基于藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2008/8/21 0:00:00 訪問次數(shù):513
藍(lán)牙技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的概念提供點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的無線鏈接,使人們能隨時(shí)隨地地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換與傳輸。隨著各種藍(lán)牙終端設(shè)備的普及,如何增加藍(lán)牙設(shè)備的互操作性,如何把藍(lán)牙設(shè)備接入因特網(wǎng),以及對藍(lán)牙設(shè)備本身的數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)和主控中心集中存儲(chǔ)提出了很多新的挑戰(zhàn)。
采用藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng),能實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報(bào)警,和數(shù)據(jù)采集功能。對于藍(lán)牙技術(shù)在工業(yè)環(huán)境里的實(shí)時(shí)性,穩(wěn)定性作了基本的分析。同時(shí)試圖探索一種平臺獨(dú)立的控制系統(tǒng),增加系統(tǒng)的獨(dú)立性和跨平臺操作。文章最后探討了藍(lán)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(shí)現(xiàn)和管理。
該工業(yè)診斷系統(tǒng)具有藍(lán)牙無線通信功能,能夠多路采集,實(shí)時(shí)顯示二十四小時(shí)工業(yè)環(huán)境信息存儲(chǔ),采集參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析與診斷,監(jiān)督報(bào)警的功能。管理員可以在總控中心,對各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,此外,還可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備的報(bào)警參數(shù),報(bào)警時(shí)間,探測頻率等進(jìn)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(lán)牙模塊作為主控制處理器模塊和藍(lán)牙通信模塊。
1藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)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(gè)開放的全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來,提供一種低價(jià)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(shí)現(xiàn)相互通信或操作。該技術(shù)采用跳頻機(jī)制進(jìn)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(gè)獨(dú)立、非同步的微微網(wǎng)(piconet)拓?fù)湫纬煞植际骄W(wǎng)絡(luò)(scatternet)。同時(shí)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(lán)牙1.2系統(tǒng)國際規(guī)范。本系統(tǒng)藍(lán)牙協(xié)議棧如圖1所示。藍(lán)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(lán)牙耳塞大家一定不陌生。但是,藍(lán)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(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用,應(yīng)該說是一個(gè)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(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的 arm7dmi-s 微處理器,嵌入 128kb高速 flash存儲(chǔ)器。 采用3級流水線技術(shù),取指、譯碼和執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行,能夠并行處理指令,提高cpu運(yùn)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(gè)32位定時(shí)器、pwm 輸出和32個(gè)gpic使它特別適用于工業(yè)控制和小型機(jī)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(gè)低成本的arm7芯片,同時(shí)卻包含了比51單片機(jī)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(jī),成為未來的趨勢。集成網(wǎng)絡(luò)功能和lcd顯示驅(qū)動(dòng)模塊的型號(lpc28xx),和針對低成本的lpc210x,成為我們實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的最佳選擇。
2.2藍(lán)牙模塊cb-oemspa13i
藍(lán)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(lán)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(lán)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(diǎn)傳輸;赾onnectblue強(qiáng)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(qiáng),這也是我們選擇這個(gè)模塊的原因。
藍(lán)牙技術(shù)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的概念提供點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的無線鏈接,使人們能隨時(shí)隨地地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換與傳輸。隨著各種藍(lán)牙終端設(shè)備的普及,如何增加藍(lán)牙設(shè)備的互操作性,如何把藍(lán)牙設(shè)備接入因特網(wǎng),以及對藍(lán)牙設(shè)備本身的數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)和主控中心集中存儲(chǔ)提出了很多新的挑戰(zhàn)。
采用藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng),能實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程報(bào)警,和數(shù)據(jù)采集功能。對于藍(lán)牙技術(shù)在工業(yè)環(huán)境里的實(shí)時(shí)性,穩(wěn)定性作了基本的分析。同時(shí)試圖探索一種平臺獨(dú)立的控制系統(tǒng),增加系統(tǒng)的獨(dú)立性和跨平臺操作。文章最后探討了藍(lán)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(shí)現(xiàn)和管理。
該工業(yè)診斷系統(tǒng)具有藍(lán)牙無線通信功能,能夠多路采集,實(shí)時(shí)顯示二十四小時(shí)工業(yè)環(huán)境信息存儲(chǔ),采集參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析與診斷,監(jiān)督報(bào)警的功能。管理員可以在總控中心,對各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,此外,還可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備的報(bào)警參數(shù),報(bào)警時(shí)間,探測頻率等進(jìn)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(lán)牙模塊作為主控制處理器模塊和藍(lán)牙通信模塊。
1藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)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(gè)開放的全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來,提供一種低價(jià)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(shí)現(xiàn)相互通信或操作。該技術(shù)采用跳頻機(jī)制進(jìn)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(gè)獨(dú)立、非同步的微微網(wǎng)(piconet)拓?fù)湫纬煞植际骄W(wǎng)絡(luò)(scatternet)。同時(shí)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(lán)牙1.2系統(tǒng)國際規(guī)范。本系統(tǒng)藍(lán)牙協(xié)議棧如圖1所示。藍(lán)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(lán)牙耳塞大家一定不陌生。但是,藍(lán)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(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用,應(yīng)該說是一個(gè)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(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的 arm7dmi-s 微處理器,嵌入 128kb高速 flash存儲(chǔ)器。 采用3級流水線技術(shù),取指、譯碼和執(zhí)行同時(shí)進(jìn)行,能夠并行處理指令,提高cpu運(yùn)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(gè)32位定時(shí)器、pwm 輸出和32個(gè)gpic使它特別適用于工業(yè)控制和小型機(jī)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(gè)低成本的arm7芯片,同時(shí)卻包含了比51單片機(jī)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(jī),成為未來的趨勢。集成網(wǎng)絡(luò)功能和lcd顯示驅(qū)動(dòng)模塊的型號(lpc28xx),和針對低成本的lpc210x,成為我們實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的最佳選擇。
2.2藍(lán)牙模塊cb-oemspa13i
藍(lán)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(lán)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(lán)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(diǎn)傳輸;赾onnectblue強(qiáng)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(qiáng),這也是我們選擇這個(gè)模塊的原因。
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