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基于藍牙技術的網絡化傳感器設計及其應用[2]

交換技術與網絡管控責任編輯：adsjx520 2012-03-27

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摘要：1.2藍牙技術藍牙技術作為一種新的短距離無線通信協議，提供了一種無線數據與語音通信的開放標準，它具有許多特有的優勢：很強的移植性，可應用于多種通信場合；硬件集成電路應用簡單，成本低廉，實現容易，且易于推廣；藍牙功耗低，對人體危害小；藍牙采用擴頻跳頻技術，抗干擾能力強，增加了信息傳輸的安全性。藍牙技術正以其特有的優

1. 2 藍牙技術

藍牙技術作為一種新的短距離無線通信協議，提供了一種無線數據與語音通信的開放標準，它具有許多特有的優勢：很強的移植性，可應用于多種通信場合；硬件集成電路應用簡單，成本低廉，實現容易，且易于推廣；藍牙功耗低，對人體危害小；藍牙采用擴頻跳頻技術，抗干擾能力強，增加了信息傳輸的安全性。藍牙技術正以其特有的優勢引起許多希賽網學者的廣泛關注。

1. 3 傳感器結構模型

基于IEEE1451. 2的有線網絡化傳感器結構模型包含STIM、TII和NCAP 三部分。而本設計的基于IEEE1451. 2和藍牙協議的無線網絡化傳感器，采用藍牙模塊替代TII實現無線連接，類似于實現了一個無線的 STIM和無線NCAP接收終端的模式，它們以點對多點方式在藍牙匹克網以主從方式實現相互通信。

STIM通過無線的NCAP接入以太網（ Ethernet）或In2ternet,同時NCAP通過分配的IP地址與網絡相連，如圖1所示。與典型的有線方式相比，上述無線網絡模型增加了兩個藍牙模塊，對于藍牙模塊部分，標準的藍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，因此必須設計一個類似于TII接口的藍牙電路，構造一個專門的處理器來完成控制STIM和轉換數據到藍牙主控制接口（HCI, host control interface）的功能。硬件實現上可以采用接口模塊，軟件實現上可以采用標準的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模塊。

2 模擬實驗裝置的實現

下面以實驗室開發的模擬裝置為例來說明該傳感器的實現。該裝置的結構框圖如圖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，經藍牙無線網絡將數據傳送至NCAP.NCAP將存放于特定的位置，當有瀏覽器要查看該數值時，將該數值嵌入到相應的網頁程序中，并對整段程序進行TCP /IP封裝處理，傳送到客戶端的瀏覽器上。

2. 1 STIM的實現

STIM中MCU 采用的是AD 公司的微轉換芯片ADμC812.該芯片內有一個8052兼容的微處理器，遵從IEEE1451. 2標準，利用芯片ADμC812內部的640 B的數據存儲器作為可重復寫的TEDS存儲，利用內部的一個通道12位的ADC實現A /D轉換以及通過芯片內的UART串行口實現與藍牙模塊的通信。藍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 藍牙模塊內部結構遵從藍牙規范1. 1,其內部基帶控制器同樣提供了UART接口。藍牙模塊內部提供了主機控制器接口（HCI）來實現對藍牙硬件訪問的統一接口，結合RS232串口就可以實現主控制器和主機之間在傳輸層上的數據通信，基帶和射頻則提供了上層的鏈接和服務。同時，ADμC812還應完成對溫度傳感器的初始化、數據采集和處理。

（1）溫度傳感器DS18B20接口和驅動。

溫度傳感器選用的是DS18B20, 該溫度芯片是DALLAS公司生產的式數字溫度傳感器，主要由4部分組成： 64位ROM、溫度傳感器、非揮發的溫度報警觸發器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，這樣就可以實現一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。主機控制DS18B20完成溫度轉換必須經過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→數據傳輸，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開始轉換，再讀出溫度轉換值。其硬件接口如圖3所示。

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