基于掌上終端的藍(lán)牙微微網(wǎng)無線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)
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無線信道具有開放性的特點，在有效的距離范圍內(nèi)任何符合頻率的接收機都能將信號捕獲。所以，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩允窍到y(tǒng)設(shè)計的重點問題之一。本系統(tǒng)通過三種途徑確保無線數(shù)傳的安全。
一是利用藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)中的信道標(biāo)準(zhǔn)來保障。藍(lán)牙的工作頻率為 2.4GHZ，覆蓋范圍是相隔 1MHz的 79個通道（從 2.402GHz到 2.480GHz ）[2]。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)使用短封包，運用了跳頻展頻技術(shù)，跳頻頻率為 1600次/秒，這樣從物理層上防止了偷聽和避免了干擾。但是這對使用藍(lán)牙設(shè)備的竊聽和干擾是無效的。
二是使用藍(lán)牙系統(tǒng)中的 PIN碼。如果傳輸設(shè)備都沒有 PIN的認(rèn)證，任何一個藍(lán)牙設(shè)備均可以連接獲取數(shù)據(jù)的傳輸。設(shè)置 PIN碼之后，只有通過 PIN碼認(rèn)證的設(shè)備，才能進(jìn)行藍(lán)牙設(shè)備的連接和數(shù)據(jù)傳輸。
三是通過認(rèn)證命令實現(xiàn)應(yīng)用層安全認(rèn)證，由移動終端發(fā)起設(shè)備認(rèn)證命令，等待藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集器返回就緒狀態(tài)碼，掌上終端將生成的認(rèn)證碼 A裝入特定格式的幀發(fā)送至采集器，采集器通過算法得到認(rèn)證碼 B并返回發(fā)送，如果認(rèn)證碼均正確，則互發(fā)確認(rèn)消息，通過設(shè)備認(rèn)證。
4.4輪詢模式下的偽同步與實時同步傳輸?shù)亩嗑€程實現(xiàn)掌上終端控制系統(tǒng)與藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集器的連接可采用兩種方式：基于輪詢連接的偽同步模式與實時同步連接傳輸。輪詢模式是掌上控制終端與各采集器分時連接，同步模式是掌上控制終端與所有采集器同時連接，實現(xiàn)同步控制并完成數(shù)據(jù)傳輸。
兩種連接模式均利用 Windows多線程機制實現(xiàn)。為每一個數(shù)據(jù)采集器開啟獨立線程，完成數(shù)據(jù)處理。兩種模式均通過事件機制（ Event）進(jìn)行控制，對于輪詢模式，初始化時所有數(shù)據(jù)采集處理線程處于掛起狀態(tài)，主程序依次觸發(fā)事件喚醒相應(yīng)線程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理。同步模式工作時，主程序同時觸發(fā)所有事件，喚醒所有處理線程進(jìn)行采集處理，每處理完一個數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)，所有的線程同步一次，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)在時間上的同步。
在待采集數(shù)據(jù)變化緩慢的情況下，如在溫室內(nèi)監(jiān)測氣溫與濕度，采樣率低，采用輪詢模式可以縮短連接時間，降低設(shè)備功耗，延長工作時間。而同步模式適用于數(shù)據(jù)變化相對較快，對各個數(shù)據(jù)采集器同步要求高的情況。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/166660.htm
5 測試結(jié)果
掌上系統(tǒng)能夠無線連接控制 4個數(shù)據(jù)采集終端，實時接收并顯示各數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù) . 在實時接收并繪制數(shù)據(jù)曲線的同時，可隨時執(zhí)行數(shù)據(jù)回顯功能，實現(xiàn)曲線縮放。
掌上終端采用華碩 A626，基于內(nèi)置的藍(lán)牙模塊，與藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集器的通信距離達(dá) 10 m；如果將數(shù)據(jù)采集模塊藍(lán)牙芯片更換至 Class 3級別，則傳輸距離可達(dá)到 100 m。本系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)量不大，系統(tǒng)通信速率為 9.6kbps，可以更好地利用藍(lán)牙的省電模式。當(dāng)連接 4個藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集器，每個采集器發(fā)送時間間隔為 10ms時，掌上控制終端同時接收沒有出現(xiàn)丟包。 6 結(jié)論
論文基于掌上終端開發(fā)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的藍(lán)牙無線控制系統(tǒng)，解決了藍(lán)牙微微網(wǎng)連接、安全認(rèn)證、同步處理接收等關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了上位機的可移動化、便攜化。克服了有線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的連線不便、安裝復(fù)雜等缺點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場控制，醫(yī)療監(jiān)測，智能家居等多種不適宜布線的場所
本文作者創(chuàng)新點：使用移動終端作為上位機，通過藍(lán)牙微微網(wǎng)技術(shù)以及其他關(guān)鍵技術(shù)同步控制多個下位機，并能實時處理、存儲并顯示接收數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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