基于無線射頻和GPRS網絡的林火監(jiān)測數(shù)據(jù)采集電路設計

　　隨著藍牙技術的迅速發(fā)展，目前藍牙芯片市場涌現(xiàn)出了許多優(yōu)秀產品。CSR公司的BlueCore系列產品、Bmadcom的BCM系列產品和TI公司的CC2540系列產品都有廣泛的應用。其中TI公司的CC2450和CSR公司的CSR1000芯片都非常適用于藍牙4.0應用解決方案。

　　本文選用了TI公司的CC2450F128芯片作為藍牙通信芯片，該芯片提供真正的單片低功耗藍牙BLE解決方案，能夠運行應用程序和BLE協(xié)議棧。CC2450F128芯片內部集成了高性能低功耗的8051微處理器核，片內提供來了128KB的Flash存儲空間，對外支持UART和USB通信接口，所以非常適用于藍牙4.0的應用解決方案。

　　1總體方案設計

　　該設計為基于藍牙4.0的設備提供良好的通用方案，有助于研發(fā)特定應用的設備。系統(tǒng)總體架構如圖1所示。在系統(tǒng)總體架構圖中，主要包括兩部分：支持藍牙4.0的手持設備和藍牙設備。其中支持藍牙4.0的手持設備可以是諸如智能手機、平板電腦等;藍牙設備則是本文提供的解決方案。支持藍牙4.0的手持設備和藍牙設備之間通過藍牙4.0協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，可以為藍牙耳機、手機防丟應用和無線拍照應用等提供數(shù)據(jù)方案。

　　圖1 系統(tǒng)總體架構框圖

　　從系統(tǒng)總體架構框圖中不難看出，該設計方案支持一對多的通信連接，即每個支持藍牙4.0的手持設備可以同時與多個藍牙設備建立連接，對應用功能的擴展帶了極大便利。

　　2詳細設計與實現(xiàn)

　　該部分將對系統(tǒng)總體架構框圖中的藍牙設備給出解決方案。此處選用了TI公司的CC2450F128芯片作為藍牙通信芯片，該芯片最大的特點是能夠提供真正的單片低功耗藍牙BLE解決方案，能夠運行應用程序和BLE協(xié)議棧，使用起來簡單高效。

　　2.1 CC2450F128外圍電路設計

　　低功耗藍牙芯片CC2450F128的外圍電路原理圖如圖2所示。從圖2中可以看出CC2450F128芯片一般需要兩個時鐘晶振，其最為核心的部分是天線的電路設計，需要根據(jù)實際的需要調整阻抗匹配。由于CC2450F128芯片使用的是8051微處理器核，所以其可以對外提供多個IO引腳以用于其他業(yè)務邏輯的實現(xiàn)。

　　圖2 CC2450F128外圍電路原理圖

　　2.2通信協(xié)議擴展

　　該解決方案另一個重要的部分就是其通信協(xié)議的設計和擴展。通常需要按照藍牙4.0的通信協(xié)議來擴展其配置，包括Setvice配置和Characteristic配置。

　　舉例說明，可以先增加UUID為00001802-0000-1000-8000-00123456789b的Service，然后為該服務增加UUID為00002a06-0000-1000-8000-00123456789b的Characteristic.

　　通常需要根據(jù)應用的業(yè)務邏輯劃分出多個功能大類，再對功能大類進行細分。每一個功能大類對應一個Service，每一個功能細分對應一個Characteristic.總體看來，每個應用可以包括多個Service，每個Service可以包括多個Characteristic.