmware, damit dieses geeignete Be fehle ausgeben und empfangen kann, auf ein Minimum und andererseits verringert sich auch der Umfang der vom Gerät durchzuführenden Verarbeitung.
Dieser Verarbeitungs- und Rekonfigurationsaufwand wird nämlich bereits bei der Entwicklung und beim Betrieb des Adapters in Angriff genommen. An sich fällt ein Großteil der Rekonfigurationsarbeit lediglich einmal an – nämlich bei der Entwicklung des Adapters, der ohne Weiteres bei anderen Geräten verwendet werden kann. Ferner wurde in jedem Fall der erforderliche Gesamtverarbeitungsaufwand durch die Entwicklung eines zur Erfüllung einer spezifischen Aufgabe konstruierten Adapters gesenkt, und ein Teil dieser Verarbeitung wird vom Adapter selbst durchgeführt, um den in dem Gerät mit dem seriellen Port erforderlichen Verarbeitungsaufwand weiter zu senken.
Die vorliegende Anmeldung betrifft die Protokolle bzw. Befehle, welche zur Steuerung einer Verbindung zwischen zwei Geräten, die eine Bluetooth-Verbindung verwenden, zum Einsatz kommen. Nach dem Verbindungsaufbau hat der serielle Adapter seine Funktion erfüllt. Bei den zur Übertragung der Daten an sich verwendeten Protokollen etc. handelt es sich um eine andere Angelegenheit, mit der diese Anmeldung nicht befasst ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfassen die Steuerbefehle für die serielle Verbindung einen Befehlssatz mit Befehlen, die zu Befehlen analog sind oder noch bevorzugter in direktem Bezug zu diesen stehen oder im Wesentlichen identisch mit diesen sind, wie sie in einem zur Steuerung von Modemverbindungen be nutzten Industriestandard-Befehlssatz verwendet werden. Dies kann dem seriellen Adapter die Annahme von Befehlen von sowie die Ausgabe von Befehlen an Modems oder Geräte ermöglichen, die zum Austausch derartiger Befehle mit Modems konfiguriert sind.
Es werden sich wahrscheinlich Fälle ergeben, in denen Befehle zwischen dem Adapter und Geräten ausgetauscht werden müssen, die nicht standardgemäß zur Annahme von Industriestandard-Modembefehlen bereit sind. Für derartige Geräte ist eine Rekonfiguration/Programmierung erforderlich, aber dies wäre ohnehin der Fall, ganz gleich, um welchen Befehlssatz es sich handelt, daher ist dies kein Nachteil. Darüber hinaus fällt bei Kenntnis der Modembefehle der Prozess der Rekonfiguration/Programmierung wahrscheinlich leichter.
Ein ursprünglich von Hayes entwickelter und als der AT-Befehlssatz bekannter Befehlssatz ist der zur Zeit meistverwendete Befehlssatz zur Steuerung von Modemverbindungen. Vorzugsweise umfassen die Steuerbefehle für die serielle Verbindung einen Satz von AT-Befehlen. Diese sind Entwicklern/Programmierern bekannt und werden von AT-kompatiblen Modems und anderen Geräten erkannt. Es ist unwahrscheinlich, dass bei einem System der vorliegenden Art der komplette AT-Befehlssatz bzw. das komplette AT-Protokoll verwendet werden muss.
Die Steuerbefehle für die serielle Verbindung können den in Abschnitt 3.2 von Anhang 1 der Beschreibung dieser Anmeldung aufgeführten und erläuterten Befehlssatz oder einen Untersatz dieser Befehle umfassen. Die Steuerbefehle für die serielle Verbindung können einen mo difizierten Befehlssatz umfassen, der auf dem in Abschnitt 3.2 von Anhang 1 der Beschreibung dieser Anmeldung aufgeführten und erläuterten Befehlssatz oder auf einer Untermenge dieser Befehle basiert. Dabei können die Modifikationen das Ersetzen der generischen Startsequenz „AT" (oder eines Teils dieser Startsequenz) durch eine andere, zum Beispiel „BT" oder „TDK" umfassen.
Im üblichen Fall umfasst das Bluetooth-Verbindungsmodul einen Bluetooth-Chip. Zumindest bei einigen Standard-Bluetooth-Chips ist eine programmierbare virtuelle Maschine vorhanden, die zur Durchführung sekundärer Funktionen eingesetzt werden kann. Bei einem Beispiel wird die Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle durch geeignete Programmierung der auf dem Bluetooth-Chip vorgesehenen virtuellen Maschine implementiert.
Dadurch ergibt sich eine besonders effiziente Lösung. Die von der virtuellen Maschine bereitgestellte Funktionalität ist zur Durchführung des Abbildungsvorgangs besonders geeignet. Des weiteren wird bei zahlreichen aktuellen Implementierungen die über die virtuelle Maschine zur Verfügung stehende Verarbeitungsleistung in nur geringem Umfang oder überhaupt nicht genutzt.
Es folgt nunmehr eine lediglich beispielhafte Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
1 die Schichten in einem „unintelligenten" Bluetooth-Kommunikationsgerät aus dem Stand der Technik als Ersatz für ein serielles Kabel;
2 die Schichten in einem Hostgerät und in einem Bluetooth-Gerät bei einem alternativen Bluetooth-Kommunikationssystem, bei dem sich ein Teil des Bluetooth-Stapels auf dem Hostgerät befindet;
3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Kommunikationssystems mit seriellen Bluetooth-Adaptern gemäß vorliegender Erfindung;
4 die Schichten in einem seriellen Bluetooth-AT-Modul, das als serieller Bluetooth-Adapter gemäß vorliegender Erfindung fungiert; und
5 eine schematische Darstellung einer Anwendung für serielle Bluetooth-AT-Module gemäß vorliegender Erfindung.
3 zeigt schematisch ein Kommunikationssystem, bei dem zwei Hostgeräte 1 mit (nicht dargestellten) eingebetteten Mikroprozessoren und seriellen Ports SP miteinander verbunden sind, um die Übertragung von Daten zwischen diesen Geräten zu ermöglichen.
Sollte hierfür nicht ausdrücklich eine Funkverbindung gewünscht werden, könnte man die beiden Geräte auch über ein serielles Kabel direkt miteinander verbinden. Funkverbindungen bringen jedoch Vorteile mit sich, bei spielsweise, dass keine Kabel mehr gezogen oder umgeleitet werden müssen.
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Ermöglichen des Ersetzens von seriellen Kabelverbindungen durch Funkverbindungen und insbesondere Bluetooth-Verbindungen. Die Konzepte der vorliegenden Anmeldungen erweisen sich dann als besonders sinnvoll, wenn die zu verbindenden Geräte eingebettete Prozessoren beinhalten. Derartige Geräte haben häufig nur begrenzte Verarbeitungsfähigkeiten. Des Weiteren besteht allgemein der Wunsch, den Rekonfigurations- und/oder Umprogrammierungsaufwand für derartige eingebettete Prozessoren so niedrig wie möglich zu halten.
Bei dem in 3 gezeigten System ist jedes Gerät über ein entsprechendes serielles Kabel C an einen seriellen Port SP eines entsprechenden seriellen Bluetooth-Adapters 2 angeschlossen. Bei den seriellen Bluetooth-Adaptern 2 handelt es sich um bluetoothfähige Geräte, und über Bluetooth-Funkfrequenzsignale 3 können Daten zwischen den Adaptern 2 übertragen werden.
Die Funktionsweise des Verbindungssystems ist zwar erst nachstehend erläutert, es sollte jedoch hier bereits angemerkt werden, dass bei bestehender Verbindung über die Adapter 2 diese Verbindung für die Hostgeräte 1 nicht von einer direkten seriellen Kabelverbindung zu unterscheiden ist. Das in 3 gezeigte Verbindungssystem emuliert somit eine direkte serielle Kabelverbindung und kann somit als virtuelle serielle Kabelverbindung betrachtet werden.
Jeder serielle Bluetooth-Adapter 2 umfasst dabei ein Bluetooth-Verbindungsmodul 21 mit einer Antenne 22, die für das Senden und das Empfangen von Bluetooth-Funkfrequenzsignalen vorgesehen ist. Zwischen dem seriellen Port SP und dem Bluetooth-Verbindungsmodul 21 ist eine Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle 23 vorgesehen.
Zwar sind in 3 das Verbindungsmodul 21 und die Schnittstelle 23 als separate Komponenten dargestellt; es versteht sich jedoch, dass dies lediglich dem besseren Verständnis dient. Bei einigen Implementierungen lassen sich das Verbindungsmodul 21 und die Schnittstelle 23 durch separate softwaregesteuerte Hardwarekomponenten realisieren. Bei anderen Implementierungen wird diese funktionelle Trennung zwischen dem Verbindungsmodul 21 und der Schnittstelle 23 möglicherweise nicht durch eine klare physische Trennung von Hardware- und/oder Softwarekomponenten wiedergegeben.
Zumindest einige Standard-Bluetooth-Chips sind mit einer programmierbaren virtuellen Maschine für die Ausführung sekundärer Funktionen versehen. Bei einer bevorzugten Implementierung, die im seriellen Bluetooth-AT-Modul der Anmelderin verwendet wird, wird ein (nicht dargestellter) Bluetooth-Chip mit einer solchen virtuellen Maschine zum Betreiben der Verbindung 21 ausgewählt. Die Funktionen der Schnittstelle 23 werden dann durch geeignete Programmierung der auf dem Bluetooth-Chip vorgesehenen virtuellen Maschine ausgeführt.
Als Teil des Systems ist ein Befehlssatz definiert, welcher so ausgelegt ist, dass er jedem Gerät 1 das Freischalten und Steuern einer Verbindung über seinen jeweiligen Adapter 2 ermöglicht. Diese Befehle können als Steuerbefehle für die serielle Verbindung bezeichnet werden. Der Befehlssatz bei dieser Ausführungsform umfasst eine Auswahl von Befehlen, die auf dem von Hayes entwickelten Industriestandard-AT-Befehlssatz beruhen, wie er zur Steuerung von Modemverbindungen verwendet wird.
Dabei ist jedes Hostgerät 1 entweder ein zur Verwendung des geeigneten Befehlssatzes vorkonfiguriertes Modem (oder anderes Gerät) oder ein Gerät, das erst rekonfiguriert/programmiert werden muss, bevor der geeignete Befehlssatz verwendet werden kann. Ist eine der beiden zuvor genannten Bedingungen erfüllt, kann das Hostgerät 1 durch Ausgabe der entsprechenden Befehle die Verbindung freischalten und weiter steuern.
Die Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle 23 wird betrieben, um über den seriellen Port SP Befehle vom Hostgerät 1 zu empfangen, und gibt auf der Grundlage dieser geeignete Steueranweisungen an das Bluetooth-Verbindungsmodul 21 aus; diese Anweisungen können als Steuerereignisse für die Bluetooth-Verbindung bezeichnet werden. Die Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle 23 bildet nämlich Steuerbefehle für die serielle Verbindung auf Steuerereignisse für die Bluetooth-Verbindung ab.
Bei der bevorzugten Implementierung werden bei Verwendung der programmierten virtuellen Bluetooth-Maschine Steuerbefehle für die serielle Verbindung von der programmierten virtuellen Maschine empfangen und verarbeitet und es werden entsprechende Steuersignale von der Maschine ausgegeben, um den eigentlichen Bluetooth-Chip zu steuern.
Die oben erwähnten Prozesse funktionieren allesamt auch in umgekehrter Richtung. D.h. es werden vom Bluetooth-Verbindungsmodul kommende Steuerereignisse für die Bluetooth-Verbindung, die an der Schnittstelle 23 empfangen werden, verarbeitet und in der Tat in entsprechende Steuerbefehle für die serielle Verbindung umgewandelt bzw. auf solche abgebildet, die an das entsprechende Gerät 1 ausgegeben werden können.
Diese Prozesse finden in beiden Adaptern 2 statt, um die Verbindung zwischen den zwei Hostgeräten 1 freizuschalten und zu steuern.
Weitere Einzelheiten zu dem bei einer Ausführungsform verwendeten Befehlssatz, zu dem seriellen Bluetooth-AT-Modul der Anmelderin, sowie Beispiele dafür, wann und wie diese Befehle verwendet werden, sind im beiliegenden Anhang 1 zur Beschreibung, mit dem Titel „Technischer Vorschlag – Intelligenter Serieller Bluetooth-Adapter" aufgeführt.
Selbstverständlich lässt sich dabei der verwendete Befehlssatz auf vielerlei Art und Weise geringfügig modifizieren. Werden Modifikationen vorgenommen, dann soll dabei vorzugsweise die allgemeine Struktur der Befehle beibehalten werden, so dass die Programmierung durch Kenntnis des AT-Protokolls erleichtert wird. Somit könnte man die generische Startsequenz „AT" der Befehle zu beispielsweise „BT" oder „TDK" ändern.
Ein Nachteil beim Abgehen vom AT-basierten Befehlssatz besteht darin, dass dann der Befehlssatz ohne entsprechende Änderungen nicht von existierenden AT-kompatiblen Geräten verwendet werden kann. Dies stellt jedoch kein unüberwindbares Problem dar.
4 zeigt die Schichten in einem seriellen Bluetooth-AT-Modul, das als serieller Bluetooth-Adapter 2 der selben allgemeinen Art wie in 3 gezeigt fungiert und bei dem die Schnittstelle durch geeignetes Programmieren der virtuellen Maschine des Bluetooth-Chips realisiert wird. Es versteht sich, dass durch das auf der virtuellen Maschine vorhandene Programm dem Kommunikationssystem eine Schicht „Virtuelle Maschine für AT-Protokoll" hinzugefügt wird. Dies kann als das Ersetzen einer entsprechenden Schicht einer virtuellen Maschine in dem in 1 gezeigten „unintelligenten" Bluetooth-Gerät als Ersatz für ein serielles Kabel betrachtet werden.
Beim Hochfahren initialisiert sich die Schicht „AT-Protokoll" in einen Ruhe- oder Grundzustand. In diesem Zustand besteht keine Bluetooth-Verbindung, und sie überwacht kontinuierlich die ,Anwendungsdaten'. Handelt es sich bei den von der Anwendung eingehenden Daten um einen gültigen ,AT'-Befehl, dann wird dieser ausgeführt. Es gibt ,AT'-Befehle, die Aktionen ermöglichen, zum Beispiel: Ausführen einer Bluetooth-Suche; Vergeben eines benutzerfreundlichen Namens für das Gerät; Erstellen von Bluetooth-Verbindungen; Abbrechen bestehender Verbindungen etc.
Befindet sich die Schicht ,AT Protokoll' im verbundenen Zustand, dann werden sämtliche Anwendungsdaten über RFCOMM an die RF-Schicht geleitet, zu ihrer weiteren Übertragung an das entfernt befindliche Gerät, wobei dies dann über die Bluetooth-Verbindung erfolgt.
Das in 1 dargestellte System wurde als „unintelligentes" Bluetooth-Gerät als Ersatz für ein serielles Kabel beschrieben. Im Gegensatz dazu stellen die seriellen Bluetooth-Adapter gemäß vorliegender Erfindung, zum Beispiel das serielle Bluetooth-AT-Modul, einen „intelligenten" Ersatz für ein serielles Kabel zur Verfügung. Wird ein serielles Kabel durch das vorliegende System ersetzt, dann müssen dafür keine zwei Bluetooth-Geräte miteinander gekoppelt werden. Durch Verwendung des Befehlssatzes lassen sich Verbindungen je nach und bei Bedarf aufbauen und abbrechen.
Darüber hinaus vereinfacht das vorliegende System die bei den Hostgeräten benötigten Bedienelemente und Verarbeitungsleistung derart, dass eingebettete Prozessoren jederzeit die erforderliche Verarbeitung übernehmen können und dadurch die für die Hostgeräte erforderliche Rekonfiguration/Neuprogrammierung auf einem überschaubaren Niveau gehalten wird.
Diese Faktoren ermöglichen den Einsatz von Bluetooth-Verbindungen in einem völlig neuen Umfeld. Es wird nunmehr möglich, ein zentrales Gerät mit nur einem Bluetooth-Verbindungsgerät (zum Beispiel einem seriellen Bluetooth-AT-Modul) zu verwenden, welches periodisch mit mehreren anderen Geräten mit seriellen Bluetooth-AT-Modulen kommunizieren kann. Dabei kann die Kommuni kation zwischen dem zentralen Gerät und den anderen Geräten durch ein Zeitmultiplexverfahren mehrfach zur Verfügung gestellt werden.
Dies lässt sich natürlich ohne menschlichen Eingriff und insbesondere ohne manuelle Intervention am Standort eines jeden der anderen Geräte bewerkstelligen. Darüber hinaus wird dies unter Verwendung von in sich selbst abgeschlossenen Einheiten – zum Beispiel serieller Bluetooth-AT-Module – realisiert, anstatt dafür separate, externe und teure Verarbeitungsleistung und Systeme zu verwenden, wie sie bei Techniken erforderlich sind, die auf der Verwendung von PCs unter einem Windows-Betriebssystem basieren. Die in sich abgeschlossenen Einheiten (autonome Module) enthalten auch die erforderliche Antenne.
5 zeigt schematisch ein System, bei dem serielle Bluetooth-AT-Module des oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Typs zum Einholen von Informationen von mehreren Geräten über Bluetooth-Verbindungen eingesetzt werden können.
Das System von 5 verfügt über eine zentrale Einheit 100 mit einem Modem 101, welches über ein serielles Kabel an ein serielles Bluetooth-AT-Modul 102 angeschlossen ist. Dabei steht die zentrale Einheit in einer Spielhalle mit mehreren Spielautomaten 104. In 5 sind zwar nur drei Spielautomaten dargestellt, in der Praxis können jedoch Spielautomaten in weitaus höherer Anzahl vorhanden sein. Jeder Spielautomat 104 ist über ein serielles Kabel an ein entsprechendes serielles Bluetooth-AT-Modul 102 angeschlossen.
Informationen über den Betrieb eines jeden Spielautomaten 104 werden am jeweiligen Spielautomaten 104 aufgezeichnet. Diese Informationen können beispielsweise den Geldbetrag in der Geldkassette des Automaten einschließen. Wir gehen davon aus, dass der Wunsch besteht, die Informationen in einer Rechenzentrale an einem zentralen Standort, auf die über das Modem 101 zugegriffen werden kann, zu protokollieren und/oder durchzusehen.
Während eines Initiierungsstadiums wird das serielle Bluetooth-AT-Modul 102 an jedem Spielautomaten 104 in einen empfangsbereiten Zustand versetzt, indem der jeweilige Spielautomat 104 entsprechende AT-Befehle ausgibt. Die seriellen Bluetooth-AT-Module 102 bleiben in diesem Zustand und sind somit stets zum Empfang und zum Senden von Daten über die Bluetooth-Verbindung 2 an die zentrale Einheit 100 bereit.
Durch das Einholen der gewünschten Informationen kann die Rechenzentrale am zentralen Standort der Reihe nach eine Verbindung zu jedem Spielautomat 104 aufbauen. Wird eine Verbindung von der Rechenzentrale initiiert, dann muss zuerst eine Verbindung zwischen dem Computer, seinem Modem und dem Modem 101 der zentralen Einheit 100 aufgebaut werden. Dann gibt das Modem 101 der zentralen Einheit 100 AT-Befehle an das serielle Bluetooth-AT-Modul 102 der zentralen Einheit aus. Diese Befehle schließen die Identität des Spielautomaten 104 ein, zu dem eine Verbindung hergestellt werden soll – im ersten Fall des Spielautomaten 1. Geeignete Bluetooth-Signale werden dann von der zentralen Einheit 100 übertragen und von dem seriellen Bluetooth-AT-Modul 102 eines jeden Spielautomaten 104 erfasst. Aufgrund der Tatsache jedoch, dass die Signale die Identität des Spielautomaten 1 enthalten, werden geeignete AT-Befehle nur zwischen dem Spielautomaten 1 und seinem seriellen Bluetooth-AT-Modul 102 ausgetauscht, wodurch die Verbindung zwischen der Rechenzentrale und dem Spielautomaten 1 aufgebaut wird. Nach Aufbau der Verbindung können Daten vom Spielautomaten 1 an die Rechenzentrale übertragen werden. Dabei ist anzumerken, dass die Bluetooth-Datenverbindungen fakultativ auch so konfiguriert werden können, dass sie verschlüsselt sind, um dadurch ein unbefugtes „Abhören" der Daten zu verhindern.
Nach Abschluss dieser Übertragung kann eine Verbindung zum Spielautomaten 2 initiiert werden und so weiter.
Bei Alternativen kann ein komplexeres, alternierendes („interleaved") Zeitmultiplexsystem dann zum Einsatz kommen, wenn es unangemessen ist zuzulassen, dass ganze Datensätze in einem Block übertragen werden. Es können dabei für jedes Gerät einmal je aufeinanderfolgender vorbestimmter Perioden Zeitschlitze vergeben werden. Allgemein gesagt sind den Anwendungsmöglichkeiten der vom vorliegenden System bereitgestellten Fähigkeiten kaum Grenzen gesetzt.
Andere Fälle, in denen Systeme gemäß vorliegender Anmeldung eingesetzt werden können, sind unter anderem: Verbindungen zwischen einer elektronischen Kasse und mehreren Süßwaren-/Getränkeautomaten; Verbindungen zwischen einer entfernt befindlichen Datenprotokollierungsvorrichtung und einem bluetoothfähigen Mobiltelefon und weiter zu einem Zentralrechner; und Verbindun gen zwischen einem Zentralrechner und mehreren Geräten einer Testeinrichtung.
Anlage 1
Technischer Vorschlag
Intelligenter Serieller Bluetooth-Adapter
1. Einführung
Der auf der Chip-Gruppe BC02 von TDK basierende Bluetooth-USB-Adapter vermittelt über einen fakultativen Steckverbinder mit 40 Kontaktanschlüssen (Pins) Zugang zu folgenden Signalen:
Dies bedeutet, dass es nunmehr – bei entsprechenden Änderungen der Firmware – möglich ist, ein Kabel zu konstruieren, das über eine UART-Schnittstelle Zugang zum Bluetooth-Modul vermittelt. Dabei kann das Kabel passiv sein, nämlich für eingebettete Anwendungen, bei denen das Hostgerät eine UART-Schnittstelle auf ,TTL'-Ebene bietet, ODER es kann aktiv sein, im Fall einer Umsetzung auf RS232-Ebene.
Bei der Hardware-Fähigkeit allein bleibt es jedoch nicht. Es muss nämlich auch angesprochen werden, wie das Gerät „anzusteuern" ist. Diesbezüglich gibt es drei Optionen: (1) über das UART H4 HCI Protokoll, (2) über das UART BCSP HCI Protokoll, (3) unmittelbar („raw"). In den ersten beiden Fällen ist ein Bluetooth-Stapel beim Hostgerät erforderlich, während bei der dritten Option davon ausgegangen wird, dass der Bluetooth-Stapel in der Firmware des Geräts eingebettet ist, und jedwede über die UART-Schnittstelle an es angelegte Daten werden per Funk über ein serielles Portprofil (SPP) übertragen.
Wird unser Gerät in Form der Optionen (1) und (2) angeboten, dann impliziert dies, dass unsere Kunden für ihre bestimmte Anwendung und Plattform erheblich in die Entwicklung und/oder den Erwerb eines eingebetteten Bluetooth-Stapels investieren müssen. Dies stellt gegenwärtig ein großes Hindernis dar, das eine breitere Anwendung von Bluetooth-Funklösungen in diesem Marktsektor verhindert.
Option (3) hingegen bietet die leichteste, schnellste und kosteneffizienteste Möglichkeit für Bluetooth, sich in dem Marktsegment für eingebettete Systeme/vertikale Integration durchzusetzen.
In dieser Schrift ist der technische „Nachweis der Funktionsfähigkeit des Konzepts" für einen intelligenten seriellen Bluetooth-Adapter im Gegensatz zum konventionelleren seriellen Bluetooth-Adapter als ,Kabelersatz' beschrieben.
2. Konventioneller serieller Adapter als Kabelersatz
Von CSR gibt es ein Referenzdesign für ein Bluetooth-Modul als Kabelersatz auf der Grundlage ihrer Chipgruppen BC01 und BC02.
Wie funktioniert es?
Aus Sicht eines Benutzers liegt eine Situation vor, bei der zwei intelligente Geräte über ein serielles Kabel miteinander kommunizieren. Der Benutzer nimmt also zwei „serielle Kabelersatz-Adapter" mit der gleichen Art von Steckverbindern wie die Kabel und steckt diese in die entsprechende Anschlüsse an beiden Enden der seriellen Datenverbindungsstrecke ein.
Dann findet eine ,Einmal'-Prozedur statt, bei der diese beiden Geräte miteinander gekoppelt werden und ab diesem Zeitpunkt zeigt sich für die miteinander kommunizierenden Geräte kein Unterschied dahingehend, dass die Datenverbindungsstrecke jetzt virtueller Natur ist.
Soll dann eines dieser Geräte mit einem anderen Gerät benutzt werden, so müssen dafür erst die zwei Geräte durch manuellen Eingriff voneinander entkoppelt werden, damit sie anderweitig wieder eingesetzt werden können. Vermutlich wird sich angesichts dieses manuellen Eingriffs die Durchsetzung eines solchen Geräts auf dem Markt für eingebettete Lösungen erheblich verzögern.
Dies impliziert, dass ein ohne manuellen Eingriff rekonfigurierbarer serieller „Kabelersatz"-Adapter wün schenswert ist. Damit dieser für den Markt für eingebettete Lösungen interessanter wird, muss das Rekonfigurierungsprotokoll möglichst einfach sein und vorzugsweise Konzepte aus bestehenden Protokollen verwenden oder zu Leihe nehmen.
Im nächsten Abschnitt ist ein solches Gerät beschrieben, das vom bereits existierenden USB-Bluetooth-Adapter der Anmelder ausgeht und entsprechend angepasst wurde.
3. Intelligenter serieller Bluetooth-Adapter
Die Idee für ein derartiges Gerät ergab sich daraus, dass die Bluetooth-Kommunikation auf eine den Fernsprechmodems sehr ähnliche Weise verbindungsorientiert ist. In beiden Fällen gibt es ein Konzept von ,Online'-(also „verbunden") und ,Offline'-(also „nicht verbunden")Betriebsmodi, im letzteren Fall gibt es auch ein Konzept eines ,Befehls'-Modus.
Zieht man diesen Vergleich weiter, dann ergibt sich die logische Schlussfolgerung, dass eine Untermenge des AT-Befehlsprotokolls einen sehr guten Kandidaten für die Portierung auf einen seriellen Bluetooth-Adapter darstellt.
Dies impliziert, dass der serielle Adapter – wie Fernsprechmodems – in einen Funkmodus hochfahren sollte, in dem er weder verbunden noch empfangsbereit und unintelligent ist und nur über die serielle Schnittstelle reagiert. Dann kann genau wie bei der Steuerung eines nor malen Modems das Hostgerät Befehle ausgeben, die dann auf diverse, uns allen bekannte Bluetooth-Aktivitäten abgebildet werden, zum Beispiel Anfrage, Warten auf Verbindung, Verbinden, Koppeln, Verschlüsselung etc.
Bei diesem Gerät gibt es eine serielle Schnittstelle und einen Endpunkt für Funkkommunikation. Letzterer hat ein Konzept verbundener und nichtverbundener Moden und erstere hat ein Konzept von Befehls- und Online-Modus. Daraus ergibt sich eine 2×2-Matrix von vier Zuständen, die nachstehend dargestellt ist.
Dabei ergibt eine Kombination, nämlich „ohne Funkverbindung" und „Online-Modus", keinen Sinn und wird daher außer Acht gelassen.
Ein Navigieren zwischen diesen Zuständen erfolgt unter Verwendung einer Untermenge von AT-Befehlen, und diese sind ausführlich im nächsten Abschnitt erläutert.
3.1 Digitaler & Analoger Eingang/Ausgang (I/O)
Das Modul vermittelt Zugriff auf 8 digitale Ein-/Ausgangsleitungen und 2 Analogleitungen. Letztere können als AD-Wandler oder DA-Wandler konfiguriert sein.
Zugriff auf diese Leitungen erfolgt über den ATS-Befehl. Dabei haben Schreibvorgänge auf diese die Form ATSnnn=mmm und Lesevorgänge die Form ATSnnn?.
Mehr dazu in Abschnitt 3.2.7. Grundsätzlich sind S-Register im Bereich 600 bis 699 für den Zugriff auf diese Ein-/Ausgangsleitungen vorgesehen.
Zum Beispiel führt der Befehl ATS601? zum Einlesen über die analoge Leitung 1 dazu, dass der zuletzt erstellte Wert zurückgeschickt wird. Wäre Leitung 2 als Ausgang konfiguriert, dann erzeugt entsprechend ATS602=100 einen neuen analogen Wert. Alle als Ausgänge konfigurierten digitalen Leitungen werden durch ATS6xx=1 gesetzt und unter Verwendung von ATS6xx=0 zurückgesetzt.
3.2 AT-Befehlssatz
3.2.1 Annahmen
Die Chip-Gruppe BC02 im TDK-Adapter ist speicherressourcenbegrenzt. Es wird ebenfalls NICHT vorgeschlagen, das AT-Protokoll vollständig zu implementieren, wie dies bei Modems der Fall ist. Was für dieses Gerät beansprucht wird, ist, dass es ein Protokoll ähnlich einem AT-Modem hat.
Daher wird von folgenden Annahmen ausgegangen:

– Alle Befehle werden mit dem Wagenrücklaufzeichen 0x0D beendet, das in den nachstehenden Ausführungen durch die Zeichenfolge <cr> dargestellt ist und nicht verändert werden kann.
– Bei allen Antworten vom Adapter geht der Antwort ein Zeilenvorschubzeichen („live feed", lf) voran bzw. ist dieser ein Wagenrücklaufzeichen („car riage return", cr) angehängt. Diese Zweizeichenfolge hat den Wert 0x0A bzw. 0x0D und wird von der Zeichenfolge <lf,cr> dargestellt und kann nicht verändert werden.
– Alle Bluetooth-Adressen werden durch eine feste 12-stellige Hexadezimalziffernfolge dargestellt.
– Alle Klassencodes für Bluetooth-Geräte werden durch eine feste 6-stellige Hexidezimalziffernfolge dargestellt.
– Alle neuen Bluetooth-spezifischen Befehle werden durch die Folge +BTx identifiziert, bei der x eine mnemonische Abkürzung für die beabsichtigte Funktionalität ist.
– Das Gerät befindet sich STETS im nicht-wiederholenden Modus („Non-Echo").
– Alle AT-Befehle sind in Großbuchstaben angegeben und davor oder danach sind keine Zwischenräume (sog. Whitespaces) zulässig.

3.2.2. AT

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.3. ATZ {Zurücksetzen}
Dadurch wird das Gerät in einen bekannten Zustand zurückgesetzt, bei dem es sich um den Befehlsmodus ohne Bluetooth-Verbindung handelt. Alle S-Register werden ebenfalls auf Grundeinstellung gesetzt.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.4. ATR {Zurücksetzen der Hardware}
Zwingt das Gerät, ein Rücksetzen der Hardware durchzuführen. Dadurch können Änderungen am PS-Speicher wirksam werden. Zum Beispiel eine Übertragungsratenänderung (in Baud) durch einen ATS520-Befehl. Es dauert ca. 2 Sekunden, bis das Gerät danach wieder auf AT-Befehle antwortet.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>, und dann findet ein Rücksetzen statt

3.2.5 AT&F {Setzen der Hersteller-Grundeinstellungen}
Installieren der Grundeinstellungswerte in allen S-Registern. Setzen des benutzerfreundlichen Gerätenamens auf „TDK nnn", wobei nnn die Bluetooth-Adresse darstellt. Setzen des Geräteklassencodes auf FFFFFF.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.6 ATIn {Informationen}
Hierdurch erhält man als Rückantwort Informationen über das Modul. Zum Beispiel Seriennummern, Herstellerangaben etc.
Im Fall von n=0 kommt als Rückantwort die CSR-Chip-Gruppe

Antwort: <lf,cr>BC2<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei n=1 kommt als Rückantwort die Versions- oder Baureihennummer der CSR-Firmware, zum Beispiel

Antwort: <lf,cr>310<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei n=2 kommt als Rückantwort die TDK-Speicherabbildnummer („Image Number"), zum Beispiel

Antwort: <lf,cr>06G<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei n=3 kommt als Rückantwort die Serien- oder Versionsnummer der virtuellen Maschine, zum Beispiel

Antwort: <lf,cr>1.01<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei n=4 kommt als Rückantwort die durch Doppelpunkte unterteilte Bluetooth-Adresse des Geräts

Antwort: <lf,cr>aabbccddee<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei n=5 kommt als Rückantwort die Herstellerangabe für dieses Gerät

Antwort: <lf,cr>TDK Systems Europe Ltd, UK<lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.7 ATSn=nnnn {Setzen des S-Registers}
Es gibt ein Konzept von Registern, die zum Speichern von Parametern verwendet werden, beispielsweise des Escape-Sequenz-Zeichens, der Anfrageverzögerungszeit etc. wie nachstehend ausführlich aufgeführt.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

Wird das Register nicht erkannt oder der angegebene Wert liegt außerhalb des Bereichs, dann

Antwort: <lf,cr>ERROR nn<lf,cr>

3.2.8 ATSn? {Abfrage S-Register}
Dies liefert den aktuellen Wert von Register n.
Bei erkannten Werten von n

Antwort: <lf,cr>(entsprechender Wert)<lf,cr>OK<lf,cr>

Bei nicht erkannten Werten von n

Antwort: <lf,cr>ERROR nn<lf,cr>

3.2.9 ATD123456789012 {Verbindungsaufbau}
Aufbau einer Verbindung zu dem Gerät mit der Bluetooth-Adresse 123456789012. Zugriffsberechtigungsprüfung und Verschlüsselung erfolgen gemäß S-Registern 500 und 501. Die Zeitabschaltung wird vom S-Register 505 vorgegeben.

Antwort: <lf,cr>CONNECT<lf,cr>

3.2.10 +++ {Eintritt in den Befehlsmodus}
Normalerweise ist dies die Escape-Sequenz, um ein im Online-Zustand befindliches Modem in den Befehlsmodus zu zwingen. Da dieses Gerät aber auch zum Verbinden eines Mobiltelefonmodems über ein serielles Bluetooth-Portprofil verwendet werden könnte, könnte es zu einer erheblichen Verwechslungsgefahr kommen, deshalb wird die als nächstes beschriebene Sequenz ^^^ verwendet.
3.2.11 ^^^ {Eintritt in den Befehlsmodus}
Im Online- und verbundenen Modus kann das Hostgerät das Gerät in einen Befehls- und verbundenen Modus zwingen, so dass AT-Befehle an das Gerät ausgegeben werden können. Das Zeichen bei dieser Escape-Sequenz ist im S2-Register angegeben, lässt sich also ändern. Ferner wird die Schutzzeit für die Escape-Sequenz vom S-Register 12 vorgegeben. Gemäß Grundeinstellung ist die Schutzzeit auf 100 Millisekunden gesetzt. An dieser Stelle wird auf Abschnitt 5: Verbindungsabbruch zugunsten relevanterer Informationen verwiesen.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr> {muss entschieden werden}

3.2.12 ATA {Annehmen eines Anrufs}
Annehmen einer eingehenden Verbindungsanfrage. Wird angezeigt durch die unaufgeforderte Zeichenfolge <lf,cr>RING 123456789012<lf,cr> im Sekundentakt. Dabei ist 123456789012 die Bluetooth-Adresse des die Verbindung aufbauenden Geräts.

Antwort: <lf,cr>CONNECT<lf,cr>

3.2.13 ATH {Verbindungsabbruch}
Abbruch einer bestehenden Verbindung oder Ablehnen einer durch unaufgeforderte ,RING'-Mitteilungen angezeigten eingehenden Verbindungsanfrage

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.14 ATO {Eintritt in den Online-Modus} (Buchstabe ,o')
Rückkehr in den Online-Datenmodus. Nach Empfang von OK wird in den Online-Modus geschaltet. Besteht keine Bluetooth-Verbindung, dann kommt als Antwort ,ERROR', also Fehler.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr> oder
Antwort: <lf,cr>ERROR nn<lf,cr>

3.2.15 AT+BTO {Öffnen und Einheit erkennbar machen}
Nach dem Hochfahren und (dem Befehl) ATZ wird dieser Befehl gesendet, so dass RFCOMM initialisiert und geöffnet wird und der in AT+BTN angegebene Dienstname über die SDP-Registrierdatenbank („Registry") offengelegt wird.
3.2.16 AT+BTQn {Freigabe/Sperren von Inquiry Scans}
Bei n=0 werden Inquiry Scans gesperrt und bei n!=0 werden Inquiry Scans freigegeben. Bei freigegebenem Inquiry Scan impliziert dies, dass dieses Gerät auf Anfragen von anderen Geräten antwortet.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.17 AT+BTK="012345" {Paßschlüssel Setzen}
Verwenden des Paßschlüssels 012345 für alle nachfolgenden Zugriffsberechtigungsprüfungen. Der Wert wird als Zeichenfolge und nicht als Zahl gespeichert, um sicherzustellen, dass führende Nullen beibehalten werden.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.18 AT+BTI {Anfragen}
Dies veranlasst, dass das Gerät eine Anfrage nach Verzögerungs Millisekunden und max Anzahl eindeutiger Antworten durchführt, wobei Verzögerung von S-Register 502 und max vom S-Register 503 spezifiziert wird. Die Art der Antwort wird vom S-Register 504 spezifiziert. Das Format der Antworten ist wie folgt:

S504=0 liefert nur die Bluetooth-Adressen. Antwort: <lf,cr>12346789012 <lf,cr>12345678913 <lf,cr>12345678914 <lf,cr>OK<lf,cr> S504=1 liefert die Bluetooth-Adressen und Geräteklassencode als aus 6 Zeichen bestehende Hexadezimalziffernfolgen. Antwort: <lf,cr>12346789012,123456 <lf,cr>12345678913,123456 <lf,cr>12345678914,123456 <lf,cr>OK<lf,cr> S504=2 ergibt das selbe wie S504=1, jedoch zusätzlich noch den benutzerfreundlichen Namen in Anführungszeichen. Enthält der benutzerfreundliche Namen eingebettete " Zeichen, dann werden diese als "" entwertet. Antwort: <lf,cr>12346789012,123456,"TDK AT DONGLE 1" <lf,cr>12345678913,123456,"TDK AT DONGLE 2" <lf,cr>12345678914,123456,"TDK AT DONGLE 3" <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.19 AT+BTX {Sperren von Page Scanning}
Sperren des Page Scanning. Dies bedeutet, es werden keine eingehenden Verbindungen angenommen.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.20 AT+BTP {Freigabe von wahllosem Page Scanning}
Freigeben von Page Scanning und Warten auf eine Verbindung von jedwedem Gerät.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.21 AT+BTP123456789012 {Freigabe von eingeschränktem Page Scanning}
Freigeben von Page Scanning und Warten auf eine Verbindung von einem Gerät mit der Bluetooth-Adresse 123456789012. Lautet die spezifizierte Adresse 000000000000, dann werden eingehende Verbindungen von jedwedem Gerät angenommen, d.h. wie bei AT+BTP ohne bestimmte Adresse.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.22 AT+BTN="Mein benutzerfreundlicher Name" {Setzen des benutzerfreundlichen Namens}
Hierdurch wird der benutzerfreundliche Name dieses Geräts gesetzt, wie er für andere Geräte sichtbar ist. Er wird in einem nichtflüchtigen Speicherbereich gespeichert.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.23 AT+BTR=123456 {Setzen des Geräteklassencodes für Anfragen}
Hierdurch wird der Geräteklassencode zur Verwendung für alle nachfolgenden Anfragen gesetzt, was durch den Befehl AT+BTI getriggert wird.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.24 AT+BTC=123456 {Setzen des Geräteklassencodes für Antworten auf GK-Anfragen}
Hierdurch wird der Geräteklassencode dieses Geräts gesetzt, wie er für andere Geräte sichtbar ist.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

3.2.25 AT+BTS="Neuer Dienstname" {Setzen des Dienstnamens}
Dadurch wird der Dienstname gesetzt, wie er für andere Bluetooth-Geräte sichtbar ist, wenn sie eine Diensteabfrage durchführen.

Antwort: <lf,cr>OK<lf,cr>

Kann der Dienstname aus irgendeinem Grund nicht gesetzt werden, dann kommt eine Fehlerantwort ERROR 11 zurück.
4. Eingehende Verbindungen
Das Gerät lässt sich unter Verwendung des AT+BTP-Befehls derart konfigurieren, dass es nach eingehenden Verbindungen von anderen Bluetooth-Geräten „horcht". Die von CSR zur Verfügung gestellte RFCOMM API ist derart, dass eingehende Anrufe bei freigegebenem Page Scanning IMMER angenommen werden. Durch das AT-Protokoll hat ein Hostgerät jedoch über die Befehle ATA bzw. ATH immer die Wahl, den Anruf anzunehmen oder auch nicht.
Wenn also die unteren Schichten anzeigen, dass ein eingehender Anruf angenommen wurde, dann wird eine RING 123456789012 Kette (im Sekundentakt) an das Hostgerät geschickt. Sendet das Hostgerät den Befehl ATA, dann wird sofort CONNECT gesendet und das Gerät in den Online-Modus geschaltet. Sendet das Hostgerät hingegen den Befehl ATH, dann wird die Verbindung abgebrochen und eine OK Antwort zurückgeschickt.
5. Verbindungsabbruch
Bei einem herkömmlichen Fernsprechmodem wird ein Anruf normalerweise dadurch beendet, dass zuerst eine Zeichenfolge +++, umgeben von einer Schutzzeit für die Escape-Sequenz (in der Größenordnung von 100 bis 1000 Millisekunden) und dann der Befehl ATH gesendet wird.
Dieses Gerät bietet zwei Möglichkeiten zum Abbrechen einer Verbindung. Dabei ähnelt ein Verfahren dem obigen, wobei jedoch stattdessen eine ^^^-Zeichenfolge verwendet wird, damit es zu keiner Mehrdeutigkeit kommt, wenn gerade ein Datenanruf über ein Mobiltelefon erfolgt, der unter Verwendung des Bluetooth-AT-Modems des Mobiltelefons hergestellt wurde. Beim zweiten Verfahren setzt das Hostgerät die DTR-Handshaking-Leitung zurück.
Die Fähigkeit zum Abbrechen einer Verbindung unter Verwendung der Escape-Sequenz ^^^ wirkt sich jedoch schwerwiegend auf den Datendurchsatz aus, tatsächlich hat die Datenrate dann eine Größenordnung von 40 kbps anstelle von ca. 200 kbps. Um dieser Leistungsstörung Rechnung zu tragen, lässt sich die Fähigkeit des Geräts zum Verbindungsabbruch so konfigurieren, dass sie einen von zwei Modi umfasst.
Dabei ermöglich Modus 1 das Abbrechen einer Verbindung unter Verwendung eines der beiden Verfahren, und Modus 2 ermöglicht den Verbindungsabbruch unter Verwendung nur des DTR-Verfahrens. Von seiner Grundeinstellung her befindet sich das Gerät in Modus 1. Dieser Modus wird unter Verwendung des S507-Registers gewählt. Siehe die in einem Abschnitt weiter oben beschriebene S-Registertabelle.
6. Fehlerantworten
Alle Fehlerantworten vom Gerät liegen in der Form <lf,cr>ERROR nn<lf,cr> vor, wobei nn eine Zahl im Bereich von 000 bis 999 ist. Bei einem Fehlerwert unter 100 sind führende Nullen vorhanden.
Die Fehlerwerte sind wie folgt bezeichnet:
7. RS232-Signalpinabbildung
Beim seriellen TDK-Adapter wird es sich genau wie bei einem Fernsprechmodem um ein DCE-Gerät handeln, daher werden die am Verbinder gemäß Abschnitt 1 vorgesehenen GPIO-Pins zur Bereitstellung der Steuersignalfunktionalität eingesetzt.
Die Abbildung ist dabei wie nachstehend angegeben, wobei bezüglich der Richtung aus der Sicht des Geräts und nicht aus derjenigen des Hostgeräts ausgegangen wird.
Anmerkungen:

– Der GPIO-Pin 3 (CI) ist normalerweise rückgesetzt. Wird eine eingehende Verbindung entdeckt, dann wird er gesetzt, bis die Verbindung unter Verwendung von ATA bzw. ATH entweder beantwortet oder zurückgewiesen wird.
– Der Zustand von GPIO-Pin 4 (DTR) wird über RFCOMM an das Ferngerät übertragen, um dem verbundenen Gerät/Hostgerät den Bereit-Zustand des Hostgeräts anzuzeigen.
– Der GPIO-Pin 6 (DCD) ist rückgesetzt, wenn sich das Gerät im nichtverbundenen Zustand befindet. Gesetzt, wenn eine Verbindung aktiv ist. Da dieser Pin am vorliegenden Gerät auch eine LED steuert, wird außerdem eine Verbindung auch visuell angezeigt.
– Der GPIO-Pin 7 (DSR) ist eine Anzeige an das Hostgerät, dass dieses Gerät verfügbar ist. Er ist ebenfalls mit einer LED am Gerät verbunden.

RTS und CTS können gegenwärtig (gemäß Bluelab v2.4) nicht über die virtuelle Maschine gesteuert werden. Sie werden von dem Treiber der unteren Ebene gesteuert bzw. erfasst. Außerdem ist gemäß Bluelab v2.4 kein Ausschalten des Hardware-Handshakings möglich.
Die GPIO-Pins 0, 1, 2 und 5 stehen zur Mehrzweckverwendung zur Verfügung.
8. Verwendungsfälle
8.1 Beispiel 1: Lichtschaltersteuerung
8.1.1 Hintergrund
Eine kleine Mikrosteuerung steuert einen einzigen Lichtschalter. Der serielle Port ist mit dem AT-Dongle verbunden und eine digitale Ausgangsleitung treibt ein Relais, das ein Licht steuert. Das ferne Hostgerät sendet den Text „ON" (also „EIN") zum Einschalten des Relais und „OFF" (also „AUS") zum Ausschalten desselben. 8.1.2 AT-Befehlsfolge
8.2 Beispiel 2: Entfernter Datenprotokollierer
8.2.1 Hintergrund
Ein Datenprotokollierer an einem entfernten Ort sammelt Daten, die dann über ein bluetoothfähiges Telefon an einen zentralen Ort übertragen werden. Es wird davon ausgegangen, dass auf den entfernten Ort über den Telefonanschluss 02089388609 zugegriffen wird und dass der an das Modem angeschlossene PC die Daten in eine Datei protokolliert, so dass der Datenprotokollierer ledig lich eine Verbindung öffnen und dann Textdaten entsprechenden den gesammelten Daten senden muss.
Es wird davon ausgegangen, dass der Datenprotokollierer die BT-Adresse des Telefons kennt und dass sie 123456789012 lautet.
Es wird zudem davon ausgegangen, dass das Bluetooth-Telefon ein serielles Portprofil zur Verfügung stellt, über das auf ein AT-Modem zugegriffen werden kann. 8.2.2. AT-Befehlsfolge

Claims

Bluetooth-Seriell-Adapter (2), umfassend ein Bluetooth-Verbindungsmodul (21) zur Durchführung von Bluetooth-Kommunikation durch Übertragen und Empfangen von Bluetooth-Hochfrequenzsignalen zu und von einem anderen Gerät sowie einen ersten seriellen Port (SP), welcher die Verbindung des Adapters mit einem Gerät (1) ermöglicht, das über einen zweiten seriellen Port verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der Seriell-Adapter (2) des Weiteren eine Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle (23) umfasst, die verfügt über Mittel zum Empfangen von Steuerungsbefehlen für die serielle Verbindung, die über den ersten seriellen Port eingegeben werden; Mittel zum Zuordnen der empfangenen Steuerungsbefehle für die serielle Verbindung zu Steuerungsanweisungen für die Bluetooth-Verbindung; und Mittel zum Ausgeben der auf diese Weise bestimmten Steuerungsanweisungen für die Bluetooth-Verbindung an das Bluetooth-Verbindungsmodul (21).
Bluetooth-Seriell-Adapter (2) entsprechend Anspruch 1, wobei der erste serielle Port über einen seriellen Anschluss verfügt, der die Ver bindung eines seriellen Kabels (C) zwischen Adapter (2) und einem Gerät (1) ermöglicht, welches über einen zweiten seriellen Port verfügt.
Bluetooth-Seriell-Adapter (2) entsprechend jedem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Set der Steuerungsbefehle für die serielle Verbindung kleiner ist als die Reihe der in Bluetooth bereitgestellten Anweisungen.
Bluetooth-Seriell-Adapter (2) entsprechend Anspruch 3, bei dem jeder Steuerungsbefehl für die serielle Verbindung einer entsprechenden Bluetooth-Anweisung zugeordnet ist, es jedoch mindestens eine Bluetooth-Anweisung gibt, für die es keinen entsprechenden Steuerungsbefehl für die serielle Verbindung gibt.
Bluetooth-Seriell-Adapter (2) entsprechend jedem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Steuerungsbefehle für die serielle Verbindung ein Befehlsset umfassen, das Befehle enthält, die eine der folgenden Bedingungen erfüllen: sie entsprechen, sie stehen im direkten Zusammenhang mit und sie sind weitgehend identisch mit Befehlen, die in einem Industriestandard-Befehlsset zur Steuerung von Modemverbindungen verwendet werden.
Bluetooth-Seriell-Adapter (2) entsprechend jedem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Steuerungsbefehle für die serielle Verbindung ein Set von AT-Befehlen umfassen.
Verfahren zur Kommunikation über eine Bluetooth-Verbindung (3) unter Verwendung eines Geräts (1) mit einem seriellen Port, umfassend den Schritt des Verwendens eines Bluetooth-Seriell-Adapters (2), der ein Bluetooth-Verbindungsmodul (21) zur Durchführung von Bluetooth-Kommunikatton durch Übertragen und Empfangen von Bluetooth-Hochfrequenzsignalen zu und von einem anderen Gerät, einen ersten seriellen Port, der mit dem Gerät verbunden ist, welches über einen zweiten seriellen Port verfügt, sowie eine Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle (23) umfasst, wobei das Verfahren des Weiteren einschließt, dass die Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle (23) die folgenden Schritte ausführt: Empfangen von Steuerungsbefehlen für die serielle Verbindung vom Gerät (1) über den ersten seriellen Port; Zuordnen der empfangenen Steuerungsbefehle für die serielle Verbindung zu Steuerungsanweisungen für die Bluetooth-Verbindung; und Ausgeben der auf diese Weise bestimmten Steuerungsanweisungen für die Bluetooth-Verbindung an das Bluetooth-Verbindungsmodul (21).
Verfahren entsprechend Anspruch 7, wobei der erste serielle Port über einen seriellen Anschluss verfügt, der über ein serielles Kabel mit dem Gerät (1) verbunden ist, welches über einen zweiten seriellen Port verfügt, und die Seriell-zu-Bluetooth-Schnittstelle (23) die Steuerungs befehle für die serielle Verbindung über das serielle Kabel vom Gerät (1), welches über einen zweiten seriellen Port verfügt, empfängt oder an dieses ausgibt.
Virtuelles serielles Verbindungssystem zwischen zwei Geräten (1), von denen jedes über einen seriellen Port verfügt, wobei das System ein Paar von Bluetooth-Seriell-Adaptern (2) entsprechend jedem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst, einer der Adapter mit dem ersten der Geräte und der andere Adapter mit dem zweiten Gerät verbunden ist, wobei die virtuelle serielle Verbindung durch Bluetooth-Kommunikation zwischen den zwei Bluetooth-Seriell-Adaptern hergestellt wird.
Virtuelles serielles Verbindungssystem entsprechend Anspruch 9, wobei einer der Adapter mit einem ersten der Geräte über ein erstes serielles Kabel verbunden ist und der andere Adapter mit dem zweiten Gerät über ein zweites serielles Kabel verbunden ist.
Computerprogramm, das Codeabschnitte umfasst, welche beim Laden und Ausführen auf einem Bluetooth-Seriell-Adapter entsprechend jedem der Ansprüche 1 bis 6 bewirken, dass der Bluetooth-Seriell-Adapter ein Verfahren entsprechend Anspruch 7 ausführt.
Computerlesbarer Datenträger wie beispielsweise ein Signal oder ein Aufzeichnungsmedium wie z. B. RAM, ROM, EEPROM, eine Diskette, eine Festplatte oder eine CD-ROM, der ein Computerprogramm entsprechend Anspruch 11 enthält.