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基于藍(lán)牙技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器設(shè)計及其應(yīng)用[2]

交換技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)管控責(zé)任編輯：adsjx520 2012-03-27

摘要：1.2藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)作為一種新的短距離無線通信協(xié)議，提供了一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放標(biāo)準(zhǔn)，它具有許多特有的優(yōu)勢：很強的移植性，可應(yīng)用于多種通信場合；硬件集成電路應(yīng)用簡單，成本低廉，實現(xiàn)容易，且易于推廣；藍(lán)牙功耗低，對人體危害?。凰{(lán)牙采用擴頻跳頻技術(shù)，抗干擾能力強，增加了信息傳輸?shù)陌踩?。藍(lán)牙技術(shù)正以其特有的優(yōu)

1. 2 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)作為一種新的短距離無線通信協(xié)議，提供了一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放標(biāo)準(zhǔn)，它具有許多特有的優(yōu)勢：很強的移植性，可應(yīng)用于多種通信場合；硬件集成電路應(yīng)用簡單，成本低廉，實現(xiàn)容易，且易于推廣；藍(lán)牙功耗低，對人體危害??；藍(lán)牙采用擴頻跳頻技術(shù)，抗干擾能力強，增加了信息傳輸?shù)陌踩?。藍(lán)牙技術(shù)正以其特有的優(yōu)勢引起許多希賽網(wǎng)學(xué)者的廣泛關(guān)注。

1. 3 傳感器結(jié)構(gòu)模型

基于IEEE1451. 2的有線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型包含STIM、TII和NCAP 三部分。而本設(shè)計的基于IEEE1451. 2和藍(lán)牙協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器，采用藍(lán)牙模塊替代TII實現(xiàn)無線連接，類似于實現(xiàn)了一個無線的 STIM和無線NCAP接收終端的模式，它們以點對多點方式在藍(lán)牙匹克網(wǎng)以主從方式實現(xiàn)相互通信。

STIM通過無線的NCAP接入以太網(wǎng)（ Ethernet）或In2ternet,同時NCAP通過分配的IP地址與網(wǎng)絡(luò)相連，如圖1所示。與典型的有線方式相比，上述無線網(wǎng)絡(luò)模型增加了兩個藍(lán)牙模塊，對于藍(lán)牙模塊部分，標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙對外接口電路一般使用RS232或USB 接口，而TII是一個控制鏈接到它的STIM的串行接口，因此必須設(shè)計一個類似于TII接口的藍(lán)牙電路，構(gòu)造一個專門的處理器來完成控制STIM和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到藍(lán)牙主控制接口（HCI, host control interface）的功能。硬件實現(xiàn)上可以采用接口模塊，軟件實現(xiàn)上可以采用標(biāo)準(zhǔn)的STIM軟件模塊： STIM 模塊、STIM 傳感器接口模塊、TII模塊、TEDS模塊以及地址和函數(shù)模塊。

2 模擬實驗裝置的實現(xiàn)

下面以實驗室開發(fā)的模擬裝置為例來說明該傳感器的實現(xiàn)。該裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，利用前端無線STIM中的MCU 定時采集溫度傳感器中的溫度值，經(jīng)藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至NCAP.NCAP將存放于特定的位置，當(dāng)有瀏覽器要查看該數(shù)值時，將該數(shù)值嵌入到相應(yīng)的網(wǎng)頁程序中，并對整段程序進(jìn)行TCP /IP封裝處理，傳送到客戶端的瀏覽器上。

2. 1 STIM的實現(xiàn)

STIM中MCU 采用的是AD 公司的微轉(zhuǎn)換芯片ADμC812.該芯片內(nèi)有一個8052兼容的微處理器，遵從IEEE1451. 2標(biāo)準(zhǔn)，利用芯片ADμC812內(nèi)部的640 B的數(shù)據(jù)存儲器作為可重復(fù)寫的TEDS存儲，利用內(nèi)部的一個通道12位的ADC實現(xiàn)A /D轉(zhuǎn)換以及通過芯片內(nèi)的UART串行口實現(xiàn)與藍(lán)牙模塊的通信。藍(lán)牙模塊選用的是支持點對多點的愛立信ROK 101 008 系列，同時該模塊自帶射頻微帶天線。ROK 101 008 藍(lán)牙模塊內(nèi) 部結(jié)構(gòu)遵從藍(lán)牙規(guī)范1. 1,其內(nèi)部基帶控制器同樣提供了UART接口。藍(lán)牙模塊內(nèi)部提供了主機控制器接口（HCI）來實現(xiàn)對藍(lán)牙硬件訪問的統(tǒng)一接口，結(jié)合RS232串口就可以實現(xiàn)主控制器和主機之間在傳輸層上的數(shù)據(jù)通信，基帶和射頻則提供了上層的鏈接和服務(wù)。同時，ADμC812還應(yīng)完成對溫度傳感器的初始化、數(shù)據(jù)采集和處理。

（1）溫度傳感器DS18B20接口和驅(qū)動。

溫度傳感器選用的是DS18B20, 該溫度芯片是DALLAS公司生產(chǎn)的式數(shù)字溫度傳感器，主要由4部分組成： 64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列號是該 DS18B20 的地址序列碼， ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化、ROM操作指令、存儲器操作指令。其工作流程是：初始化→ROM操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸，工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序。操作時必須先啟動DS18B20開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。其硬件接口如圖3所示。

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