【正文】 成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20進行復位，復位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對 DS18B20進行預定的操作。 因為 本設計系統(tǒng) 采用的藍牙模塊已經(jīng)將此設計集成 在其模塊上了 ，所以外圍電路中沒有再外加此部分。 PC 機中 UART接口輸出的 電平為 TTL電平 ,而串行口的電平為 RS232電平 ， 即 藍牙模塊與主機的工作電壓不相匹配，藍牙模塊的工作電壓為 ，而主機串口的工作電壓為 5V， 所以藍牙模塊不能和 PC機直接實現(xiàn)相連。 單片機 系統(tǒng) 的 初始化 主要是實現(xiàn)對 時鐘 的 初始化 ,管腳分配 ,串口初始化等 。 開 始初 始 化 串 口設 置 藍 牙 模 塊 參 數(shù)初 始 化 藍 牙 模 塊參 數(shù) 設 置 是 否 成 功建 立 藍 牙 連 接波 特 率 是 否 設 置 成 功設 置 藍 牙 模 塊 波特 率是 否 成 功 建 立 藍 牙 A C L 鏈 路是 否 成 功 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 數(shù) 據(jù)結(jié) 束YNYYYNNN 圖 點對點 藍牙系統(tǒng) 主 方流程圖 20 主機接收端 PC主機和藍牙 模塊之間 通過 RS232串口 和 UART接口進行 數(shù)據(jù)傳輸 通信。 雖然蜂鳴器可以響，但是聲音非常的小，估計是電流太小，通過再次檢查與更改電路，發(fā)現(xiàn)是蜂鳴器自身的原因。 表 溫度測試 測試時間 參數(shù) 9:00 12:00 15:00 18:00 實際溫度值 LCD顯示值 PC機端的顯示值 （ 溫度值 單位： ℃ ； 測試條件 是在數(shù)據(jù)采集端與 PC機接收端的距離不變 ） 實驗 數(shù)據(jù)表明：該系統(tǒng)能較為準確的顯示溫度信息， 并將測試的結(jié)果通過藍牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機端。 表 穩(wěn)定性 測試 測 試地點 參數(shù) 操場 宿舍 教室 實驗樓 實際 距離 值 /cm 20 20 20 20 LCD顯示值 /cm 17 16 16 16 PC機端的顯示值 /cm 17 16 26 16 24 實驗 數(shù)據(jù)表明：該系統(tǒng)能較為準確的顯示 距離 信息， 并將測試的結(jié)果通過藍牙無線傳輸發(fā)送給 PC 機端。 (2)硬件電路設計方面還存在不太穩(wěn)定的問題，以后可以對硬件電路進行進一步的完善。 通過對本 設計系統(tǒng) 的 不斷 研究， 本人 不僅進一步學習 和鞏固 了 C51單片機 程序的編寫與調(diào)試，而且通過對 藍牙模塊、 DYPME007超聲波測距 等 模塊 的學習 和 研究 ， 對 無線傳輸?shù)确矫娴?理論 知識 有了初步的了解 。 綜上所述，該設計的系統(tǒng)在誤差允許的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn) 測距和無線傳輸?shù)脑O計思想。 具體的實驗步驟和 準確性 測試類似，但改變 發(fā)射模塊與接收模塊 的測試場地或者它們 之間的距離。通過請教同學，明白了芯片的原理以及具體的連發(fā)，使得可以進行通信。然后 單片 機 接收返回的指令，進而對其 判斷后再對是否執(zhí)行指令作出決定。 本設計系統(tǒng)采用的是傳輸層 UART接 口 ，實現(xiàn)單片機對藍牙設備的控制，進而開發(fā)藍牙模塊實現(xiàn)無線傳輸?shù)母鞣N應用。 圖 功能框圖 圖 應用電路圖 15 BLKMDBC04B藍牙模塊同時支持軟 /硬件設置主從模式，具體方法如下： （ 1）、 PI0(4)—— 軟 /硬件主從設置口：置低 (或懸空 )為硬件設置主從模式，置 設置主從模式；如選擇硬件設置主從模式，可通過 PIO(5)進行設置；如果選擇軟件設置主從模式，可以通過 AT命令查詢和設置，具體方法參考《 BLKMDBC04B藍牙模塊 AT指令說明》 （ 2）、 PIO(5)—— 硬件主從設置口： ，接地 (或懸空 )設置從模式。此芯片非常適用于電池供電的場合。 當輸出端一有信號輸出就可以開定時器計 ，當此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值， 這兩次定時器之間的時間差就是 此次測距的時間， 然后就 可算出距離。 單片機最小系統(tǒng)主要由時鐘電路、復位電路以及 AT89S52組成，具體電路如下圖 。 接收端主要通過藍牙模塊，對另一模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)進行接收。 藍 牙 主 機 藍 牙 硬 件基 帶 控 制 器H C I 固 件L M 固 件其 他 高 層 驅(qū) 動 程 序H C I 驅(qū) 動 程 序物 理 總 線 驅(qū) 動 程 序物 理 總 線 固 件物 理 總 線硬 件 圖 藍牙 較低軟件層概述 圖 在進行數(shù)據(jù)傳輸時的 路徑，可以看出 藍牙 主機 通過主機控制器驅(qū)動程序來訪問藍牙模塊里的主機控制器 ，運行 HCI以上的協(xié)議軟件 。 A p p l i c a t i o n （ 應 用 層 ）R F C O M M（ 串 口 仿 真 協(xié) 議 ）S D P（ 服 務 發(fā) 現(xiàn) 協(xié) 議 ）H C I （ H o s t C o n t r o l l e r I n t e r f a c e ） （ 主 機 控 制 器 接 口 ）B B （ B a s e B a n d ） （ 基 帶 ）L M P （ L i n k M a n a g e r P r o t o c o l ） （ 鏈 路 管 理 協(xié) 議 ）R F （ R a d i o a n d A n t e n n a ） （ 射 頻 ）L 2 C A P （ 邏 輯 鏈 路 控 制 與 適 配 協(xié) 議 ）A u d i o（ 音 頻 ）數(shù)據(jù)控制T C S（ 電 話 通 信 協(xié) 議 ）數(shù)據(jù) 圖 藍牙協(xié)議棧 圖中各層協(xié)議都有一定的邏輯關系，而且 這些 協(xié)議 在 相互配合 工作下 ，共同 實現(xiàn) 藍牙無線傳輸?shù)母鞣N 實際 應用。藍牙技術 的標準規(guī)范 所公布的主要 系統(tǒng)參數(shù) 和 技術指標如 下 表 [4]。 社會上沒有 公開其 技術 的 標準， 且 目前 只有 很少的企業(yè) 研發(fā)此技術 ，因此其 應用前景并不廣泛。 在信息化的社會中，基于 無3 線通信 開發(fā)的設備 已經(jīng) 遍布生活的各個角落 ， 它們 都有其 自身的 適用領域。如今， 在近距離的無線通信中， 藍牙技術很受企業(yè)和社會的歡迎 。 對于 藍牙技術功 耗低，抗干擾能力強，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好， 可以 保證通信傳輸?shù)目煽啃缘忍攸c [2]。因此，我們希望 在短距離范圍內(nèi)，能夠采用一種無線傳輸方式建立設備之間的通信連接 ， 而且 可以在任何地方，隨時進行數(shù)據(jù)交換和傳輸 [1]。 愛立信 在著手研制芯 片 的同時，很快意識 到 要使 這項技術最終得到社會的認同 ，必須 首先 得到業(yè)界其他公司的支持與應用，且他們需要合作伙伴來共同開發(fā)這項新技術。畢竟只要能夠滿足人們的需求，并能夠提供便捷， 就可以得到社會的認同。 將其應用 在局域網(wǎng)的無線接入 方面 具有很大的優(yōu)勢 ， 但是 由于它不能利用 語音 來進行信息 傳輸， 而且相對于 藍牙技術 其在體積、功耗和成本方面也存在不足 ， 因此 ，在低成本、小功耗的設備領域，其應用范圍沒有藍牙技術廣泛 [1]。通過對本課題的研究，可以將設計的系統(tǒng)進行改進，方便地應用于條碼掃描、無線抄表、打印機等功能 [9]。然而，藍牙 技術的 數(shù)據(jù)鏈路和物理層 是任何一個協(xié)議棧共同享用的 。 從圖中可以看出 HCI 傳輸層 位于 主機控制器驅(qū)動程序和主機控制器之間 ，并為它們之間的通信提供接口 。 本設計 系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和無線發(fā)送 ,綜合考慮系統(tǒng)運行的可靠性、工作性能、功耗等因素 ,并結(jié)合自己所了解的相關知識，選擇 了由 美國 Atmel公司 研發(fā) 的 AT89S52芯片 作為數(shù)據(jù)采集端的控制器。 4 硬件電路 各模塊 的 設計 本設計包括數(shù)據(jù)采集端、無線傳輸和 PC機接收端三個部分，數(shù)據(jù)采集端和 PC機數(shù)據(jù)接收端的 整體電路圖分別 見附錄 所示。 超聲波探頭接收到超聲波后，通過聲電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一正弦信號，其頻率為傳感器的中心頻率，即40kHz。 藍牙模塊需要 了一個 5V轉(zhuǎn) ，原理圖如圖 。在本 設計 中，將單片機控制 的 藍牙模塊作為主設備 ，主動去 查詢 周圍藍牙設備，發(fā)出連接請求 ， 與 PC機端 相連的藍牙模塊 作為從設備， 實現(xiàn) 由單片機端向 PC機端 數(shù)據(jù) 的傳輸 。 在上述這些過程中，都必須 按照藍牙規(guī)范規(guī)定的 HCI數(shù)據(jù)包格式 。 單片機 和 藍牙模塊 進行通信 采用 的是 UART傳送數(shù)據(jù)的標準格式 ， 通過 傳輸 十六 進制數(shù) 。 （ 1） 焊接完單片機最小系統(tǒng)及 LCD液晶模塊后，通過下載簡單的 顯示 程序，調(diào)試發(fā)現(xiàn)，無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器，液晶始終無法顯示任何信息，經(jīng)檢查，滑動變阻器焊接時與原設計電路不同， 將 LCD第三腳通過滑動變阻器接到 VCC后 導致液晶顯示偏壓信號錯誤。 （ 3）通過編寫程序， 一步一步地強化功能，實現(xiàn)兩個藍牙系統(tǒng)建立連接，進一步使得 單片機 控制 藍牙模塊 發(fā)射幾個已知 的 數(shù)據(jù)。 雖然能夠進行測距和傳輸顯示， 但實測 距離 值偏小 ， PC機端顯示與液晶顯示端沒有誤差 。緊接著，在第三章主要針對單片機控制端數(shù)據(jù)采集端的 設計，詳細地講述了系統(tǒng)硬件設計方面的知識及方法。 (5)本設計所使用的模塊雖然能夠滿足無線傳輸 ，但它支持的最遠距離為 10m，而且容易受到外界因素的影響。 整個測試的過程如圖 ， 。 測試地點的環(huán)境存在著微變。首 先需要對其電路進行 檢查 ，在確保沒有錯誤以后 ，就可以對系統(tǒng)的程序進行編寫和調(diào)試。 開 始初 始 化 串 口設 置 藍 牙 模 塊 參 數(shù)初 始 化 藍 牙 模 塊參 數(shù) 設 置 是 否 成 功等 待 接 受 請 求 連接 信 號是 否 成 功 建 立 藍 牙 A C L 鏈 路接 受 主 方 連 接 請求在 超 時 前 收 到 主 方請 求 連 接 事 件波 特 率 是 否 設 置 成 功設 置 藍 牙 模 塊 波特 率結(jié) 束YNYYYNNN接 收 數(shù) 據(jù)是 否 成 功 接 收 數(shù) 據(jù)YN 圖 點對點藍牙系統(tǒng) 從 方流程圖 21 6 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析 要完成本次設計的 內(nèi)容 ，主要是檢驗系統(tǒng)能否通過藍牙模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理終端和數(shù)據(jù)采集端無線傳輸 。 所謂數(shù)據(jù)處理就是在上述操作都完成以后，按照藍牙協(xié)議規(guī)范的要求，進行數(shù)據(jù)的傳輸。而在數(shù)據(jù)采集端，單片機與藍牙模塊的電平相同，因此與單片機串口則可以直 接相連。 要使 藍牙設備 實現(xiàn)無線傳輸，需要經(jīng)過一定的 硬件操作 。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 ， 一般 1602字符型液晶顯示器實物如圖 。 然而 ，如果兩電極間 沒有 外加電壓，當 發(fā)出的 超聲波 經(jīng)發(fā)射回來，被 金屬片共振板接收到， 壓電晶片 就會發(fā)生 振動， 并 將 振動所產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為電信號，此時該端就成為 超聲波 的 接收器了。 對于系統(tǒng)的整體設計，無論是硬件部分的電路設計，還是軟件方面的控制程序，都是采用模塊化10 的設計方法。 主機控制器傳輸層 是對各不同的物理介質(zhì)分別進行定義，有以下四種： （ 1）、 HCI USB傳輸層 （ 2）、 HCI RS232傳輸層 （ 3）、 HCI UART傳輸層 （ 4）、 HCI SD傳輸層 藍牙設備之間建立通信，是通過實現(xiàn)藍牙協(xié)議完成的。 (3)應用層協(xié)議 應用層協(xié)議 ，按照其字面的含義就是針對各種具體應用所涉及到的軟件程序和諸多的協(xié)議 。 （ 2） 鏈路控制單元 鏈路控制單元 的主要職 責是 對 基帶鏈路控制器的規(guī)范 進行描述， 完成 基帶協(xié)議和其他底層鏈路程序的運行 。 而 將其 應用 在 醫(yī)療 設備 中 還處于 萌芽 階段 ，國內(nèi)外 在這方面的研究都 很少 。然而，利用 紅外通信 技術的 通信設備 ，要想建立鏈路來實現(xiàn)互相通信，它們 中間不能存在任何的阻擋物， 這時由于紅外技術只支持視 距傳輸。雖然在現(xiàn)代社會中， 藍牙 無線傳輸 技術 還存在著許多不足 ，但它的 本身技術優(yōu)勢是顯而易見的 ，而且藍牙 電子 產(chǎn)品的設計 相對于其他設備來說是非常 簡單 的 。 這些技術 被認為是無線數(shù)據(jù)通信技術領域的重大進展之一， 作為一種前景光明的 無線 連接技術， 可以大大地促進未來 社會 的數(shù)據(jù)通信業(yè)務 [1]。 畢業(yè)論文 （ 設計 ） 題目： 基于藍牙的無線數(shù)據(jù)檢測裝置設計 學生姓名 X X 學 號 院 系 專 業(yè) 指導教師 二〇一二 年 五 月 二十 八 日 目 錄 摘要 ........................................