【正文】 纂于藍(lán)牙的無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)用 PCM 或 CVSD。 3)同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸 藍(lán)牙有兩種 鏈路類(lèi)型 :同步面向連接鏈路 (SCO)和異步無(wú)連接鏈路 (ACL)。全世界范圍內(nèi)的任何單位和個(gè)人都可以進(jìn)行藍(lán)牙產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，只要最終通過(guò) SIG 的藍(lán)牙產(chǎn)品兼容性測(cè)試，就可以推向市場(chǎng)。 2)完全的開(kāi)放性 藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與 一樣成為全球通用的協(xié)議。 藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn) : 1)工作頻段全球通用 藍(lán)牙技術(shù)以無(wú)線局域網(wǎng)的 ，工作在 的 ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué) )頻段，使用該頻段無(wú)須向各國(guó)的無(wú)線電資源管理部門(mén)申請(qǐng)?jiān)S可證，在世界范圍內(nèi)都可以自由使用，這就消除了“國(guó)界” 的障礙。 4)個(gè)人 /家庭局域網(wǎng) (PAN/HAN) 個(gè)人 /家庭局域網(wǎng)以移動(dòng)電話(huà)作為信息的網(wǎng)關(guān)，主要用于個(gè)人信息的交互和分 享，重點(diǎn)解決 Adhoc 個(gè)人網(wǎng)絡(luò)的建立和解除。 3)數(shù)據(jù)的采集和處理 把數(shù)據(jù)源置入藍(lán)牙芯片，數(shù)據(jù)源可以把數(shù)據(jù)或者信息傳送給藍(lán)牙終端。如有藍(lán)牙功能的 PC 通過(guò)藍(lán)牙手機(jī) /藍(lán)牙 MODEM 一實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)。藍(lán)牙的最終目的是建立一個(gè)全球統(tǒng)一的無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)，使不同廠 商的各類(lèi)移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)短距離、無(wú)電纜的相互操作和數(shù)據(jù)共享。 2 藍(lán)牙的應(yīng)用 隨著藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，己經(jīng)突破了只是代替電纜的初衷。其數(shù)據(jù)速率為 1Mbps。 所謂藍(lán)牙 (Bluetooth)技術(shù)，實(shí)際上是一種短距離 無(wú)線電 技術(shù)，利用 “藍(lán)牙 ”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上 電腦 、筆記本電腦和移動(dòng)電話(huà)手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化以上這些設(shè)備與因特網(wǎng) Inter 之間的通信，從而 使這些現(xiàn)代通信設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。自 1998 年藍(lán)牙技術(shù)問(wèn)世至今，短短的兩三年時(shí)間，藍(lán)牙獲得了來(lái)自?xún)汕Ф嗉移髽I(yè)的響應(yīng)，并引起了公眾的廣泛關(guān)注。 1997 年，愛(ài)立信與其他設(shè)備生產(chǎn)商聯(lián)系，并激發(fā)了他們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的濃厚興趣。 在此背景下，本文研究了無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)，并將這兩種技術(shù)結(jié)合，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于藍(lán)牙的無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)保障安全 生產(chǎn)具有重要意義。而且藍(lán)牙技術(shù)具有一整套全新的協(xié)議體系，可以應(yīng)用于更多的場(chǎng)景。藍(lán)牙技術(shù)作為一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，技術(shù)更穩(wěn)定。 Bluetooth無(wú)線技術(shù)是現(xiàn)在市場(chǎng)上唯一得到認(rèn)可的主導(dǎo)短距離無(wú)線技術(shù)，隨著許多通訊和電子廠商都紛紛加入這個(gè)組織并參與其中的工作，使 Bluetooth技術(shù)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域有了廣泛的適應(yīng)性，成為發(fā)展最迅速的無(wú)線通信規(guī)范，也將成為未來(lái)短距離通信的主流技術(shù) . 基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)方案，能夠解決短距離、復(fù)雜環(huán)境下的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸困難等問(wèn)題，提高各種施工與控制設(shè)備的可靠性、方便性，為生產(chǎn)提供有效可靠的數(shù)據(jù)信息。藍(lán)牙的無(wú)線通訊方式將上述設(shè)備連成一個(gè)微微網(wǎng) ( Pico)，多個(gè)微微網(wǎng)之間也可以進(jìn)行互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備之間隨時(shí)隨地進(jìn)行無(wú)線通信。通過(guò)測(cè)試，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多路傳感器數(shù)據(jù)采集，藍(lán)牙無(wú)線據(jù)傳輸，監(jiān)控端對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、分析和顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)信息的實(shí)時(shí)測(cè)量與顯示功能 . 關(guān)鍵詞 :無(wú)線測(cè)量 藍(lán)牙單片機(jī) 串口通信 II Abstract Wireless measurement systems bining current advanced information collection, processing and wireless munications technology, have been applied to information measurement in special occasions. As a short 一 range wireless munications technology， Bluetooth technology has faster frequency 一hopping， shorter data packet， more stable technology. Its superiority is embodied mainly in low 一 cost, low Power, consumption， small size， Point 一 to 一 multi Point connectivity, mixed voice and data transmission and high interference， etc. Therefore， Bluetooth technology being used in monitoring and control system for wireless measurement and control will be e a trend. This paper researched， designed and realized a Bluetooth 一 based wireless measurement system. Mainly include the following: Bluetooth protocol and munications research. Analyse Bluetooth characteristics， the core ponent of the agreement， Communications theory, work structure， as well as the mobility and security in application. Bluetooth 一 based wireless measurement system design. Designed and implemented a wireless measurement system based on Bluetooth， including the acquisition system and the control terminal. The hardware of acquisition system with low Power AVR AT megal28L and Bluetooth munication module as the core, including multi一 sensor， battery Power supply modules， Programming interface， etc. The soft ware of acquisition system is developed under the Code Version AVR, making use of C language to realize data acquisition and Bluetooth munications. The software of the control terminal finished design and implementation of Bluetooth serial data munications and information processing， Realized its acquisition of wireless control， multi一 data wireless receiving， Information processing， extraction and display in various forms. Bluetooth serial munication design. Consider the practical application of the wireless measurement system， this paper used a bination of Bluetooth munication and serial munications. Researched the establishment and implementation of Bluetooth Communication and Serial munication. Developed munication Protocols a wireless measurement system for the system’ Bluetooth serial munication .Pass the test， the system can achieve multi一 sensor data acquisition， Bluetooth wireless data transmission， monitoring the receipt of the data 一 Processing， storage， analysis and display， realized real一 time measurement on monitoring information. KEY WORDS: Wireless Measurements， Bluetooth， SCM， serial munication III 目 錄 第一章 緒論 課題背景 藍(lán)牙技術(shù)概述 第二章 藍(lán)牙協(xié)議及通信研究 藍(lán)牙協(xié)議體系概述 藍(lán)牙核心協(xié)議 藍(lán) 牙通信原理 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 藍(lán)牙移動(dòng)性及安全性 本章小結(jié) 第三章 藍(lán)牙無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 采集器硬件設(shè)計(jì) 采集器軟件設(shè)計(jì) 控制端軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)通信的實(shí)現(xiàn) 本章小結(jié) 第四章 測(cè)試與結(jié)果 硬件測(cè)試 軟件測(cè)試 系統(tǒng)通信測(cè)試 本章小結(jié) 第五章 結(jié)論與展望 主要成果與結(jié)論 不足及下一步研究方向 前景展望 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 致謝 附錄 A 附錄 B 附錄 C 1 1 緒 論 本課題背景和意義 藍(lán)牙 (Bluetooth)無(wú)線技術(shù)是在兩個(gè)設(shè)備間進(jìn)行無(wú)線短距離通信的簡(jiǎn)單、便捷的方法，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界各地，可以無(wú)線連接手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)、高品質(zhì)耳機(jī)等多種設(shè)備。分別對(duì)藍(lán)牙通信的建立與實(shí)現(xiàn)、串口通信實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了研究。控制端軟件 主要進(jìn)行了藍(lán)牙串口通信與數(shù)據(jù)信息處理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。采集器系統(tǒng)硬件以低功耗 AVR 單片機(jī) ATmega128L和藍(lán)牙通信模塊為核心，還包含溫度傳感器、在線編程接口等，進(jìn)行了電路原理圖設(shè)計(jì)、 PCB設(shè)計(jì)以及 PCB板調(diào)試。 藍(lán)牙無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括以下內(nèi)容 : 藍(lán)牙協(xié)議及通信的研究。因此，將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息采集與通信將成為一種趨勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在低成本、低功耗、小尺寸、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接、語(yǔ)音與數(shù)據(jù)混合傳輸以及高抗干擾等方面。 1 I 摘 要 無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)是將當(dāng)前先進(jìn)的實(shí)時(shí)信息采集、信息處理與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合的信息測(cè)量。藍(lán)牙技術(shù)作為一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，技術(shù)更穩(wěn)定。而且藍(lán)牙技術(shù)具有一整套全新的協(xié)議體系，可以應(yīng)用于更多的場(chǎng)景。 本論文研究、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于藍(lán)牙的無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)。 分析了藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)、核心協(xié)議的組成體系、藍(lán)牙通信原理、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、以及應(yīng)用中的移動(dòng)性與安全性等。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于藍(lán)牙的無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)，包括采集器和控制端兩個(gè)終端系統(tǒng)。采集器系統(tǒng)軟件是在AVR 單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 Code Version AVR 下進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，利用 c 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了多路傳感器數(shù)據(jù)采集、藍(lán)牙數(shù)據(jù)通信等功能?？刂贫送ㄟ^(guò)串口接藍(lán)牙模塊與采集器進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信 . 系統(tǒng)通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .考慮到本無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用因素，本文采用了藍(lán)牙通信和口通信相結(jié)合的方式。制定了系統(tǒng)的藍(lán)牙串口通信協(xié)議，將通過(guò)藍(lán)牙將采集器和控制端連接，建立藍(lán)牙串口通信，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無(wú)線測(cè)量功能。 Bluetooth 設(shè)備具有小型化、無(wú)線電、低功率、低成本、內(nèi)置安全性、穩(wěn)固、易于使用和即時(shí)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)。應(yīng) 用藍(lán)牙技術(shù)的典型環(huán)境有無(wú)線辦公環(huán)境、汽車(chē)工業(yè)、信息家電、醫(yī)療設(shè)備、學(xué)校教育和工廠自動(dòng)控制等。無(wú)線測(cè)量系統(tǒng) 是將當(dāng)前先進(jìn)的實(shí)時(shí)信息采集、信息處理與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合的信息測(cè)量。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在低成本、低功耗、小尺寸、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接、語(yǔ)音與數(shù)據(jù)混合傳輸以及高抗干擾等方面。因此，將藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息采集與通信將成為一種趨勢(shì)。 藍(lán)牙的概述 藍(lán)牙的背景和發(fā)展 藍(lán)牙 這個(gè)名稱(chēng)來(lái)自于第十世紀(jì)的一位 丹麥 國(guó)王 Harald Blatand , Blatand 在 英文 里的意思可以被解釋為 Bluetooth( 藍(lán)牙 )因?yàn)閲?guó)王喜歡吃藍(lán)梅，牙齦每天都是藍(lán)色的所以叫藍(lán)牙 .藍(lán)牙的創(chuàng)始人是瑞典愛(ài)立信公司，愛(ài)立信早在 1994 年就已進(jìn)行研發(fā)。 1998 年 2 月， 5 個(gè)跨國(guó)大公司，包括愛(ài)立信、諾基亞、 IBM、東芝及 Intel 組成了一個(gè)特殊興趣小組（ SIG），他們共同的目標(biāo)是建立一個(gè)全球性的小范圍無(wú)線通信技術(shù)，即現(xiàn)在的藍(lán)牙 . 近年，藍(lán)牙技術(shù)可謂風(fēng)風(fēng)火火、風(fēng)光無(wú)限。 —— 很少能有一種