藍(lán)牙技術(shù)在傳感器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化中的應(yīng)用方案

引言

　　通常在測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器是信息采集的重要裝置，數(shù)據(jù)的采集全靠傳感器，被譽(yù)為“神經(jīng)觸角”的它如何實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)化，也是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。當(dāng)前大多數(shù)測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器多是采用有線方式，但是在一些特殊情況下，有線線纜連接顯然會(huì)造成很多不便，不能夠滿足現(xiàn)實(shí)需要。隨著新興無(wú)線技術(shù)（如藍(lán)牙技術(shù)）的發(fā)展以及其芯片價(jià)格的降低，無(wú)線方式在很多場(chǎng)合都得到應(yīng)用以取代原有的有線接口方式。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化傳感器勢(shì)必成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。在介紹IEEE1451.2和藍(lán)牙技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于藍(lán)牙協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型，并著重討論基于該模型開(kāi)發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)現(xiàn)及其在病人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中的應(yīng)用。

　　1　基于IEEE1451.2和藍(lán)牙協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化傳感器

　　1.1　IEEE1451.2標(biāo)準(zhǔn)

　　IEEE1451.2作為智能傳感器接口模塊標(biāo)準(zhǔn)，它提供了將傳感器和變送器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的接口標(biāo)準(zhǔn)，采用通用的A/D或D/A轉(zhuǎn)換裝置作為傳感器的I/O接口，將各種傳感器模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定格式的數(shù)據(jù)，連同一個(gè)小存儲(chǔ)器———傳感器電子數(shù)據(jù)表（TEDS,transducerelectronicdatasheet）與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的處理器目標(biāo)模型———網(wǎng)絡(luò)適配器（NCAP,networkcapableap2plicationprocess）連接，如此，數(shù)據(jù)可以按網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的協(xié)議連接入網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)模型提供了一個(gè)連接智能變送器接口模型（STIM,smarttransducerinterfacemodule）和NCAP的10線標(biāo)準(zhǔn)接口———變送獨(dú)立接口（TII,transducerindependenceinterface）。其工作流程是敏感元件輸出的模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換及相應(yīng)數(shù)據(jù)處理（濾波、校準(zhǔn)）后，由網(wǎng)絡(luò)處理裝置根據(jù)程序設(shè)定和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP/IP）將其封裝成數(shù)據(jù)幀，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳到網(wǎng)絡(luò)上。

　　1.2　藍(lán)牙技術(shù)

　　藍(lán)牙技術(shù)作為一種新的短距離無(wú)線通信協(xié)議，提供了一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，它具有許多特有的優(yōu)勢(shì)：很強(qiáng)的移植性，可應(yīng)用于多種通信場(chǎng)合；硬件集成電路應(yīng)用簡(jiǎn)單，成本低廉，實(shí)現(xiàn)容易，且易于推廣；藍(lán)牙功耗低，對(duì)人體危害小；藍(lán)牙采用擴(kuò)頻跳頻技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，增加了信息傳輸?shù)陌踩?。藍(lán)牙技術(shù)正以其特有的優(yōu)勢(shì)引起許多專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。

　　1.3　傳感器結(jié)構(gòu)模型

　　基于IEEE1451.2的有線網(wǎng)絡(luò)化傳感器結(jié)構(gòu)模型包含STIM、TII和NCAP三部分。而本設(shè)計(jì)的基于IEEE1451.2和藍(lán)牙協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化傳感器，采用藍(lán)牙模塊替代TII實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，類似于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無(wú)線的STIM和無(wú)線NCAP接收終端的模式，它們以點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式在藍(lán)牙匹克網(wǎng)以主從方式實(shí)現(xiàn)相互通信。

　　STIM通過(guò)無(wú)線的NCAP接入以太網(wǎng)（Ethernet）或In2ternet,同時(shí)NCAP通過(guò)分配的IP地址與網(wǎng)絡(luò)相連，如圖1所示。與典型的有線方式相比，上述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型增加了兩個(gè)藍(lán)牙模塊，對(duì)于藍(lán)牙模塊部分，標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙對(duì)外接口電路一般使用RS232或USB接口，而TII是一個(gè)控制鏈接到它的STIM的串行接口，因此必須設(shè)計(jì)一個(gè)類似于TII接口的藍(lán)牙電路，構(gòu)造一個(gè)專門的處理器來(lái)完成控制STIM和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到藍(lán)牙主控制接口（HCI,hostcontrolinterface）的功能。硬件實(shí)現(xiàn)上可以采用接口模塊，軟件實(shí)現(xiàn)上可以采用標(biāo)準(zhǔn)的STIM軟件模塊：STIM模塊、STIM傳感器接口模塊、TII模塊、TEDS模塊以及地址和函數(shù)模塊。