基于ARM7的藍牙接入點的設(shè)計與應(yīng)用

在設(shè)計中，使用了藍牙模塊的 UART口和微處理器 AT91R40008的串口 1相連，通過藍牙模塊向工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，在由 cpu，經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到上位機中，實現(xiàn)上位機對藍牙設(shè)備的訪問與監(jiān)控。

3.1.4 網(wǎng)絡(luò)通信接口在設(shè)計中采用采用網(wǎng)絡(luò)接口將藍牙接入點接入工業(yè)以太網(wǎng)，數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)傳遞到上位機中，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備和上位機的通信。網(wǎng)絡(luò)隔離器采用的是 HR61H50L，網(wǎng)卡芯片使用的是 AX88796。

AX88796是臺灣 Asix公司推出的 80186系列以及 MC68K系列等多種 CPU總線類型。 AX88796執(zhí)行基于 IEEE802.3/IEEE802.3u 局域網(wǎng)標準的 10Mb/s和100Mb/s以太網(wǎng)控制功能，并提供IEEE802.3u兼容的媒質(zhì)無關(guān)接口 MII(Media Independent Interface)，用以支持在其它媒質(zhì)上的應(yīng)用。 AX88796的地址總線 SA[9:0]與數(shù)據(jù)總線 SD[15:0]分別與 CPU的地址/數(shù)據(jù)總線相連。 CPU通過 I/O讀寫 RJ45接口，或者經(jīng)過 MII接口送至外部的物理層芯片。SEEPROM接口可以用來連接串行 EEPROM。EEPROM可用于存儲 MAC地址，供 AX88796每次初始化時讀取。

3.1.5 電源部分

電源采用的是以太網(wǎng)供電設(shè)備，該設(shè)備采用符合 802.3受電設(shè)備標準，輸出標準的 +24V，經(jīng)過 LM2576-5、 AS1117-1.8和 AS1117-3.3電源芯片，電平轉(zhuǎn)換后，輸出藍牙接入點上的 cpu、存儲器、網(wǎng)卡芯片和藍牙模塊上所需的 1.8V和 3.3V電源。

3.1.6 串口通信

串口通信使用的是 MAX3232芯片。這里使用串口通信接口主要是為了調(diào)試藍牙模塊、 cpu和上位機之間的通信，及測試其通信性能。

3.2 軟件部分

在軟件設(shè)計部分，主要介紹一下藍牙模塊的通信原理。首先，初始化藍牙模塊，直到初始化成功。接著對通信模塊的各個端口進行定義。AT91R40008有 32位的 I/O口，設(shè)計時結(jié)合實際中的情況，考慮具體所用的端口，結(jié)合其他通信模塊定義這些端口。定義通信模塊端口完成以后，立即與現(xiàn)場無線設(shè)備進行連接。隨后，藍牙接入點開始搜索現(xiàn)場設(shè)備，并對現(xiàn)場設(shè)備進行讀寫，接收藍牙指令并更新。其藍牙模塊的通信流程圖如圖 3。

藍牙接入點向本地子網(wǎng)廣播自己的設(shè)備聲明，并接收其他設(shè)備的設(shè)備聲明。初始化完后 5秒鐘內(nèi)用來搜尋子網(wǎng)中的鄰居設(shè)備，搜尋完成后，開始建立鄰居表，并把鄰居表內(nèi)的其他從設(shè)備加入到無線調(diào)度列表中。網(wǎng)絡(luò)組建完成后，接入點按照確定性調(diào)度算法輪詢從設(shè)備。并把藍牙數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)換成工業(yè)以太網(wǎng)的報文，放入工業(yè)

以太網(wǎng)的調(diào)度器中。設(shè)備聲明報文：

typedef struct _zgb_pkt_ann {

} zgb_pkt_ann;

信息分發(fā)報文：

typedef struct _zgb_distribute { INT8U devdesp[16]; INT8U mdata[16];

} zgb_distribute;

令牌：

typedef struct _zgb_pass_token { INT8U ans;INT8U res[3]; /⁄設(shè)備描述, 字符串 //主 or從? 0主設(shè)備; 1 從設(shè)備 //設(shè)備狀態(tài): 0設(shè)備未組態(tài) , 自由發(fā)包; //1設(shè)備已組態(tài) , 獲取令牌才能發(fā)包 /⁄保留字段

/⁄設(shè)備描述, 字符串 /⁄信息分發(fā)的內(nèi)容

//確認? 0不確認 ; 1確認 /⁄保留信息

} zgb_pass_token;

藍牙接入點在工業(yè)現(xiàn)場中的應(yīng)用

在設(shè)計中，將工業(yè)以太網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備之間建立連接，如圖 4。工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備通過一個藍牙專用的傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿{牙接入點。數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換，成為工業(yè)以太網(wǎng)能夠識別和支持的格式，并傳輸?shù)焦I(yè)以太網(wǎng)中的一個發(fā)出指令請求的設(shè)備中。上位機同時可以通過以太網(wǎng)對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。工業(yè)現(xiàn)場的無線設(shè)備還可以同時與一個帶有藍牙模塊的手持設(shè)備和一個藍牙接入點進行連接，對數(shù)據(jù)進行訪問和采集。

5 小結(jié)

在搭建完整個系統(tǒng)，并對藍牙的通信性能進行檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，藍牙模塊由于采用的是信息無線傳輸方式，所以在傳輸過程中干擾較大，傳輸距離也較短。工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備安裝的環(huán)境往往比較惡劣，怎樣使藍牙設(shè)備擁有更好的穩(wěn)定性、更低的功耗、更廣的工作范圍，這些對硬件設(shè)計和軟件優(yōu)化提出了更高的要求。