基于藍(lán)牙芯片的無線通信模塊設(shè)計與開發(fā)

在外部主機具有 UART 或者USB 接口，藍(lán)牙模塊與主機信號電平兼容的情況下，不需 要再添加其他輔助電路，本藍(lán)牙模塊就可以和主機直接相連。

如圖 3 所示是主機和藍(lán)牙硬件連接示意圖。主機控制器接口（HCI）提供了一種訪問藍(lán) 牙硬件能力的通用接口，HCI 層通過訪問基帶命令、鏈路管理器命令、硬件狀態(tài)寄存器、控 制寄存器以及事件寄存器實現(xiàn)對藍(lán)牙硬件的HCI 命令。在主機系統(tǒng)的HCI 驅(qū)動程序和藍(lán)牙 的硬件HCI 固件之間存在的幾個中間層次，又稱為主機控制器傳輸層，提供傳輸數(shù)據(jù)的能力。該層的目標(biāo)是透明化，主機控制器驅(qū)動程序不關(guān)心它是在UART 上還是USB 上，UART 和USB 對主機控制器驅(qū)動程序發(fā)送到主機控制器的數(shù)據(jù)不能進(jìn)行處理，這樣主機控制器接 口和主機控制器可以進(jìn)行升級，升級不會對傳輸層有任何影響。

4.2 模塊初始參數(shù)設(shè)置

藍(lán)牙模塊加載了各種協(xié)議層后并不能工作，還需要根據(jù)不同的硬件設(shè)計對模塊初始參數(shù) 進(jìn)行設(shè)置。基于bluecore2 藍(lán)牙芯片的初始參數(shù)設(shè)置又稱為PSK 設(shè)置，可以通過BLUELAB 集成開發(fā)環(huán)境或者PS Key 設(shè)置軟件來實現(xiàn)，如圖所以為ps key 設(shè)置界面。

5 藍(lán)牙模塊應(yīng)用實例

如圖 4 所示，以藍(lán)牙手操器和藍(lán)牙閥門定位器作說明示例。藍(lán)牙模塊與閥門定位器中的 控制板進(jìn)行串口（UART）全雙工通信，閥門定位器的閥位值、閥位上限等各種參數(shù)通過串 口送到藍(lán)牙模塊，通過藍(lán)牙無線通信的方式發(fā)送給藍(lán)牙手操器，手操器可以用相關(guān)指令動態(tài) 地修改閥門定位器的對應(yīng)參數(shù)，這改變了傳統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置或修改方法。在閥門定位器中的藍(lán) 牙模塊設(shè)置為被動鏈接模式，設(shè)備啟動后閥門定位器會周期性的采集閥位值并存儲在該設(shè)備 的緩沖區(qū)內(nèi)，當(dāng)藍(lán)牙手操器搜索到閥門定位器后向閥門定位器發(fā)送鏈接指令，建立鏈接后， 藍(lán)牙手操器將獲得一個鏈接句柄。此后進(jìn)入如圖5 所示的監(jiān)控界面，可以執(zhí)行讀閥位值、閥 位上限、以及寫上限三項功能。每項功能在執(zhí)行時，都由手操器發(fā)送一條控制指令，該指令 由串口發(fā)給藍(lán)牙模塊，其中包括藍(lán)牙鏈接句柄、功能代碼（0x01-0x03 分別針對以上的三項 功能）以及CRC 校驗域。閥門定位器收到控制指令后先判斷鏈接句柄，判斷是否接收該指 令，其后根據(jù)功能代碼分別執(zhí)行對應(yīng)的任務(wù)。圖5 中為通過藍(lán)牙手操器讀取的閥門定位器的 閥位值。此外，藍(lán)牙手操器還可對藍(lán)牙電磁流量計，藍(lán)牙溫度變送器等設(shè)備進(jìn)行操作。

5 結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場測試表明，本文設(shè)計的藍(lán)牙模塊性能穩(wěn)定、使用方便、實用性強，有一定的抗 干擾能力，還可根據(jù)需要進(jìn)行軟件升級，能有效地嵌入現(xiàn)場設(shè)備中代替電纜進(jìn)行無線通信， 實現(xiàn)了對傳統(tǒng)有線工業(yè)控制總線延伸，為工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)提供了一種新的聯(lián)網(wǎng)方法。

本文作者創(chuàng)新點：該藍(lán)牙無線通信模塊運用BlueCore2-External 藍(lán)牙芯片、FB2520 帶通濾 波器和平衡不平衡變換器、LTCC 陶瓷天線等設(shè)計完成，并在藍(lán)牙手操器和閥門定位器中進(jìn) 行實際運用，結(jié)果表明該藍(lán)牙模塊性能穩(wěn)定，實用性強。