基于藍(lán)牙技術(shù)的電能計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2024-11-15 14:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用模式下用于控制移動(dòng)電話和調(diào)制解調(diào)器的命令，它由藍(lán)牙 SIG組在 ITUTQ931的基礎(chǔ)上開發(fā)而成。 以上為藍(lán)牙核心協(xié)議，藍(lán)牙硬件通過核心協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，并體現(xiàn)其技術(shù)特點(diǎn)。藍(lán)牙核心協(xié)議通過與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（ PPP）、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 /傳輸控制協(xié)議 /萬維網(wǎng)協(xié)議（ TCP/UDP/IP）、對(duì)象交換協(xié)議（ OBEx）和天線應(yīng)用協(xié)議（ WAP）等選用協(xié)議的共同使用，可以順利地實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)電話和藍(lán)牙終端機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。 藍(lán)牙硬件模塊 在藍(lán)牙核心協(xié)議中， HCI 以上部分通常用軟件實(shí)現(xiàn)，包括邏輯鏈路控制和適配協(xié)議（ L2CAP）、串行電路仿真協(xié)議（ RFCOMM）、鏈路管理協(xié)議 (LMP)、替代電纜協(xié)議和電話控制協(xié)議；而 HCI以下部分則用硬件實(shí)現(xiàn)，包括基帶協(xié)議（ BB）和鏈路管理協(xié)議 (LMP)，這部分也叫作藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中底層藍(lán)牙硬件模塊。 藍(lán)牙硬件模塊主要由射頻 (RF)單元電路、基帶層 (base band)電路和鏈路管理層 (LMP， Link Manger Protocol)電路組成。 藍(lán)牙硬件模塊 （ 1）射頻 (RF)單元 RF單元電路為藍(lán)牙技術(shù)提供了通信中物理層，也叫作藍(lán)牙收發(fā)器，通過 微波，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流過濾和傳輸。藍(lán)牙協(xié)議提供了有關(guān)藍(lán)牙收發(fā)器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。 （ 2）基帶層電路 基帶層提供了基帶數(shù)字信號(hào)處理硬件，其功能是提供鏈路控制，因此也叫作基帶及鏈路控制層電路。通過基帶層電路，可以建立藍(lán)牙通信網(wǎng)絡(luò)中物理鏈路，從而形成微微網(wǎng) (pico)?；鶐又杏袃煞N物理鏈路，一種是面向連接同步鏈路 (SCO)，另一種是異步無連接鏈路 (ACL)。此外，基帶層還可為語音和數(shù)據(jù)分組提供不同水平前向糾錯(cuò) (FEC)或循環(huán)冗余度校驗(yàn) (CRC)處理，并可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。同時(shí)，基帶層電路還為不同類型數(shù)據(jù) (包括傳輸信息數(shù)據(jù)、鏈路管理和控制信息 )提供特定信道。 藍(lán)牙硬件模塊 （ 3）鏈路管理層 (LMP)電路 鏈路管理層電路也叫作鏈路管理器電路，功能是提供鏈路管理通信協(xié)議。鏈路管理協(xié)議用來對(duì)鏈路進(jìn)行設(shè)置和控制，并負(fù)責(zé)建立和撤銷各藍(lán)牙設(shè)備間連接、功率控制以及認(rèn)證和加密，同時(shí)還控制藍(lán)牙設(shè)備工作狀態(tài) (保持 hold、休眠 park、呼吸 sniff 和活動(dòng) active )。鏈路管理層主要功能由軟件完成，鏈路管理器電路提供運(yùn)行于藍(lán)牙設(shè)備處理器中軟件，鏈路管理器之間通信協(xié)議稱為鏈路管理協(xié)議(LMP) 。 藍(lán)牙硬件模塊結(jié)構(gòu)圖 SRAM Flash CPU 通用異步收發(fā)器 通用串行接口 測(cè)試模塊 基帶控制器 無線收發(fā)器 藍(lán)牙硬件模塊 藍(lán)牙硬件模塊由微處理器 (CPU)、無線收發(fā)器 (RF)、基帶控制器 (BB)、閃存 (Flash程序存儲(chǔ)器 )、通用異步收發(fā)器 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、通用串行接口 USB(Universal Serial Bus)及藍(lán)牙測(cè)試模塊組成。藍(lán)牙其中無線收發(fā)器（ RF）、基帶控制器（ BB）和鏈路管理層（ LMP）為主要部分，目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家都是利用片上系統(tǒng)技術(shù)SOC（ SystemOnChip）將這三層功能模塊集嵌在同一塊芯片上。藍(lán)牙基帶控制器是關(guān)鍵部分，其主要功能是在微處理器控制下，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙基帶部分所有實(shí)時(shí)處理功能，包括負(fù)責(zé)對(duì)接收 bit流進(jìn)行符號(hào)定時(shí)提取和恢復(fù)，分組頭及凈荷循環(huán)冗余度校驗(yàn) (CRC)，分組頭及凈荷前向糾錯(cuò)碼 FEC處理，加密和解密處理等；且能提供從基帶控制器到其它芯片接口。 CPU一般采用 RISC結(jié)構(gòu)嵌入式微處理器，以滿足對(duì)藍(lán)牙核心協(xié)議高速處理和大量數(shù)據(jù)bit流處理要求。 Flash存儲(chǔ)器用于存放基帶和鏈路管理層中所有協(xié)議軟件。SRAM作為 CPU 運(yùn)行空間，在工作時(shí)把 Flash中軟件調(diào)入 SRAM中處理。射頻收發(fā)器負(fù)責(zé)接收或發(fā)送高頻通信信號(hào)。 UART和 USB接口提供到 HCI主機(jī)控制器接口傳輸層物理連接，是上層協(xié)議與藍(lán)牙硬件模塊進(jìn)行通信通道。藍(lán)牙測(cè)試模塊主要提供無線層和基帶層認(rèn)證和一致性規(guī)范，同時(shí)還管理產(chǎn)品生產(chǎn)和售后測(cè)試，為可選模塊。 三、藍(lán)牙電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì) 目前電能計(jì)量裝置主要有電能表、抄表器以及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的集中器等設(shè)備，電能表主要用于精確測(cè)量用戶各種電能參數(shù)，如電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、欠壓和斷相檢測(cè)、諧波分析等，它相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量終端，提供各項(xiàng)用戶電能數(shù)據(jù)；抄表器主要用于記錄電能表所測(cè)量的各項(xiàng)用戶電能參數(shù)，它相當(dāng)于一個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，抄表人員使用抄表器將用戶電能參數(shù)攜帶到供電企業(yè)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中集中進(jìn)行技術(shù)處理，遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的集中器也起到同樣的功能，只不過它通過無線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，不需要人工攜帶至供電企業(yè)。 從上述分析可以看出，由于各種電能計(jì)量裝置功能配套，數(shù)據(jù)傳輸格式統(tǒng)一，因此，只要開發(fā)出統(tǒng)一的藍(lán)牙模塊，分別應(yīng)用至不同的電能計(jì)量裝置中，即可實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙抄表的目的。 藍(lán)牙模
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