Jini與藍牙技術(shù)的結合應用

摘要：分析了Jini和藍牙技術(shù)的基本結構及工作原理，對這兩種技術(shù)進(jìn)行了比較，并提出將兩者結合應用的實(shí)際方案，最后給出了一個(gè)應用實(shí)例。

隨著(zhù)嵌入式系統在各種電子設備中的廣泛應用，計算機技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)普適計算（Pervasive Computing）階段。隨之而來(lái)的各種電子設備聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢。與人類(lèi)生活息息相關(guān)的各種家電設備能夠聯(lián)成網(wǎng)絡(luò )并接入互聯(lián)網(wǎng)，人們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)統一控制各種家電協(xié)同工作，將極大地改變和影響人們的生活。本文探討了這種普適計算機制的實(shí)現。

1 Jini技術(shù)

Jini技術(shù)是基于Java語(yǔ)言的新型分布式對等計算結構，是一種動(dòng)態(tài)的自動(dòng)化機制，它可以使各種數字設備無(wú)需配置、安裝或人工干預，在一個(gè)臨時(shí)的設備集合（聯(lián)邦，federation）中共同工作。聯(lián)邦中的任何設備無(wú)法大小都可以自行管理，組成一個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，聯(lián)邦中的每一成員都可以共享資源和服務(wù)。Jini結構提供一套機制使得電子設備和應用程序能夠隨時(shí)加入或退出聯(lián)邦。

Jini由三部分組成：基礎結構（Infrastructure）、編程模型和服務(wù)。這三部分雖有區別但又密不可分，基礎結構支持并利用編程模型；服務(wù)內嵌入基礎結構之中，服務(wù)對象包含并利用編程模型的接口進(jìn)行服務(wù)之間的通信�；�礎結構解決設備和軟件如何與網(wǎng)絡(luò )連接并進(jìn)行注冊等基本問(wèn)題。它由構成分布式聯(lián)邦的組件組成，其最小內核為分布式安全系統、發(fā)現與加入協(xié)議（discovery and join）、服務(wù)協(xié)議和查找服務(wù)（lookup service）。分布式安全模型及其實(shí)現定義了軟件實(shí)體的認證方式及操作權限；發(fā)現與加入協(xié)議定義了服務(wù)加入Jini系統的方法；查找服務(wù)則是供服務(wù)注冊登記的場(chǎng)所，這里提供了可以使用的服務(wù)對象集合。編程模型也是分布式的，包括租借（leasing）、分布式的事務(wù)處理和事件處理三種重要接口。租借接口定義了基于時(shí)間的資源分配和釋放方法；事務(wù)接口引入了一種面向對象的協(xié)議，使用表決和提交兩個(gè)階段來(lái)統一對象之間的相關(guān)行為，使得一個(gè)事件序列或全部完成或全都不發(fā)生。事件和通知接口將JavaBean組建所使用的事件模型擴展為分布式事件模型，支持Jini服務(wù)基于事件的通信。，服務(wù)是Jini體系的核心，基礎結構和編程模型共同支持服務(wù)的提交注冊及服務(wù)的發(fā)展，服務(wù)使用基礎結構完成服務(wù)之間的相互調用、相互發(fā)現并向其他服務(wù)發(fā)布本服務(wù)的出現。服務(wù)在Jini環(huán)境中以對象的形式出現，它通過(guò)接口來(lái)定義其提供的可供其他服務(wù)使用的操作和特性。

Jini使用發(fā)現協(xié)議（discovery）搜索查找服務(wù)（lookup service），獲得相應查找服務(wù)的代理接口，然后使用加入協(xié)議（join）將自己注冊到查找服務(wù)中，這時(shí)該服務(wù)可以為其他服務(wù)所使用。想要使用其它服務(wù)的設備或應用程序，首先與其相鄰的查找服務(wù)進(jìn)行連接。這時(shí)可以看到本聯(lián)邦內所有可用的服務(wù)，使用查找協(xié)議（lookup）將所感興趣的服務(wù)代理接口下載到本地之后就可以與服務(wù)提供者進(jìn)行直接交互通信。同樣當一個(gè)查找服務(wù)啟動(dòng)時(shí)，它也使用發(fā)現協(xié)議向服務(wù)廣播自己出現，以便服務(wù)進(jìn)行注冊登記。

圖1對以上過(guò)程進(jìn)行了形象描述：用發(fā)現協(xié)議搜索到查找服務(wù)，若已預置某個(gè)查找服務(wù)的URL則可直接進(jìn)行通信；將服務(wù)代理對象注冊到查找服務(wù)；服務(wù)客戶(hù)將服務(wù)對象從查找服務(wù)處下載到本地；利用服務(wù)對象與服務(wù)提供直接通信，使用該項服務(wù)。

2 藍牙協(xié)議

藍牙是一種低成本的技術(shù)，可以在依賴(lài)電池操作的目標機上實(shí)現低功耗、短距離的固定通信。這些目標機包括：PDA、無(wú)線(xiàn)電話(huà)、便攜電腦和無(wú)線(xiàn)耳機等。

在藍牙的拓撲中，一個(gè)設備可以帶多個(gè)從設備并且維持7條鏈接。一般來(lái)說(shuō)，在任何時(shí)刻，主設備會(huì )與一個(gè)從設備維持點(diǎn)對點(diǎn)通信�？梢越�立兩種通信：一種以異步方式傳輸數據，另一種以同步方式傳輸聲音。通信類(lèi)型由主設備決定。并負責建立特殊應用所需的鏈接，直至應用將其終止。請注意：主從關(guān)系不能互換，互換技術(shù)用于GSM的蜂窩式手機中，藍牙不支持這種技術(shù)。同時(shí)，藍牙只能支持短距離通信，最遠10m�，F在加強性標準可以將距離提高到100m，要求便攜式設備的電池壽命更長(cháng)。藍牙技術(shù)不會(huì )替換IEEE 802.11中所提出的無(wú)線(xiàn)LAN的功能。相比較而言，藍牙只能在744Mbps的數據率上操作。當然，IEEE 802.11 LAN也更加昂貴。

藍牙可以支持無(wú)線(xiàn)主機控制器（負責空中鏈路管理、調制解調器、聲音編碼/解碼）與另外一臺帶有協(xié)議棧和應用軟件的主機之間的通信。如果應用軟件想要控制無(wú)線(xiàn)主機控制器，那么就需要鏈路管理代理（link management proxy）模塊，它可以提供應用程序接口。這一模塊在藍牙標準中沒(méi)有說(shuō)明，但是如果希望通過(guò)主機控制接口進(jìn)行通信，協(xié)議棧中應包括這一模塊。棧接口提供的主要功能就是初始化發(fā)現進(jìn)程和連接進(jìn)程。發(fā)現進(jìn)程將管理信息發(fā)送到10m范圍內的所有藍牙設備，以便獲取可用的藍牙設備列表；連接進(jìn)程可以與一個(gè)或多個(gè)可用的藍牙設備建立連接。所有的應用程序都必須使用這個(gè)進(jìn)程，它們是GAP（General Access Protocol）的一部分，在任何應用使用鏈路前，必須將GAP與藍牙設備相連。

鏈路安全將利用鑒別進(jìn)程，在實(shí)現子網(wǎng)時(shí)，用來(lái)確認某設備是否可以與另一設備互連。鑒別操作由無(wú)線(xiàn)主機控制器完成，鑒別命令由安全管理模塊發(fā)出。該模塊會(huì )訪(fǎng)問(wèn)以前完成的操作進(jìn)程，可以與藍牙設備進(jìn)行數據庫信息的連接，這些記錄存在設備數據庫中，由安全數據庫來(lái)維護主藍牙設備所提供的與三種完全級別有關(guān)的服務(wù)記錄。建立兩個(gè)設備之間的連接時(shí)，完全管理模塊會(huì )做出反應，查詢(xún)兩個(gè)設備的數據庫，請求無(wú)線(xiàn)控制器開(kāi)始鑒別進(jìn)程或忽略鑒別進(jìn)程。數據鏈路層加密也是同樣的道路。�？刂破魇橇硗庖粋�(gè)包含在棧軟件中的模塊，可以提供接口調用軟件，從而繼續處理由主機或其他藍牙設備通過(guò)無(wú)線(xiàn)主機控制器發(fā)來(lái)的排序或緩沖數據。更為重要的是，棧管理模塊管理所有的內部棧時(shí)鐘，因而使用該棧十分輕松，而且非常容

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