藍牙技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的概念提供點對點和點對多點的無線鏈接，使人們能隨時隨地地進行數(shù)據(jù)信息的交換與傳輸。隨著各種藍牙終端設(shè)備的普及，如何增加藍牙設(shè)備的互操作性，如何把藍牙設(shè)備接入因特網(wǎng)，以及對藍牙設(shè)備本身的數(shù)據(jù)分布存儲和主控中心集中存儲提出了很多新的挑戰(zhàn)。

　　本文介紹了一種采用藍牙技術(shù)的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)，能實時采集終端獲取的監(jiān)控信息（溫度，電壓等）回傳到總控中心，實現(xiàn)了遠程報警，和數(shù)據(jù)采集功能。對于藍牙技術(shù)在工業(yè)環(huán)境里的實時性，穩(wěn)定性作了基本的分析。同時試圖探索一種平臺獨立的控制系統(tǒng)，增加系統(tǒng)的獨立性和跨平臺操作。文章最后探討了藍牙技術(shù)和TCP/IP協(xié)議棧的結(jié)合，嵌入式分布數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)和管理。

　　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,實時顯示二十四小時工業(yè)環(huán)境信息存儲，采集參數(shù)統(tǒng)計分析與診斷，監(jiān)督報警的功能。管理員可以在總控中心，對各監(jiān)控節(jié)點的數(shù)據(jù)進行管理，此外，還可以遠程控制設(shè)備的報警參數(shù)，報警時間，探測頻率等進行更改設(shè)置。系統(tǒng)采用16/32位RISC ARM7DMI為內(nèi)核的LPC2106芯片和Connectblue公司的Cb-OEMSPA13i藍牙模塊作為主控制處理器模塊和藍牙通信模塊。

　　1藍牙技術(shù)

　　藍牙技術(shù)是由愛立信、IBM、Intel、諾基亞、東芝等5家公司于1998年5月聯(lián)合制定的近距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一個開放的全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其實質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的無線電空中接口(Radio Air Interface)，將通信技術(shù)與計算機技術(shù)進一步結(jié)合起來，提供一種低價位、低功耗、可替代電纜的無線數(shù)據(jù)和語音鏈路，使設(shè)備能在近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)相互通信或操作。該技術(shù)采用跳頻機制進行數(shù)據(jù)傳送，能極大地提高數(shù)據(jù)傳送的抗干擾性能，工作在全球公眾通用的2.4GHz ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，傳輸速率為1Mbps，傳輸距離為10m-100m，可構(gòu)成最多由8臺設(shè)備構(gòu)成的微微網(wǎng)（Piconet），亦可再由多個獨立、非同步的微微網(wǎng)（Piconet）拓撲形成分布式網(wǎng)絡(luò)（Scatternet）。同時信道可采用采用0位、40位、60位密鑰加密。目前已由Bluetooth SIG組織制定藍牙1.2系統(tǒng)國際規(guī)范。本系統(tǒng)藍牙協(xié)議棧如圖1所示。藍牙技術(shù)在PAN(personal area network)的應(yīng)用十分廣泛，比較熟悉的主要有無線音頻的應(yīng)用，隨處可見的藍牙耳塞大家一定不陌生。但是，藍牙技術(shù)在工業(yè)監(jiān)控方面的應(yīng)用，目前正全面鋪開。在這個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，應(yīng)該說是一個前期探索和研究，但又充滿前景的方向。歐洲許多大公司正陸續(xù)推出他們的相關(guān)解決方案。

　　2芯片概述

　　2.1主控制處理器LPC2106

　　LPC2106是飛利浦帶有一個支持實時仿真和跟蹤的 ARM7DMI-S 微處理器，嵌入 128KB高速 Flash存儲器。 采用3級流水線技術(shù)，取指、譯碼和執(zhí)行同時進行，能夠并行處理指令，提高CPU運行速度。由于具有非常小的尺寸和極低的功耗，非常適用于那些將小型化作為主要要求的應(yīng)用。多個32位定時器、PWM 輸出和32個GPIC使它特別適用于工業(yè)控制和小型機器人系統(tǒng)。ARM內(nèi)核在嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的絕對占有率無疑讓他成為很多工業(yè)系統(tǒng)的首選方案。PHILIPS推出的這個低成本的ARM7芯片，同時卻包含了比51單片機豐富許多的片上資源。在很多不需要音視頻處理的工業(yè)控制領(lǐng)域，正逐步替代51單片機，成為未來的趨勢。集成網(wǎng)絡(luò)功能和LCD顯示驅(qū)動模塊的型號（LPC28xx），和針對低成本的LPC210X，成為我們實現(xiàn)該項目設(shè)計的最佳選擇。

　　2.2藍牙模塊Cb-OEMSPA13i

　　藍牙模塊Cb-OEMSPA13i是ConnectBlue公司集成的有射頻收發(fā)，基帶控制和管理，符合RS232接口協(xié)議的藍牙串口適配器。核心工作電壓3-6V。芯片內(nèi)硬件和固件符合藍牙規(guī)范V1.1。射頻發(fā)射功率支持CLASS2。輸出頻率2.402 –2.480 GHz，最大接收頻率+14dBm。支持多點傳輸?；贑onnectBlue強大的工業(yè)應(yīng)用背景，該模塊已經(jīng)在惡劣的工業(yè)環(huán)境下被大量的應(yīng)用，針對工業(yè)環(huán)境做了很多的從硬件到軟件的改良和增強，這也是我們選擇這個模塊的原因。

　　3系統(tǒng)工作原理和總體設(shè)計

　　本系統(tǒng)原理框圖如圖2所示，它的工作原理是：系統(tǒng)由①處采集信號，其中包括兩路模擬信號，兩路數(shù)字信號和兩路由溫度傳感器（PT100）檢測出的環(huán)境溫度信號，這些信號分別送到各自的信號采集和調(diào)整模塊，針對各種信號的特點和要求進行放大，濾波等處理，并將信號放大調(diào)整到一定的幅度，其中信號采集調(diào)整過程如圖3。信號再經(jīng)主控制處理器內(nèi)含的十位A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；主控制處理器模塊運行嵌入式操作系統(tǒng)和片上信號分析應(yīng)用軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理和閾值比較及報警，同時在用戶界面上顯示各參數(shù)測量分析結(jié)果和報警信息，由FLASH ROM模塊完成對數(shù)據(jù)的壓縮存儲，將重要的數(shù)據(jù)存入E2PROM（數(shù)據(jù)庫②中存儲的是在用戶界面上設(shè)置的各個參數(shù)的閥值信息、報警信息和顯示的實時數(shù)據(jù)。）。PPP協(xié)議采用兩個循環(huán)隊列的方式，通過藍牙無線傳輸模塊功能，將數(shù)據(jù)實時發(fā)送到服務(wù)器，得出更為詳細的檢測報告，以便提供給技術(shù)人員作為現(xiàn)場信息的參考評價。此外，管理員可以在服務(wù)器端，通過web對各監(jiān)控節(jié)點的數(shù)據(jù)進行管理，并且遠程控制設(shè)備的報警參數(shù)，報警時間，探測頻率等進行設(shè)置更改。

　　4 硬件電路

　　硬件電路部分包括信號采集調(diào)整模塊，ARM7DMI為內(nèi)核的LPC2106主控制處理器模塊,以Connectblue公司的Cb-OEMSPA13i藍牙模塊作為藍牙無線網(wǎng)絡(luò)模塊，電源管理和重置模塊和其他保護、調(diào)整電路。各模塊具體實現(xiàn)以下功能： 
  

　　1) 信號采集調(diào)整模塊實現(xiàn)對多信號的拾取，對低頻、高頻、工頻等干擾信號進行濾波和抑制，對模擬量進行放大、零點調(diào)整和滿量程調(diào)整。

　　(2)      主控制處理器模塊結(jié)合商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)和片上采樣分析軟件實現(xiàn)對模擬信號的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換和控制，數(shù)字濾波和小波分析，數(shù)據(jù)計算分析，同時控制和管理硬件部分的每個模塊。

　　(3)      存儲模塊實現(xiàn)各種信號數(shù)據(jù)的實時存儲，可同時存儲實時產(chǎn)生的警報。E2PROM具有可擦除，可寫入功能，即使系統(tǒng)電源關(guān)閉，其上的存儲數(shù)據(jù)也不會丟失。