基于藍(lán)牙技術(shù)的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)

　　(4)      無線網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸和藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，與PC或其他設(shè)備上的藍(lán)牙無線端口連接實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)中的微微網(wǎng)（Piconet），同時(shí)允許多臺(tái)藍(lán)牙接口的設(shè)備構(gòu)成的對(duì)等的藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)。

　　(5)      電源管理和重置模塊主要負(fù)責(zé)給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓和檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)的無故障運(yùn)行。

　　(6)      大量的濾波元器件和電路的使用，同時(shí)采用了四層板的設(shè)計(jì)，盡可能減少外界的干擾和系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。

　　(7)      由于藍(lán)牙模塊涉及到高頻，在硬件電路中單獨(dú)為它設(shè)計(jì)了一個(gè)浮高的連接插件，使它能夠不受其他模塊的干擾，同時(shí)為藍(lán)牙模塊預(yù)留了外置天線的接口和調(diào)試重置的接口，以增加系統(tǒng)的可調(diào)試性和擴(kuò)展性。

　　5軟件設(shè)計(jì)

　　5.1軟件層次

　　5.2軟件程序的實(shí)現(xiàn)

　　5.2.1   操作系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)采用的是瑞典Embedded Artists公司開發(fā)的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)Infrabed。 Infrabed是一個(gè)高度可配置型操作系統(tǒng)。它可以根據(jù)用戶的需要，將嵌入式系統(tǒng)低層框架組件進(jìn)行刪選，以便達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)，最集約化配置。在本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，我們采用了其中的搶占式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，PPP、TCP/IP通信協(xié)議，文件系統(tǒng)，Web server五個(gè)模塊。

　　5.2.2  通訊協(xié)議

　　藍(lán)牙的核心部分是協(xié)議棧，藍(lán)牙協(xié)議棧允許多個(gè)設(shè)備進(jìn)行相互的定位、連接和交換數(shù)據(jù)，并能實(shí)現(xiàn)互操作和交互式的應(yīng)用。協(xié)議棧分別運(yùn)行在藍(lán)牙模塊及微處理器上面，是管理系統(tǒng)資源、控制硬件、通過HCI對(duì)來自主機(jī)的命令進(jìn)行處理、完成藍(lán)牙功能的嵌入式軟件。

　　該藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)籃牙的協(xié)議子集LAN Access Point（LAP），這種應(yīng)用模式在藍(lán)牙連接上使用IETF的點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PPP）。PPP是一種廣泛使用的Internet標(biāo)準(zhǔn)，為IP通訊提供了主機(jī)配置和準(zhǔn)備，PPP是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單的鏈路而設(shè)計(jì)的。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。PPP為基于各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器的簡(jiǎn)單連接提供一種共通的解決方案。

　　在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，我們把TCP/IP協(xié)議移植到藍(lán)牙鏈路上，使應(yīng)用層能夠透明地操作十分通用的套接字接口，為將來應(yīng)用程序的擴(kuò)展和移植提供了方便。

　　除了底層的通訊協(xié)議，我們還自己設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)議專門用來傳輸報(bào)警、取樣信息以及數(shù)據(jù)庫的同步。有了這一層協(xié)議，為以后新的藍(lán)牙設(shè)備的互聯(lián)提供的統(tǒng)一的格式。

　　5.2.3 分布和集中的數(shù)據(jù)庫

　　系統(tǒng)通過FLASH實(shí)現(xiàn)的本地分布數(shù)據(jù)庫，由于系統(tǒng)的FLASH空間有限，只能作為數(shù)據(jù)暫存的地方。上位機(jī)的集中數(shù)據(jù)庫才是系統(tǒng)總數(shù)據(jù)中心。

　　在數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)方面，系統(tǒng)增加了針對(duì)報(bào)警信息，采樣信息的加入，查詢，刪除等專用操作的接口函數(shù)，以提高數(shù)據(jù)庫的易用性和操作效率。同時(shí)為了各部分?jǐn)?shù)據(jù)庫的同步，修改了協(xié)議和數(shù)據(jù)的內(nèi)容格式，增加了時(shí)間戳，同步時(shí)間等字段，保證兩邊的數(shù)據(jù)同步。

　　為了防止系統(tǒng)的崩潰，掉電等極端的狀況，系統(tǒng)對(duì)最新的數(shù)據(jù)實(shí)行本地的FLASH備份。這樣最新的數(shù)據(jù)有兩處備份，增加了數(shù)據(jù)的安全性。用戶的配置信息等，系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了雙備份和兩邊同步，以用來系統(tǒng)恢復(fù)。

　　5.2.4 用戶界面

　　用戶界面的設(shè)計(jì)過程考慮到兩種需求，一是對(duì)平臺(tái)獨(dú)立的需求，希望該總控界面能運(yùn)行在不同的設(shè)備上。 二是對(duì)實(shí)時(shí)性的需求，因?yàn)楣I(yè)應(yīng)用的特殊要求，實(shí)時(shí)性無疑是我們必須考慮的問題。

　　最后，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)我們采用了兩種技術(shù),增加客戶的選擇空間：

　　1、嵌入式CGI+ WebServer。這樣系統(tǒng)有很好的平臺(tái)獨(dú)立性，只要能運(yùn)行IE瀏覽器的設(shè)備上都可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。

　　2、采用了Sun的Java applet技術(shù)書寫用戶界面。applet技術(shù)因?yàn)槠淞己玫钠脚_(tái)獨(dú)立性被廣泛應(yīng)用，同時(shí)他還有很好的實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，是方案1不能做到的。但唯一的要求就是設(shè)備除了支持IE瀏覽器外，還需要支持Java的解釋器。

　　有了這兩種技術(shù)，系統(tǒng)在不用安裝任何軟件的情況下，可以運(yùn)行在所有的PC，大部分的PDA和手機(jī)上，為操控人員提供很大的方便。

　　6結(jié)語

　　為了克服傳統(tǒng)工業(yè)控制機(jī)器附件多、有線檢測(cè)傳輸方式、組網(wǎng)不方便、檢測(cè)參數(shù)單一、擴(kuò)展交互能力差的不足，本系統(tǒng)提供一種具有藍(lán)牙無線通信的嵌入式工業(yè)診斷系統(tǒng)。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)顯示工業(yè)環(huán)境信息存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析與診斷，監(jiān)督報(bào)警的功能。同時(shí)，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(cè)頻率等進(jìn)行設(shè)置更改。內(nèi)含嵌入式操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析診斷應(yīng)用軟件，為設(shè)備的功能擴(kuò)展提供了方便。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]      馬建倉，羅亞軍等.藍(lán)牙核心技術(shù)及應(yīng)用，北京:科學(xué)出版社，2003

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