基于藍牙技術的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)

　　(4)      無線網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸和藍牙無線網(wǎng)絡服務，與PC或其他設備上的藍牙無線端口連接實現(xiàn)藍牙技術中的微微網(wǎng)（Piconet），同時允許多臺藍牙接口的設備構成的對等的藍牙無線網(wǎng)絡。

　　(5)      電源管理和重置模塊主要負責給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓和檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證系統(tǒng)的無故障運行。

　　(6)      大量的濾波元器件和電路的使用，同時采用了四層板的設計，盡可能減少外界的干擾和系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。

　　(7)      由于藍牙模塊涉及到高頻，在硬件電路中單獨為它設計了一個浮高的連接插件，使它能夠不受其他模塊的干擾，同時為藍牙模塊預留了外置天線的接口和調(diào)試重置的接口，以增加系統(tǒng)的可調(diào)試性和擴展性。

　　5軟件設計

　　5.1軟件層次

　　5.2軟件程序的實現(xiàn)

　　5.2.1   操作系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)采用的是瑞典Embedded Artists公司開發(fā)的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)Infrabed。 Infrabed是一個高度可配置型操作系統(tǒng)。它可以根據(jù)用戶的需要，將嵌入式系統(tǒng)低層框架組件進行刪選，以便達到系統(tǒng)最優(yōu)，最集約化配置。在本系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，我們采用了其中的搶占式實時操作系統(tǒng)，PPP、TCP/IP通信協(xié)議，文件系統(tǒng)，Web server五個模塊。

　　5.2.2  通訊協(xié)議

　　藍牙的核心部分是協(xié)議棧，藍牙協(xié)議棧允許多個設備進行相互的定位、連接和交換數(shù)據(jù)，并能實現(xiàn)互操作和交互式的應用。協(xié)議棧分別運行在藍牙模塊及微處理器上面，是管理系統(tǒng)資源、控制硬件、通過HCI對來自主機的命令進行處理、完成藍牙功能的嵌入式軟件。

　　該藍牙模塊實現(xiàn)籃牙的協(xié)議子集LAN Access Point（LAP），這種應用模式在藍牙連接上使用IETF的點到點協(xié)議（PPP）。PPP是一種廣泛使用的Internet標準，為IP通訊提供了主機配置和準備，PPP是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡單的鏈路而設計的。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。PPP為基于各種主機、網(wǎng)橋和路由器的簡單連接提供一種共通的解決方案。

　　在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，我們把TCP/IP協(xié)議移植到藍牙鏈路上，使應用層能夠透明地操作十分通用的套接字接口，為將來應用程序的擴展和移植提供了方便。

　　除了底層的通訊協(xié)議，我們還自己設計了一個協(xié)議專門用來傳輸報警、取樣信息以及數(shù)據(jù)庫的同步。有了這一層協(xié)議，為以后新的藍牙設備的互聯(lián)提供的統(tǒng)一的格式。

　　5.2.3 分布和集中的數(shù)據(jù)庫

　　系統(tǒng)通過FLASH實現(xiàn)的本地分布數(shù)據(jù)庫，由于系統(tǒng)的FLASH空間有限，只能作為數(shù)據(jù)暫存的地方。上位機的集中數(shù)據(jù)庫才是系統(tǒng)總數(shù)據(jù)中心。

　　在數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)方面，系統(tǒng)增加了針對報警信息，采樣信息的加入，查詢，刪除等專用操作的接口函數(shù)，以提高數(shù)據(jù)庫的易用性和操作效率。同時為了各部分數(shù)據(jù)庫的同步，修改了協(xié)議和數(shù)據(jù)的內(nèi)容格式，增加了時間戳，同步時間等字段，保證兩邊的數(shù)據(jù)同步。

　　為了防止系統(tǒng)的崩潰，掉電等極端的狀況，系統(tǒng)對最新的數(shù)據(jù)實行本地的FLASH備份。這樣最新的數(shù)據(jù)有兩處備份，增加了數(shù)據(jù)的安全性。用戶的配置信息等，系統(tǒng)也實現(xiàn)了雙備份和兩邊同步，以用來系統(tǒng)恢復。

　　5.2.4 用戶界面

　　用戶界面的設計過程考慮到兩種需求，一是對平臺獨立的需求，希望該總控界面能運行在不同的設備上。 二是對實時性的需求，因為工業(yè)應用的特殊要求，實時性無疑是我們必須考慮的問題。

　　最后，系統(tǒng)的實現(xiàn)我們采用了兩種技術,增加客戶的選擇空間：

　　1、嵌入式CGI+ WebServer。這樣系統(tǒng)有很好的平臺獨立性，只要能運行IE瀏覽器的設備上都可以對系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。

　　2、采用了Sun的Java applet技術書寫用戶界面。applet技術因為其良好的平臺獨立性被廣泛應用，同時他還有很好的實時性的優(yōu)點，是方案1不能做到的。但唯一的要求就是設備除了支持IE瀏覽器外，還需要支持Java的解釋器。

　　有了這兩種技術，系統(tǒng)在不用安裝任何軟件的情況下，可以運行在所有的PC，大部分的PDA和手機上，為操控人員提供很大的方便。

　　6結語

　　為了克服傳統(tǒng)工業(yè)控制機器附件多、有線檢測傳輸方式、組網(wǎng)不方便、檢測參數(shù)單一、擴展交互能力差的不足，本系統(tǒng)提供一種具有藍牙無線通信的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)。該工業(yè)診斷系統(tǒng)具有藍牙無線通信功能，能夠多路采集,實時顯示工業(yè)環(huán)境信息存儲，實現(xiàn)參數(shù)統(tǒng)計分析與診斷，監(jiān)督報警的功能。同時，還可以遠程控制設備的報警參數(shù)，報警時間，探測頻率等進行設置更改。內(nèi)含嵌入式操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析診斷應用軟件，為設備的功能擴展提供了方便。

　　參考文獻：

　　[1]      Karim Yghmour ,Building Embedded Linux Systems. O'Reilly, 2003

　　[2]      馬建倉，羅亞軍等.藍牙核心技術及應用，北京:科學出版社，2003

　　[3]      馮慶勝，李紅，冀勇鋼，基于藍牙技術組建無線家庭網(wǎng)絡.微計算機信息 2006年第3-2