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研究生:張斌強
研究生(外文):Pin-Chiang Chang
論文名稱:以智慧型手機為實現低功耗藍牙測距研究
論文名稱(外文):Research of Bluetooth Low Energy Proximity Profile on Smartphone
指導教授:許超雲許超雲引用關係
指導教授(外文):Chau-Yun Hsu
口試委員:許超雲
口試委員(外文):Chau-Yun Hsu
口試日期:2014-07-01
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:通訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:31
中文關鍵詞:低功耗藍牙室內定位測距
外文關鍵詞:Indoor LocationProximityBLE
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Proximity Profile為透過兩台裝置之間的訊號強度偵測,可以讓彼此在距離超過所設定範圍時作出反應甚至自動鎖定。以期能夠實現相關安全性與室內定位的應用。本研究的目的在於實現其Proximity Profile 於移動式裝置上,並且開發App 增加其實際測量距離的應用。
此研究主要於選用適合開發的移動式平台,並于該平台提供之相關開發環境製作其應用App實現藍牙測距功能基於低功耗藍牙中的Proximity Profile上。最終選用APPLE 的iOS 平台並且在iPhone5上設計與開發其App 。
The Proximity Profile can let 2 devices active or lock itself by the signal quality measurement result. The study is to implement the Proximity Profile in Mobile device and development an App for the distance measure application.
It selects the proper mobile platform and uses the development environment for the Application Program. The APP can work through the Proximity Profile and implement the distance measurement in BLE. The APPLE iOS platform is the final choice and development the APP in iPhone 5.
致謝 i
摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 ix
第一章 相關研究
1.1 藍牙 1
1.1.1藍牙主要版本進程 2
1.2 低功耗藍牙 5
1.2.1低功耗藍牙實體層 7
1.2.2低功耗藍牙通訊協議 7
1.2.3 GATT 與PXP 8
第二章 開發平台與環境架設
2.1 智慧型手機平台 10


2.2 iOS 開發環境 12
2.2.1 加入iOS Developer Program 12
2.2.2 下載安裝 XCode 15
第三章 iOS APP 程式開發
3.1 RSSI 變化資訊收集 16
3.1.1 測試資料 17
3.2 程式開發 21

第四章 實際測試
4.1 空曠室內測試 24
4.1.1實驗設備與環境 25
4.1.2 實驗步驟 25
4.1.3 實驗結果 25
4.2 干擾環境測試 26
4.2.1實驗設備與環境 26
4.2.2 實驗步驟 27
4.2.3 實驗結果 27
第五章 結論與未來研究方向
5.1 結論 28
5.2 未來研究方向 29
參考文獻 30

圖目錄
圖1.1 藍牙主要版本進程 2
圖1.2 適應性跳頻機制 3
圖1.3 低功耗藍牙架構圖 6
圖1.4 低功耗藍牙頻帶分布圖 7
圖 1.5 低功耗藍牙協議 8
圖1.6 Monitor與Reporter 的相對關係 9
圖 2.1 iOS Developer Program 14
圖 2.2 Developer 登入畫面 14
圖 2.3 MAC App Store XCode 下載畫面 15
圖2.4 XCode 執行與開發畫面 15
圖3.1 LightBlue 執行畫面 17
圖3.2 室內測試結果 19
圖 3.3 連線無線網路測試結果 19
圖3.4 室外測試結果 20
圖 3.5 平均值比較 20
圖3.6 主程式流程圖 22
圖3.7 使用者更新畫面流程圖 22
圖3.8 使用者界面設定 23
圖3.9 程式執行結果 23
圖4.1 無干擾測試實驗示意圖 24
圖4.2 干擾環境測試實驗示意圖 26
表目錄
表1.1 低功耗藍牙功耗 6
表1.2 低功耗藍牙與一般藍牙比較 6
表4.1 室內空曠環境測試結果 (單位:m) 25
表4.2室內干擾環境測試結果(單位:m) 27
[1] wikipedia
http://zh.wikipedia.org/wiki/Bluetooth visit on May/05/2014

[2] Bluetooth SPEC., www.bluetooth.org

[3] Bluetooth PXP_SPEC_V10-1

[4] http://zh.wikipedia.org/wiki/IOS visit on May/05/2014

[5] http://zh.wikipedia.org/wiki/Android歷史版本 visit on May/05/2014

[6] wikipedia
http://zh.wikipedia.org/wiki/Android, visit on Feb/23/2013

[7] http://zh.wikipedia.org/wiki/Windows_Phone visit on May/05/2014

[8] 精通iOS程式設計 |Alasdair Allan 著/賴榮樞譯. 歐萊禮, 2012

[9] 李順華 ”藍牙測距技術研究-以智慧型手機為實現平台”, 大同大學碩士論文,2013

[10] Udana Bandara, Mikio Hasegawa, Masugi Inoue1 Hiroyuki Morikawa, Tomonori Aoyama, “Design and Implementation of a Bluetooth Signal Strength Based Location Sensing System”

[11] Sheng Zhou and John K. Pollard, “Position Measurement using Bluetooth”

[12] Rui Zhang, Yanchao Zhang, Jinyuan (Stella) Sun, and Guanhua Yan,"Fine-grained Private Matching for Proximity-based Mobile Social Networking", 2012 Proceedings IEEE INFOCOM

[13]Zhang Jianwu, Zhang Lu, “Research on Distance Measurement Based on RSSI of Zigbee”, ISECE International Colloquium on Computing, Communication Control, and Management, 2009

[14] Shu Liu, Yingxin Jiang, and Aaron Striegel, " Face-to-Face Proximity Estimation Using Bluetooth On Smartphones"
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