【導(dǎo)讀】設(shè)備和固定式電子通信環(huán)境建立一個(gè)連接。利用藍(lán)牙技術(shù)構(gòu)建的無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸模塊，具有減少系。統(tǒng)間的電纜連接的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、各種檢測(cè)的場(chǎng)合。的無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。此基礎(chǔ)上將兩者相結(jié)合，提出了一種基于藍(lán)牙芯片CC2540的。電路的設(shè)計(jì)及其相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，以及天線匹配電路的微帶線的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 (10) 在此設(shè)計(jì)中使用的是 FR4 覆銅板，其介電常數(shù)為 （此次設(shè)計(jì)取 ），覆銅厚度為，板厚度為 。利用以上公式計(jì)算的微帶線寬 ，長(zhǎng)為 20mm。 22 電路板的調(diào)試 當(dāng)電路板焊接完成后進(jìn)行 系統(tǒng)調(diào)試之前，首先調(diào)試好系統(tǒng)的各個(gè)模塊，其中包括電源電路、數(shù)據(jù)采集、無(wú)線傳輸電路。在這些模塊的調(diào)試中要借助實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的工具或軟件，例如萬(wàn)用表、示波器。仿真口等?？催B線是否與邏輯圖一致，有無(wú)短路、虛焊等現(xiàn)象。器件的型號(hào)、規(guī)格、極性是否有誤，接插方向是否正確。檢查完畢 ，可用萬(wàn)用表測(cè)量一下線路板正負(fù)電源端之間的電阻，排除電源短路的可能性。 圖 數(shù)據(jù)采集傳輸電路板 圖 藍(lán)牙模塊之間的調(diào)試主要是兩個(gè)模塊之間的通信。在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的兩個(gè)串口在兩個(gè) 23 藍(lán)牙模塊之間傳輸一些數(shù)據(jù)或文本，在兩個(gè)藍(lán)牙模塊通信正常的情況下，一端用藍(lán)牙模塊與計(jì)算機(jī)串口相連，另一端用設(shè)計(jì)好的藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸模塊，結(jié)合簡(jiǎn)單的收發(fā)軟件進(jìn)行調(diào)試。 在電路調(diào)試好后，通過(guò)仿真口接口電路把電路板與電腦連接，利用 TEXAS INSTRUMENT 軟件觀看調(diào)試結(jié)果。調(diào)試顯示結(jié)果如下所 述。 發(fā)送節(jié)點(diǎn)的調(diào)試 （ 1）將仿真器的另一端通過(guò) 10 芯仿真器線與發(fā)送節(jié)點(diǎn)底板的調(diào)試接口相連，注意連接線頭的朝向。 （ 2）通過(guò) TEXAS INSTRUMENT 運(yùn)行 Flash Programmer 程序，此刻會(huì)列出已經(jīng)連接的節(jié)點(diǎn)信息，同時(shí)，也可測(cè)試此節(jié)點(diǎn)可以擦除程序，如下圖 所示： 圖 發(fā)送節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 （ 3）用同樣的連接方式，也可測(cè)試出此節(jié)點(diǎn)可以寫(xiě)入程序。 24 圖 發(fā)送節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 （ 4） 用同樣的連接方式，通過(guò)此軟件觀察此節(jié)點(diǎn)中程序運(yùn)行的情況：點(diǎn)擊 “ Flash Image”最后面的添加文件的按鈕，選擇 {應(yīng)用筆記 無(wú)線通信測(cè)試 /}固件， Action 列表中選擇“ Erase， program and verify”，確認(rèn)無(wú)誤后，觀察測(cè)試結(jié)果 軟件提示： Error in HEX file verification。 由此可知， *.HEX 文件被引入此節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，因此無(wú)法正常運(yùn)行此程序。 圖 發(fā)送節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 25 接收節(jié)點(diǎn)的調(diào)試 （ 1）將仿真器的另一端通過(guò) 10 芯仿真器線與接收節(jié)點(diǎn) 底板的調(diào)試接口相連，注意連接線頭的朝向。 （ 2）通過(guò) TEXAS INSTRUMENT 運(yùn)行 Flash Programmer 程序，此刻會(huì)列出已經(jīng)連接的節(jié)點(diǎn)信息，同時(shí)，也可測(cè)試此節(jié)點(diǎn)可以擦除程序，如下圖所示： 圖 接收節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 （ 3）用同樣的連接方式，也可測(cè)試出此節(jié)點(diǎn)可以寫(xiě)入程序。 26 圖 接收節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 （ 4）用同樣的連接方式，通過(guò)此軟件觀察此節(jié)點(diǎn)中程序運(yùn)行的情況：點(diǎn)擊“ Flash Image”最后面的添加文件的按鈕，選擇 {應(yīng)用筆記 無(wú)線通信測(cè)試 /}固件， Action 列表中選擇“ Erase， program and verify”，確認(rèn)無(wú)誤后，觀察測(cè)試結(jié)果 軟件提示： Error in HEX file verification。 由此可知， *.HEX 文件被引入此節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，因此無(wú)法正常運(yùn)行此程序。 圖 接收節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信能力的測(cè)試 27 4 總結(jié)和展望 總結(jié) 藍(lán)牙技術(shù)是一種發(fā)展迅速的無(wú)線通信技術(shù)，以低成本、短距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，為便攜式電子設(shè)備和固定式電子設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。利用藍(lán)牙技 術(shù)構(gòu)建無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸模塊，可以減少系統(tǒng)間的電纜連接，應(yīng)用于各種場(chǎng)合，因此在工礦、倉(cāng)庫(kù)具有廣泛的應(yīng)用前景。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度與壓力的數(shù)據(jù)采集和短距離內(nèi)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一種基于 CC2540 的藍(lán)牙無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與相關(guān)軟件相結(jié)合，已經(jīng)完成了硬件的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)到了跟多元器件的應(yīng)用方法和電路結(jié)構(gòu)，諸如多單元公用電源時(shí)的去耦、優(yōu)化電路性能的巴倫電路以及天線匹配微帶線的計(jì)算，更多的是了解了 TI 公司的 CC2540 是一 種 低成本、低功耗短距離 RF 連接的設(shè)計(jì)。 展望及今后工作的 建議 由于藍(lán)牙技術(shù)具有體積小、功耗小、抗干擾等突出的優(yōu)點(diǎn)，利用藍(lán)牙芯片作為實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的手段。 總之，整個(gè)藍(lán)牙協(xié)議結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用重傳機(jī)制來(lái)保證鏈路的可靠性，在基帶、鏈路管理和應(yīng)用層中還可實(shí)行分級(jí)的多種安全機(jī)制，并且通過(guò)跳頻技術(shù)可以消除網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中來(lái)自其它無(wú)線設(shè)備的干擾。 誠(chéng)然，由于藍(lán)牙技術(shù)是一種較新的無(wú)線通信技術(shù)和本人的知識(shí)面和時(shí)間上的局限性，因而此藍(lán)牙無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還存在許多問(wèn)題，一下是有待進(jìn)一步完善所需要做的一些工作： （ 1） 通過(guò)修改系統(tǒng)線路及元件布局，使藍(lán)牙模塊工作穩(wěn)定，能正確運(yùn)行程序； （ 2） 通過(guò)增加藍(lán)牙芯片功 率等級(jí)和改進(jìn)天線等途徑增加藍(lán)牙無(wú)線傳輸?shù)耐ㄐ啪嚯x； （ 3） 通過(guò)改進(jìn)藍(lán)牙無(wú)線數(shù)據(jù)采集傳輸模塊的軟件，不僅實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，而且還 i 可以實(shí)現(xiàn)與多個(gè)上位機(jī)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信。 通過(guò)以上這些改進(jìn)措施，藍(lán)牙無(wú)線監(jiān)測(cè)模塊將有很強(qiáng)的使用性，所以該系統(tǒng)將會(huì)有更大的應(yīng)用前景。 28 致 謝 本設(shè)計(jì)的完成是在我們的 指導(dǎo)老師胡馳 老師的 悉心 指導(dǎo) 和關(guān)心 下進(jìn)行的。 從課題選擇、方案制定、工作實(shí)施到論文修改，無(wú)不參透著他的心血。 在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì) 的修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了 胡 老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向 老 師表示衷心地感謝！ 老 師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的幾位同學(xué)，是你們?cè)谖移綍r(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。 感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間 姐妹 般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們相處的很融洽 ，沒(méi)有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不 開(kāi)心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起 讀書(shū)、聽(tīng)音樂(lè) ，沒(méi)關(guān)系，各奔前程，大家珍重。我們?cè)谝黄鸬娜兆樱視?huì)記一輩子的。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 29 參考文獻(xiàn) [1] 朱剛等編著，藍(lán)牙技術(shù)原理與協(xié)議 [M]，北方交通大學(xué)出版社， 2021年。 [2] 金純，超低功耗（ ULP）藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范解析 [M] ，國(guó)防工業(yè)出版社， 2021年。 [3] 黃智偉編著，藍(lán)牙硬件 電路 [M]，北京航空航天大學(xué)出版社， 2021年。 [4] 金純等編著，藍(lán)牙協(xié)議及其源代碼分析 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