基于掌上終端的藍(lán)牙微微網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

1 引言

近年來(lái)，近距離的數(shù)字化智能數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)得到了普遍應(yīng)用，流行的結(jié)構(gòu)是以 PC機(jī)、筆記本電腦、工控機(jī)等作為上位機(jī)，以單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)作為下位機(jī)，通過(guò)串行通信、 488總線、 CAN總線、以太網(wǎng)等多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這些有線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有布線不便、通信電纜容易受損等弊端。

隨著無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)的日益成熟，在工業(yè)控制、檢測(cè)與測(cè)量領(lǐng)域，無(wú)線自動(dòng)化（Wireless Automation）已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，迫切需要低成本、高可靠、低功耗的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方案代替有線系統(tǒng)。藍(lán)牙作為一種電纜替代技術(shù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的無(wú)線連接，具有低成本、低功耗、高速率、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)近距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇 [1]。當(dāng)前主要的掌上電腦（ Pocket PC）和智能手機(jī)（Smartphone）均支持藍(lán)牙協(xié)議。

同時(shí)，隨著掌上終端處理能力的不斷增強(qiáng)，以掌上終端作為上位機(jī)控制中心成為可能，掌上終端攜帶方便，尤其適用于野外或復(fù)雜條件下的現(xiàn)場(chǎng)控制。

本文基于掌上智能終端實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的藍(lán)牙無(wú)線控制，在掌上終端的主流操作系統(tǒng) Windows Mobile上實(shí)現(xiàn)基于不同藍(lán)牙協(xié)議棧的終端設(shè)備控制與數(shù)據(jù)通信，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸。能夠設(shè)置多個(gè)采集終端的數(shù)據(jù)采集參數(shù)并實(shí)時(shí)無(wú)線回收數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)可靠性和軟件系統(tǒng)穩(wěn)定性。 2掌上終端控制的藍(lán)牙微微網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖 1所示，多個(gè)藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)采集器組成藍(lán)牙微微網(wǎng)，與掌上終端通過(guò)藍(lán)牙連接進(jìn)行控制信令傳輸及數(shù)據(jù)通信。掌上終端識(shí)別網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器，發(fā)送控制命令并實(shí)時(shí)顯示回收的數(shù)據(jù)。藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)采集器在掌上終端的控制下設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)，啟動(dòng)或停止數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)采集所需要的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并通過(guò)藍(lán)牙微微網(wǎng)，將數(shù)據(jù)無(wú)線回傳至掌上系統(tǒng)。

圖 1掌上終端控制的藍(lán)牙微微網(wǎng)無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)采集器

各數(shù)據(jù)采集器通過(guò)距離、壓力、溫度等傳感器將目標(biāo)物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并由 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器上配接藍(lán)牙模塊，通過(guò) UART與藍(lán)牙模塊連接，數(shù)據(jù)的收發(fā)通過(guò)讀寫 UART寄存器來(lái)完成。采集器通過(guò)藍(lán)牙鏈路接收來(lái)自掌上控制器的命令及采集參數(shù)，并將各時(shí)刻的數(shù)據(jù)組織為幀結(jié)構(gòu)，發(fā)送至掌上控制終端。