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Jini與藍(lán)牙技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用
摘要：分析了Jini和藍(lán)牙技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行了比較，并提出將兩者結(jié)合應(yīng)用的實(shí)際方案，最后給出了一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。隨著嵌入式系統(tǒng)在各種電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)普適計(jì)算（Pervasive Computing）階段。隨之而來(lái)的各種電子設(shè)備聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢(shì)。與人類生活息息相關(guān)的各種家電設(shè)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(tǒng)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(jì)算機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。
1 Jini技術(shù)
Jini技術(shù)是基于Java語(yǔ)言的新型分布式對(duì)等計(jì)算結(jié)構(gòu)，是一種動(dòng)態(tài)的自動(dòng)化機(jī)制，它可以使各種數(shù)字設(shè)備無(wú)需配置、安裝或人工干預(yù)，在一個(gè)臨時(shí)的設(shè)備集合（聯(lián)邦，federation）中共同工作。聯(lián)邦中的任何設(shè)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(jié)構(gòu)提供一套機(jī)制使得電子設(shè)備和應(yīng)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(chǔ)結(jié)構(gòu)（Infrastructure）、編程模型和服務(wù)。這三部分雖有區(qū)別但又密不可分，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)支持并利用編程模型；服務(wù)內(nèi)嵌入基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之中，服務(wù)對(duì)象包含并利用編程模型的接口進(jìn)行服務(wù)之間的通信�；A(chǔ)結(jié)構(gòu)解決設(shè)備和軟件如何與網(wǎng)絡(luò)連接并進(jìn)行注冊(cè)等基本問(wèn)題。它由構(gòu)成分布式聯(lián)邦的組件組成，其最小內(nèi)核為分布式安全系統(tǒng)、發(fā)現(xiàn)與加入?yún)f(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(xiàn)定義了軟件實(shí)體的認(rèn)證方式及操作權(quán)限；發(fā)現(xiàn)與加入?yún)f(xié)議定義了服務(wù)加入Jini系統(tǒng)的方法；查找服務(wù)則是供服務(wù)注冊(cè)登記的場(chǎng)所，這里提供了可以使用的服務(wù)對(duì)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?qū)ο蟮膮f(xié)議，使用表決和提交兩個(gè)階段來(lái)統(tǒng)一對(duì)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(kuò)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(chǔ)結(jié)構(gòu)和編程模型共同支持服務(wù)的提交注冊(cè)及服務(wù)的發(fā)展，服務(wù)使用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成服務(wù)之間的相互調(diào)用、相互發(fā)現(xiàn)并向其他服務(wù)發(fā)布本服務(wù)的出現(xiàn)。服務(wù)在Jini環(huán)境中以對(duì)象的形式出現(xiàn)，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(xiàn)協(xié)議（discovery）搜索查找服務(wù)（lookup service），獲得相應(yīng)查找服務(wù)的代理接口，然后使用加入?yún)f(xié)議（join）將自己注冊(cè)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(shè)備或應(yīng)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(nèi)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(dāng)一個(gè)查找服務(wù)啟動(dòng)時(shí)，它也使用發(fā)現(xiàn)協(xié)議向服務(wù)廣播自己出現(xiàn)，以便服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)登記。
圖1對(duì)以上過(guò)程進(jìn)行了形象描述：用發(fā)現(xiàn)協(xié)議搜索到查找服務(wù)，若已預(yù)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(duì)象注冊(cè)到查找服務(wù)；服務(wù)客戶將服務(wù)對(duì)象從查找服務(wù)處下載到本地；利用服務(wù)對(duì)象與服務(wù)提供直接通信，使用該項(xiàng)服務(wù)。
2 藍(lán)牙協(xié)議
藍(lán)牙是一種低成本的技術(shù)，可以在依賴電池操作的目標(biāo)機(jī)上實(shí)現(xiàn)低功耗、短距離的固定通信。這些目標(biāo)機(jī)包括：PDA、無(wú)線電話、便攜電腦和無(wú)線耳機(jī)等。
在藍(lán)牙的拓?fù)渲�，一個(gè)設(shè)備可以帶多個(gè)從設(shè)備并且維持7條鏈接。一般來(lái)說(shuō)，在任何時(shí)刻，主設(shè)備會(huì)與一個(gè)從設(shè)備維持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信�？梢越煞N通信：一種以異步方式傳輸數(shù)據(jù)，另一種以同步方式傳輸聲音。通信類型由主設(shè)備決定。并負(fù)責(zé)建立特殊應(yīng)用所需的鏈接，直至應(yīng)用將其終止。請(qǐng)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(jī)中，藍(lán)牙不支持這種技術(shù)。同時(shí)，藍(lán)牙只能支持短距離通信，最遠(yuǎn)10m�，F(xiàn)在加強(qiáng)性標(biāo)準(zhǔn)可以將距離提高到100m，要求便攜式設(shè)備的電池壽命更長(zhǎng)。藍(lán)牙技術(shù)不會(huì)替換IEEE 802.11中所提出的無(wú)線LAN的功能。相比較而言，藍(lán)牙只能在744Mbps的數(shù)據(jù)率上操作。當(dāng)然，IEEE 802.11 LAN也更加昂貴。
藍(lán)牙可以支持無(wú)線主機(jī)控制器（負(fù)責(zé)空中鏈路管理、調(diào)制解調(diào)器、聲音編碼/解碼）與另外一臺(tái)帶有協(xié)議棧和應(yīng)用軟件的主機(jī)之間的通信。如果應(yīng)用軟件想要控制無(wú)線主機(jī)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(yīng)用程序接口。這一模塊在藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有說(shuō)明，但是如果希望通過(guò)主機(jī)控制接口進(jìn)行通信，協(xié)議棧中應(yīng)包括這一模塊。棧接口提供的主要功能就是初始化發(fā)現(xiàn)進(jìn)程和連接進(jìn)程。發(fā)現(xiàn)進(jìn)程將管理信息發(fā)送到10m范圍內(nèi)的所有藍(lán)牙設(shè)備，以便獲取可用的藍(lán)牙設(shè)備列表；連接進(jìn)程可以與一個(gè)或多個(gè)可用的藍(lán)牙設(shè)備建立連接。所有的應(yīng)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(yīng)用使用鏈路前，必須將GAP與藍(lán)牙設(shè)備相連。
鏈路安全將利用鑒別進(jìn)程，在實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)時(shí)，用來(lái)確認(rèn)某設(shè)備是否可以與另一設(shè)備互連。鑒別操作由無(wú)線主機(jī)控制器完成，鑒別命令由安全管理模塊發(fā)出。該模塊會(huì)訪問(wèn)以前完成的操作進(jìn)程，可以與藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)信息的連接，這些記錄存在設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)中，由安全數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)維護(hù)主藍(lán)牙設(shè)備所提供的與三種完全級(jí)別有關(guān)的服務(wù)記錄。建立兩個(gè)設(shè)備之間的連接時(shí)，完全管理模塊會(huì)做出反應(yīng)，查詢兩個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)，請(qǐng)求無(wú)線控制器開始鑒別進(jìn)程或忽略鑒別進(jìn)程。數(shù)據(jù)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(diào)用軟件，從而繼續(xù)處理由主機(jī)或其他藍(lán)牙設(shè)備通過(guò)無(wú)線主機(jī)控制器發(fā)來(lái)的排序或緩沖數(shù)據(jù)。更為重要的是，棧管理模塊管理所有的內(nèi)部棧時(shí)鐘，因而使用該棧十分輕松，而且非常容
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