淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-1707201017212100
中文論文名稱 藍芽裝置時間同步機制之探討
英文論文名稱 Clock synchronization between Bluetooth devices
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生中文姓名 丁國舫
研究生英文姓名 Kuo-Fang Ting
學號 794190172
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2010-06-28
論文頁數 56頁
口試委員 指導教授-陳伯榮
委員-林慶昌
委員-蔡憶佳
委員-陳伯榮
中文關鍵字 藍芽應用  藍芽傳輸  時間同步  時間調整  時鐘同步 
英文關鍵字 Bluetooth application  Bluetooth communication  Time synchronization  Clock synchronization  Clock adjust 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 無線傳輸技術,如Wifi、藍芽等在現代應用上相當廣泛。而有些無線傳輸的裝置本身在體積跟資源上受到限制,例如只有有限的電力供應、有限的硬體資源、計算能力受到限制。這類的裝置如果應用在對於時間順序有嚴格要求的系統中,則各個裝置上的時間同步便成為一大考量與挑戰。由於硬體時鐘在各個裝置並不會完全一致,各個裝置的時間處於非同步的狀態,對於應用於監視系統、資料庫處理或是軍事用途上,若在事件發生時,便無法確定事件發生的先後順序。
本研究針對藍芽裝置上的時間同步機制進行探討。此處的藍芽裝置為一個裝置配有藍芽晶片或是外部裝載藍芽dongle,透過藍芽進行時間同步。本研究目標在於找出可行且有效的時間同步機制,能應用在有限硬體資源的裝置上。時間同步機制不應對於裝置的計算能力造成過多負擔,從而使硬體資源分配不均。
英文摘要 Wireless technologies, such as Wifi, Bluetooth, are common in modern times. Since it is wireless, there are fewer limits on where to install the devices equipped with the wireless technology. Some wireless devices are limited in dimensions and resources; for example, the limited power supply, limited hardware resources, weak calculation capability. Clock synchronization will be a major concern and challenge while such devices apply for the system which has a strong demand in timing sequence.
This research focuses on the clock synchronization on the Bluetooth devices. Bluetooth devices are defined as devices that are connected with Bluetooth chips or external Bluetooth dongles. The goal of this research is to look for a valid and achievable mechanism for synchronization and it could be applied for devices which have limited hardware resources.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
第一節 研究背景與動機 1
第二節 研究目的 3
第三節 論文結構 4
第二章 藍芽技術簡介 5
第一節 藍芽歷史簡介 5
第二節 藍芽的工作頻段與傳輸距離 6
第三節 藍芽資料的傳輸型態 8
第四節 藍芽的網路架構跟連線 9
第五節 藍芽通訊協定架構 11
第六節 藍芽規範 25
第三章 研究方法與系統實作 33
第一節 時間同步機制探討 33
第二節 時間同步機制實作 41
第四章 實驗結果 48
第五章 結論探討與展望 50
參考資料 51
附錄—英文論文 52


圖目錄
圖 1 研究藍芽裝置時間同步機制結構圖 4
圖 2分時雙工示意圖 6
圖 3 piconet與scatternet示意圖 9
圖 4藍芽通訊協定架構圖 11
圖 5藍芽連結狀態圖 13
圖 6藍芽建立連結過程圖 14
圖 7連結狀態示意圖 17
圖 8 LMP架構圖 18
圖 9 OBEX協定位置圖 23
圖 10藍芽規範關係圖 25
圖 11 Headset Profile 29
圖 12 Dial-up Networking Profile 30
圖 13 Fax Profile 31
圖 14 Wifi時間同步機制圖 37
圖 15 Wifi時間同步機制改善圖 37
圖 16虛擬時鐘校正圖 40
圖 17時間同步機制系統環境架構圖 43
圖 18時間同步機制運作模式圖 44
圖 19時間同步機制運作流程圖 47
圖 20 Master裝置送出時間戳記 48
圖 21 Slave裝置校正時間戳記 49
圖 22時間校正統計圖 49


表目錄
表 1藍芽傳輸距離表 7
表 2保留識別碼 21
表 3 RS232針腳定義 22
表 4硬體開發環境 42
表 5軟體開發環境 42
參考文獻 [1] "Protocols in Bluetooth Architecture," http://www.cs.utk.edu/~dasgupta/bluetooth/bluetoothprotocolstack.gif, 2010/01/02.
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[3] "Link manager and controller," http://www.palowireless.com/Bluearticles/lm.asp, 2010/01/10.
[4] "Object Exchange (OBEX)," http://www.bluetooth.com/Bluetooth/Technology/Works/OBEX.htm, 2010/01/10.
[5] "Bluetooth Tutorial - Profiles," http://www.palowireless.com/INFOTOOTH/tutorial/profiles.asp, 2010/01/11.
[6] "Headset Profile," http://www.palowireless.com/INFOTOOTH/tutorial/k6_hp.asp, 2010/01/15.
[7] "Dial-Up Networking Profile," http://www.palowireless.com/INFOTOOTH/tutorial/k7_dnp.asp, 2010/01/15.
[8] "Fax Profile," http://www.palowireless.com/INFOTOOTH/tutorial/k8_fp.asp, 2010/01/20.
[9] I. F. Akyildiz, W. Su,Y. Sankarasubramaniam and E. Cayirci, "Wireless sensor networks: a survey," in Computer Networks. vol. 38, 2002, pp. 393-422.
[10] Bharath Sundararaman, Ugo Buy and Ajay D. Kshemkalyani, "Clock synchronization for wireless sensor networks: a survey," Ad Hoc Networks, vol. 3, pp. 281-323, 2005
[11] Michael Mock, Reiner Frings, Edgar Nett and Spiro Trikaliotis, "Continuous clock synchronization in wireless real-time applications," in Reliable Distributed Systems, 2000. SRDS-2000. Proceedings The 19th IEEE Symposium on Nurnberg: IEEE, 2000.
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