基于藍牙技術的嵌入式工業診斷系統

　　(4)      無線網絡模塊實現數據的無線傳輸和藍牙無線網絡服務，與PC或其他設備上的藍牙無線端口連接實現藍牙技術中的微微網（Piconet），同時允許多臺藍牙接口的設備構成的對等的藍牙無線網絡。

　　(5)      電源管理和重置模塊主要負責給系統提供穩定的電壓和檢測系統的運行狀態，保證系統的無故障運行。

　　(6)      大量的濾波元器件和電路的使用，同時采用了四層板的設計，盡可能減少外界的干擾和系統的不穩定因素。

　　(7)      由于藍牙模塊涉及到高頻，在硬件電路中單獨為它設計了一個浮高的連接插件，使它能夠不受其他模塊的干擾，同時為藍牙模塊預留了外置天線的接口和調試重置的接口，以增加系統的可調試性和擴展性。

　　5軟件設計

　　5.1軟件層次

　　5.2軟件程序的實現

　　5.2.1   操作系統

　　本系統采用的是瑞典Embedded Artists公司開發的商業嵌入式操作系統Infrabed。 Infrabed是一個高度可配置型操作系統。它可以根據用戶的需要，將嵌入式系統低層框架組件進行刪選，以便達到系統最優，最集約化配置。在本系統實現過程中，我們采用了其中的搶占式實時操作系統，PPP、TCP/IP通信協議，文件系統，Web server五個模塊。

　　5.2.2  通訊協議

　　藍牙的核心部分是協議棧，藍牙協議棧允許多個設備進行相互的定位、連接和交換數據，并能實現互操作和交互式的應用。協議棧分別運行在藍牙模塊及微處理器上面，是管理系統資源、控制硬件、通過HCI對來自主機的命令進行處理、完成藍牙功能的嵌入式軟件。

　　該藍牙模塊實現籃牙的協議子集LAN Access Point（LAP），這種應用模式在藍牙連接上使用IETF的點到點協議（PPP）。PPP是一種廣泛使用的Internet標準，為IP通訊提供了主機配置和準備，PPP是為在同等單元之間傳輸數據包這樣的簡單的鏈路而設計的。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數據包。PPP為基于各種主機、網橋和路由器的簡單連接提供一種共通的解決方案。

　　在系統實現過程中，我們把TCP/IP協議移植到藍牙鏈路上，使應用層能夠透明地操作十分通用的套接字接口，為將來應用程序的擴展和移植提供了方便。

　　除了底層的通訊協議，我們還自己設計了一個協議專門用來傳輸報警、取樣信息以及數據庫的同步。有了這一層協議，為以后新的藍牙設備的互聯提供的統一的格式。

　　5.2.3 分布和集中的數據庫

　　系統通過FLASH實現的本地分布數據庫，由于系統的FLASH空間有限，只能作為數據暫存的地方。上位機的集中數據庫才是系統總數據中心。

　　在數據庫的實現方面，系統增加了針對報警信息，采樣信息的加入，查詢，刪除等專用操作的接口函數，以提高數據庫的易用性和操作效率。同時為了各部分數據庫的同步，修改了協議和數據的內容格式，增加了時間戳，同步時間等字段，保證兩邊的數據同步。

　　為了防止系統的崩潰，掉電等極端的狀況，系統對最新的數據實行本地的FLASH備份。這樣最新的數據有兩處備份，增加了數據的安全性。用戶的配置信息等，系統也實現了雙備份和兩邊同步，以用來系統恢復。

　　5.2.4 用戶界面

　　用戶界面的設計過程考慮到兩種需求，一是對平臺獨立的需求，希望該總控界面能運行在不同的設備上。 二是對實時性的需求，因為工業應用的特殊要求，實時性無疑是我們必須考慮的問題。

　　最后，系統的實現我們采用了兩種技術,增加客戶的選擇空間：

　　1、嵌入式CGI+ WebServer。這樣系統有很好的平臺獨立性，只要能運行IE瀏覽器的設備上都可以對系統進行監視和控制。

　　2、采用了Sun的Java applet技術書寫用戶界面。applet技術因為其良好的平臺獨立性被廣泛應用，同時他還有很好的實時性的優點，是方案1不能做到的。但唯一的要求就是設備除了支持IE瀏覽器外，還需要支持Java的解釋器。

　　有了這兩種技術，系統在不用安裝任何軟件的情況下，可以運行在所有的PC，大部分的PDA和手機上，為操控人員提供很大的方便。

　　6結語

　　為了克服傳統工業控制機器附件多、有線檢測傳輸方式、組網不方便、檢測參數單一、擴展交互能力差的不足，本系統提供一種具有藍牙無線通信的嵌入式工業診斷系統。該工業診斷系統具有藍牙無線通信功能，能夠多路采集,實時顯示工業環境信息存儲，實現參數統計分析與診斷，監督報警的功能。同時，還可以遠程控制設備的報警參數，報警時間，探測頻率等進行設置更改。內含嵌入式操作系統和數據分析診斷應用軟件，為設備的功能擴展提供了方便。

　　參考文獻：

　　[1]      Karim Yghmour ,Building Embedded Linux Systems. O'Reilly, 2003

　　[2]      馬建倉，羅亞軍等.藍牙核心技術及應用，北京:科學出版社，2003

　　[3]      馮慶勝，李紅，冀勇鋼，基于藍牙技術組建無線家庭網絡.微計算機信息 2006年第3-2