论文摘要：基于FreeRTOS的低功耗蓝牙协议栈的设计与实现

    自2010年低功耗蓝牙（BLE）技术规范正式发布以来，该技术越来越受到国内外各大公司和研究机构的关注。它是一种的低能耗、低延迟、短距离的无线通信技术。随着科技的发展和人们生活水平的提高，该技术在医疗保健、运动健身等领域的穿戴式设备中发挥越来越重要的作用。但这些领域的产品在发展过程中也遇到诸多问题，其中有三点备受关注：首先，功耗方面，目前很多产品所使用的芯片功耗较高。选择合适的硬件平台，对产品功耗也至关重要。其次，产品用到的操作系统方面，目前面向穿戴式设备的操作系统大多数是专有系统，运行各自提供的有限接口资源。选择合适的操作系统对产品的扩展作用尤为重要。最后，在短距离无线通信协议方面，有些产品选择的通信协议不适合小数据量传输的要求。

    在可穿戴式设备越来越重视的今天，我们需要选择一个合适的硬件平台和嵌入式操作系统操作，同时需要设计一个低功耗蓝牙协议，用来进行小数据量的交互。根据需求本文提出的方案是，设计和实现基于MSP430硬件平台和FreeRTOS操作系统的低功耗蓝牙协议栈。在硬件方面，本课题采用TI公司生产的MSP430F5438作为主芯片，CC2564作为该类电子设备的低功耗蓝牙通信芯片。操作系统方面采用FreeRTOS操作系统，它是一个开源嵌入式操作系统，其代码量小，适合于可穿戴式设备。在低功耗蓝牙协议方面我们采用开源的BTstack协议栈，并设计和实现协议栈中通用访问协议层（GAP）和通用属性协议层（GATT）功能。

    本文详细阐述了在实现低功耗蓝牙协议栈的过程中所涉及到的蓝牙规范的核心内容，解释了协议各层的功能要点以及难点问题。本文实现了协议栈运行所需的硬件平台的搭建，操作系统的移植，以及协议栈中通用访问协议层（GAP）和通用属性协议层（GATT）的设计与实现。并介绍了利用设计完成的该协议栈分别实现节点端和中心设备端的简单应用。文章最后对协议栈进行了验证测试，与预期的结果相符。

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