基于藍牙芯片的無線通信模塊設計與開發

在外部主機具有 UART 或者USB 接口，藍牙模塊與主機信號電平兼容的情況下，不需 要再添加其他輔助電路，本藍牙模塊就可以和主機直接相連。

如圖 3 所示是主機和藍牙硬件連接示意圖。主機控制器接口（HCI）提供了一種訪問藍 牙硬件能力的通用接口，HCI 層通過訪問基帶命令、鏈路管理器命令、硬件狀態寄存器、控 制寄存器以及事件寄存器實現對藍牙硬件的HCI 命令。在主機系統的HCI 驅動程序和藍牙 的硬件HCI 固件之間存在的幾個中間層次，又稱為主機控制器傳輸層，提供傳輸數據的能力。該層的目標是透明化，主機控制器驅動程序不關心它是在UART 上還是USB 上，UART 和USB 對主機控制器驅動程序發送到主機控制器的數據不能進行處理，這樣主機控制器接 口和主機控制器可以進行升級，升級不會對傳輸層有任何影響。

4.2 模塊初始參數設置

藍牙模塊加載了各種協議層后并不能工作，還需要根據不同的硬件設計對模塊初始參數 進行設置。基于bluecore2 藍牙芯片的初始參數設置又稱為PSK 設置，可以通過BLUELAB 集成開發環境或者PS Key 設置軟件來實現，如圖所以為ps key 設置界面。

5 藍牙模塊應用實例

如圖 4 所示，以藍牙手操器和藍牙閥門定位器作說明示例。藍牙模塊與閥門定位器中的 控制板進行串口（UART）全雙工通信，閥門定位器的閥位值、閥位上限等各種參數通過串 口送到藍牙模塊，通過藍牙無線通信的方式發送給藍牙手操器，手操器可以用相關指令動態 地修改閥門定位器的對應參數，這改變了傳統的參數設置或修改方法。在閥門定位器中的藍 牙模塊設置為被動鏈接模式，設備啟動后閥門定位器會周期性的采集閥位值并存儲在該設備 的緩沖區內，當藍牙手操器搜索到閥門定位器后向閥門定位器發送鏈接指令，建立鏈接后， 藍牙手操器將獲得一個鏈接句柄。此后進入如圖5 所示的監控界面，可以執行讀閥位值、閥 位上限、以及寫上限三項功能。每項功能在執行時，都由手操器發送一條控制指令，該指令 由串口發給藍牙模塊，其中包括藍牙鏈接句柄、功能代碼（0x01-0x03 分別針對以上的三項 功能）以及CRC 校驗域。閥門定位器收到控制指令后先判斷鏈接句柄，判斷是否接收該指 令，其后根據功能代碼分別執行對應的任務。圖5 中為通過藍牙手操器讀取的閥門定位器的 閥位值。此外，藍牙手操器還可對藍牙電磁流量計，藍牙溫度變送器等設備進行操作。

5 結論

經過現場測試表明，本文設計的藍牙模塊性能穩定、使用方便、實用性強，有一定的抗 干擾能力，還可根據需要進行軟件升級，能有效地嵌入現場設備中代替電纜進行無線通信， 實現了對傳統有線工業控制總線延伸，為工業監控網提供了一種新的聯網方法。

本文作者創新點：該藍牙無線通信模塊運用BlueCore2-External 藍牙芯片、FB2520 帶通濾 波器和平衡不平衡變換器、LTCC 陶瓷天線等設計完成，并在藍牙手操器和閥門定位器中進 行實際運用，結果表明該藍牙模塊性能穩定，實用性強。