藍牙工業現場總線應用模型

　　針對現場總線，可以在現場傳感器或智能變送器設備底層集成藍牙模塊，實現不同的現場設備之間通過藍牙射頻通信，還可以通過網關設備實現遺留有線現場總線與藍牙無線現場總線的透明連接，進而提出一種藍牙現場總線應用模型。在該應用模型中，現場設備是配置了藍牙模塊的傳感器，稱其為藍牙傳感器;為了實現藍牙網絡與遺留有線現場總線的互聯，在藍牙現場傳感器網絡與有線現場總線網絡的邊界設置網關設備實現二者的互聯。假設連接的有線現場總線產品為FFHSE（HighSpeedEthernet）。整個藍牙工業現場總線應用模型可以分為三部分：藍牙現場傳感器、藍牙網關和HSE網絡，系統物理結構如圖2所示。

圖2藍牙工業現場總線應用模型物理結構

　　各物理部分的組成和功能：

　　（1）藍牙傳感器作為現場設備，它由通用傳感器模塊和藍牙模塊組成。藍牙傳感器在藍牙微網中充當slave從設備;

　?。?）藍牙網關應用運行在配置有藍牙模塊的網關硬件上，網關的底層藍牙模塊負責在空中接口中實現與藍牙傳感器的數據和控制信息交換，保證HSE網絡對藍牙傳感器的透明性;藍牙網關應用設備本地同時運行HSE協議棧和功能塊應用，藍牙網關應用對從藍牙模塊接收到的數據進行處理，將數據發送給HSE功能塊，由功能塊和HSE協議棧將數據發送至HSE網絡。網關應用還負責接收HSE網絡的控制信息，并且將控制信息轉換為藍牙傳感器可以識別的信息格式，保證藍牙網絡對HSE網絡的透明性。藍牙網關應用設備在藍牙微網中充當master主設備。

　　（3）HSE組態軟件（HSEConfigurator）可以運行在任意聯入HSE現場總線的計算機上，組態軟件實現對總線上的自控設備、網絡節點（包括藍牙網關）進行配置，定義其在總線功能系統中的角色，設置其運行參數。

4原型應用系統的實現

　　基于上述藍牙工業現場總線應用模型的原型應用系統開發主要包括藍牙傳感器和藍牙網關應用的設計和實現，有線HSE現場總線的軟硬件使用中科院沈陽自動化研究所開發的相關產品。藍牙網關設備與藍牙傳感器使用CSR公司的BlueCore01單芯片藍牙模塊，藍牙傳感器的傳感器模塊為I2CAD7416溫度傳感器芯片，藍牙網關應用運行硬件平臺為通用PC機;藍牙傳感器軟件開發工具為CSRCASIRA集成開發工具，Windows平臺藍牙協議軟件開發工具為WidcommBTWDK。藍牙網關應用使用的藍牙協議層次主要包括LMP、L2CAP、RFCOMM和SDP，其協議軟件工作層次如圖3所示。

圖3藍牙網關應用協議軟件結構

　　在軟件結構上，藍牙傳感器與藍牙網關應用之間采用C/S工作模式，藍牙傳感器充當現場數據采集服務器，藍牙網關應用充當客戶機;在硬件結構上，藍牙網關應用與藍牙傳感器采用藍牙微網的主從結構，藍牙傳感器為從設備，藍牙網關為主設備，一個藍牙網關可同時與最多7個現場藍牙傳感器進行數據交換和調度。為了實現與傳統有線現場總線HSE的互聯，藍牙網關應用與HSE協議棧及功能塊應用工作在同一網關設備上，但二者工作在不同的進程空間，網關應用使用Win32平臺上數據交換速度最快的共享內存方式實現二者的數據和控制信息交換。

5結束語

　　藍牙無線技術多用于民用消費類電子產品，文中提出的藍牙工業現場總線應用模型是藍牙技術在工業現場應用的一次有益嘗試，具有一定的創新性，鑒于藍牙技術的諸多優點，這種模型具有很大的可行性，降低了現場總線的整體建設成本，并擴大了現場總線的適用范圍。

　　本文作者創新點:本文中提出的藍牙工業現場總線應用模型是藍牙技術在傳統現場總線中的新型應用，與典型藍牙技術的民用應用相比，擴大了藍牙技術的應用范圍。這種藍牙工業現場總線應用模型具有很大的可行性，節省了現場總線的布線費用，并提高了現場設備的移動性，進一步擴大了現場總線的應用范圍。

參考文獻

　　[1]擺衛兵，谷宏強，郭利.智能藍牙傳感器的設計與實現[J].微計算機信息,2006;4-1:210～211

　　[2]劉高平，殷偉鳳，李國勝.藍牙與以太網互聯技術的實現[J].計算機工程，2004;30（17）：86～88

　　[3]張磊,沈連豐.藍牙網關中高速異步串行通信的研究與實現[J].計算機應用研究,2004;9：256～260

　　[4]嚴紫建，劉元安.藍牙技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2001

　　[5]陽憲惠.現場總線技術及其應用[M].北京：清華大學出版社，2000

　　[6]BluetoothSIG.BluetoothSpecification（volume1core）Version1.1[S].BluetoothSIG.Feb2001.