ARM7的蓝牙的硬件结构和软件流程
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2020-08-14
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ARM7的蓝牙的硬件结构和软件流程的蓝牙的硬件结构和软件流程
本文着重介绍了蓝牙接入点的硬件系统结构和软件流程，并针对在工业现场上使用蓝牙接入点将阀门、流量
计、温度变送器等几个蓝牙设备连接到工业以太网中，实现了带蓝牙通信模块的工业设备和现有的有线网络的
通信。
1引言
在工业现场中，由于有些环境比较恶劣，布线不方便等因素可以采用蓝牙无线通信技术来实现数据的通信。同时，工业现场中
有很多以不同方式互连的设备，其中包括非智能化简单数据连接单元 (I/O)、智能化设备 (比如智能传感器、单回路控制器和
PLC)和监控系统 (作为 HMI使用，用于数据记录和监控 )等。这些设备大都是以各种不同的通信协议和媒介来互连的，其中有
些就可以用蓝牙无线技术代替。本文以 AT91R40008为例，结合 BCM04蓝牙模块开发了基于蓝牙通信的工业接入点，组建了
基于蓝牙通信的阀门、流量计、温度变送器测试系统，实现了带有蓝牙通信模块的工业设备和现有的有线网路的通信。
2蓝牙技术简介
蓝牙（bluetooth）是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙模块而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片
上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟 1兆字节。同时，蓝牙
支持设备短距离通信（一般是 10m之内）。能在包括移动电话、 PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进
行无线信息交换。蓝牙的标准是 IEEE802.15，工作在 2.4GHZ频带，带宽为 1Mb/s。
蓝牙技术在工业现场上的应用大致可以分为四个方面：
(1) 代替串行线缆。无线蓝牙连接可以代替当前的串行线缆。
(2) 结合蓝牙和互联网技术。利用蓝牙带来的 CPU处理能力，给设备添加更多功能，如内置的 WEB用户接口。
(3) 工业接入点。通过接入点将数个蓝牙设备连接到传统的有线网络中，比如 IP网络(如以太网)或者工业现场总线网络(如
Controlnet和 Profibus等)。
(4) 无线传感器和起动器。利用蓝牙来将与物理制程关系昀密切的设备 (传感器、起动器和简单的模拟 /数字 IO设备)连接到监
控系统。
3 蓝牙接入点的系统设计
在工业现场中使用无线通信技术。这就要求工业设备使用蓝牙功能，并能和现有的以太网或者工业现场总线网络相连。在这
里，蓝牙接入点就好像一个 “电话交换机”，通过以太网供电设备和上位机进行通信，以及通过无线方式和工业现场设备进行数
据交换，实现上位机对现场设备的数据采集、监测和控制。本文将蓝牙接入点的系统设计分为硬件体系结构和软件设计两个部
分。下面将对这两部分进行具体说明。
3.1 硬件体系结构
该蓝牙接入点包含了微处理器（ AT91R40008）、存储器、蓝牙通信模块、网络通信接口、串口通信等重要组成部分。在该
设计中，电源使用了以太网供电设备，该设备除了用于网口通信，还提供设计中所需要的电源。该电源经过电平转换，为微处
理器、存储器、蓝牙通信模块等提供所需的 +3.3V和+1.8V电源。 32位的微处理器 AT91R40008通过串口 0和串口 1与串口通
信部分和蓝牙模块进行数据交换。图 1为蓝牙接入点的硬件框图。下面就其具体原理进行说明。
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