基于藍(lán)牙技術(shù)的電能計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ppt課件

1、基于藍(lán)牙技術(shù)的電能計(jì)量系統(tǒng)基于藍(lán)牙技術(shù)的電能計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 劉 南導(dǎo)師： 孫長海2021年10月18日論文的主要內(nèi)容 一、電能計(jì)量系統(tǒng) 二、藍(lán)牙技術(shù)研討 三、藍(lán)牙電能計(jì)量安裝設(shè)計(jì) 四、結(jié)論與展望 一、電能計(jì)量系統(tǒng) 電能計(jì)量系統(tǒng)是發(fā)電廠、供電企業(yè)及其他部門用于衡量本身和客戶電能消費(fèi)數(shù)量的計(jì)量儀器和抄表儀器的總稱。它包括各種類型電能表，計(jì)量用的電壓、電流互感器及其二次回路、電能計(jì)量柜、箱和手持抄表器、IC卡及抄表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送安裝等。 電能是國民經(jīng)濟(jì)和人民生活極為重要的能源，電氣化程度和管理現(xiàn)代化程度是衡量一個國家興隆與否的重要標(biāo)志。電力消費(fèi)的特點(diǎn)是發(fā)電廠發(fā)電、供電部門供電、用戶用電這

2、三個部門連成一個系統(tǒng)，不延續(xù)地同時完成。發(fā)、供、用電三方如何銷售與購買電能、如何進(jìn)展經(jīng)濟(jì)計(jì)算，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)發(fā)電量、線損、煤耗、廠用電、供電量、用電量等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的的計(jì)算，同企業(yè)效益息息相關(guān)。因此，采用各種方法，提高電能計(jì)量的正確性，保證抄表人員可以按照商定的抄表例日抄回計(jì)量安裝所統(tǒng)計(jì)的電量對發(fā)、供、用電三方有著重要的意義。 1、用戶電能計(jì)量方法 按規(guī)定，大連供電公司每兩月按例日對居民用戶進(jìn)展一次電能計(jì)算，每月按例日對非居民用戶進(jìn)展一次電能計(jì)算，并以此為根據(jù)計(jì)算電能損耗，向用戶收取電費(fèi)，電能計(jì)算主要有三種方式： 1人工抄表計(jì)量 抄表人員手持便攜式抄表器到客戶裝表處，抄出電能表示數(shù)。這是

3、最為古老的方式。 2IC卡抄表計(jì)量 采用預(yù)付費(fèi)式，用戶先用卡購電，然后才干運(yùn)用。這種方式在大連的城市地域廣泛運(yùn)用。 3遠(yuǎn)程自動抄表計(jì)量 電能用戶的用電量經(jīng)過計(jì)量儀表計(jì)量后，由采集器采集，采集器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娏Σ块T的管理中心。 遠(yuǎn)程自動抄表計(jì)量方式的局限性 1遠(yuǎn)程抄表需求額外安裝集中器和GPRS遠(yuǎn)傳安裝，每年需向電信公司支付一定數(shù)額的數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用，大連地域目前每年此項(xiàng)費(fèi)用到達(dá)上千萬元，過高的本錢支出限制了它的大規(guī)模普及；此外，GPRS遠(yuǎn)傳安裝費(fèi)用較高，設(shè)備需求單獨(dú)的空間放置，對城市集中表箱比較順應(yīng)，集中表箱中至少有六塊表，一個集中器同時傳輸六塊表的數(shù)據(jù)分?jǐn)偭吮惧X，但鄉(xiāng)村地域平房計(jì)量安裝表箱較小

4、，不改換表箱，就無法安裝集中器；同時一個集中器只能傳輸一至兩塊表數(shù)據(jù)，本錢較高，經(jīng)濟(jì)性較差。 2、電能計(jì)量方式的局限性 2遠(yuǎn)程抄表的表計(jì)485接口和集中器之間信號傳輸受電磁干擾等問題影響，有一定的可靠性問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每次遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)，都有大約10的表計(jì)數(shù)據(jù)無法上傳，為確保用戶電量及時抄回，不影響電量損耗統(tǒng)計(jì)分析，必需進(jìn)展人工補(bǔ)抄。 由于遠(yuǎn)程抄表有本身的局限性，因此，靈敏性較高、順應(yīng)性較強(qiáng)的人工電能計(jì)量方式仍是目前必不可少的計(jì)量方式。 2、電能計(jì)量方式的局限性 人工抄表計(jì)量方式的局限性 1抄表人員運(yùn)用抄表器進(jìn)展電能計(jì)量時，讀出表計(jì)示數(shù)后須鍵入抄表器，按鍵錯誤解導(dǎo)致抄表錯誤；農(nóng)網(wǎng)地域大量表計(jì)位于電線桿

5、上3米高的地方，表箱視窗受風(fēng)吹日曬影響，污穢較多，示數(shù)讀取困難，登桿抄表費(fèi)時費(fèi)力，還有能夠發(fā)生平安問題。 2紅外線電能計(jì)量時，抄表人員須將抄表器紅外端口對準(zhǔn)表計(jì)紅外端口，中間不能有妨礙物，假設(shè)因環(huán)境限制如表計(jì)位于狹窄通道中，那么無法進(jìn)展抄表。 3IC卡電能計(jì)量時，抄表人員須將IC卡插入表中電卡插槽，假設(shè)表計(jì)位置不當(dāng)如位于封鎖室內(nèi)，就難以抄表。 2、電能計(jì)量方式的局限性 3、研討新的抄表技術(shù)手段的必要性 企業(yè)降低電能損耗任務(wù)要求電能計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確、及時、可靠和方便地計(jì)量、傳輸電能數(shù)據(jù)，同時為防止抄表人員不按例日隨意抄表產(chǎn)生電量糾紛，供電企業(yè)對例日管理愈來愈嚴(yán)厲，一切用戶例日均被計(jì)算機(jī)嚴(yán)厲控制， 國

6、家電網(wǎng)公司規(guī)定：居民客戶實(shí)抄率達(dá)99%以上，其他客戶實(shí)抄率要到達(dá)100%。但是，目前的電能計(jì)量方式受技術(shù)條件限制，均有一定的缺乏，影響了抄表任務(wù)的正常開展，因此，有必要引入新的技術(shù)手段，改善現(xiàn)有電能計(jì)量系統(tǒng)的缺乏，提高電能計(jì)量系統(tǒng)的性能，方便抄表任務(wù)，推進(jìn)供電企業(yè)營銷管理任務(wù)深化開展。 3、對新的抄表技術(shù)的研討 新的抄表系統(tǒng)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)： 1、數(shù)據(jù)傳輸性能好，順應(yīng)城市、鄉(xiāng)村不同的任務(wù)環(huán)境，方便抄表，可以穿越妨礙物無線全向傳輸數(shù)據(jù)，確保抄表人員在不登高作業(yè)的情況下就可以抄到電桿上的表計(jì)示數(shù)。 2、本錢不高，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。 3、功耗低、輻射低，環(huán)保性能好。 4、易于運(yùn)用，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、可靠

7、。 5、同現(xiàn)有的電能計(jì)量設(shè)備如電能表、抄表器有良好的兼容性，可以很方便的整合到現(xiàn)有的電能計(jì)量設(shè)備之中。 3、對新的抄表技術(shù)的研討 目前主要的無線傳輸技術(shù)手段有兩種：射頻和紅外線。紅外線技術(shù)目前開展地非常成熟，開發(fā)本錢低，價(jià)錢低廉，但是，紅外線只能進(jìn)展直線數(shù)據(jù)傳輸，不能全向傳輸數(shù)據(jù)，不符合上述要求，因此選擇射頻技術(shù)。射頻技術(shù)中，藍(lán)牙技術(shù)開展得比較好，運(yùn)用廣泛，藍(lán)牙模塊體積很小，采用CSR芯片的V2.0+EDR藍(lán)牙適配器體積只需22*18*7mm，僅比手指甲大一點(diǎn)。低功耗，本錢低，普通藍(lán)牙芯片價(jià)錢只需6.9元人民幣，輻射低等特點(diǎn)，因此，藍(lán)牙技術(shù)適用于開發(fā)新的電能計(jì)量系統(tǒng)。 4、藍(lán)牙技術(shù)對電能計(jì)量系

8、統(tǒng)局限性的改良 藍(lán)牙技術(shù)對遠(yuǎn)程抄表局限性的改良 遠(yuǎn)程電能計(jì)量系統(tǒng)可靠性問題的主要緣由是：居民表將電能數(shù)據(jù)傳到集中器主要采用低壓電力線載波通訊技術(shù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先將數(shù)據(jù)調(diào)制到高頻載波上，經(jīng)功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號經(jīng)電力線路傳輸?shù)浇蛹{方，接納機(jī)經(jīng)過耦合電路將高頻信號分別，濾去干擾信號后放大，再經(jīng)解調(diào)電路復(fù)原成二進(jìn)制數(shù)字信號。由于接納機(jī)無法完全消除電力線負(fù)荷電流對信號傳輸?shù)母蓴_作用，呵斥信號傳輸不穩(wěn)定，而且負(fù)荷電流愈大，信號愈不穩(wěn)定。假設(shè)改用藍(lán)牙技術(shù)，電能數(shù)據(jù)不經(jīng)低壓電力線直接無線傳輸?shù)郊衅?，那么能有效處理信號干擾問題。4、藍(lán)牙技術(shù)對電能計(jì)量系統(tǒng)局限性的改良 藍(lán)牙技術(shù)對人工抄表局限性

9、的改良 抄表人員運(yùn)用藍(lán)牙抄表器抄表時，任務(wù)效率和抄表質(zhì)量將極大提高。藍(lán)牙抄表器可直接搜索到附近區(qū)域表計(jì)，自動進(jìn)展抄表，特別是位于電線桿上的表計(jì)和封鎖室內(nèi)院內(nèi)的表計(jì)，抄表人員不需求爬桿或聯(lián)絡(luò)戶主進(jìn)入室內(nèi)院內(nèi)，只需接近到抄表有效間隔，就可進(jìn)展抄表，這一點(diǎn)，對提高農(nóng)網(wǎng)地域平房電能表計(jì)的抄表質(zhì)量，保證抄表人員的人身平安尤為有效。 二、藍(lán)牙技術(shù)研討 藍(lán)牙任務(wù)在全球通用的24GHz ISM頻段。為了保證在噪雜的無線環(huán)境中平安可靠地任務(wù)，藍(lán)牙特別設(shè)計(jì)了“快速確認(rèn)和跳頻方案以確保鏈路穩(wěn)定。與其他任務(wù)在一樣頻段的系統(tǒng)相比，藍(lán)牙跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，從而使藍(lán)牙比其他系統(tǒng)都更穩(wěn)定。 藍(lán)牙系統(tǒng)支持兩種銜接，即點(diǎn)對點(diǎn)銜

10、接和點(diǎn)對多點(diǎn)銜接，這樣構(gòu)成了兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造：悄然網(wǎng)(Piconet)和散射網(wǎng)絡(luò)(scatternet)。在一個Piconet中，只需一個主單元(Mater)，最多支持七個從單元(slave)與Master建立通訊。 藍(lán)牙技術(shù)傳送的三種功率類型為：100 mW，25mW和1mW。100mW的輻射間隔是100m。 綜合以上分析，藍(lán)牙技術(shù)具有良好的設(shè)備兼容性和環(huán)境順應(yīng)才干，為不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸帶來極大的便利，可以廣泛地運(yùn)用于工程領(lǐng)域。 1、藍(lán)牙協(xié)議棧 藍(lán)牙規(guī)范的中心部分就是協(xié)議棧。這個協(xié)議棧允許設(shè)備定位、相互銜接并彼此交換數(shù)據(jù)，從而在藍(lán)牙設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)互操作性的交互式運(yùn)用。藍(lán)牙協(xié)議體系可以分為四

11、層，包括中心協(xié)議層、替代電纜協(xié)議層、抨制協(xié)議層和選用協(xié)議層，每一層還包含一些詳細(xì)的協(xié)議： 1中心協(xié)議層：基帶BB、鏈路管理協(xié)議(LMP)、邏輯鏈路控制和適配協(xié)議(L2CAP)、效力發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)； 2替代電纜協(xié)議：串行電路仿真協(xié)議(RFCOMM)； 3控制協(xié)議：二元控制規(guī)范(TCS Binary)與AT命令(AT-command)； 4選用協(xié)議：點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議(PPP)、用戶數(shù)據(jù)報(bào)傳輸控制協(xié)議互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(UDPTCPIP)、目的交換協(xié)議(0BEX)、無線運(yùn)用協(xié)議(WAP)、無線運(yùn)用環(huán)境(WAF)、vCard、vCal。 1、藍(lán)牙中心協(xié)議 藍(lán)牙的中心協(xié)議由基帶、鏈路管理、邏輯鏈路控制與順應(yīng)協(xié)議和

12、效力發(fā)現(xiàn)協(xié)議等四部分組成。從運(yùn)用的角度看，射頻、基帶和LMP可以歸為藍(lán)牙的低層協(xié)議，它們對運(yùn)用而言是非常透明的。 一基帶協(xié)議 基帶協(xié)議確保各個藍(lán)牙設(shè)備之間的物理射頻銜接，以構(gòu)成悄然網(wǎng)。 二鏈路管理協(xié)議 鏈路管理協(xié)議不但擔(dān)任藍(lán)牙各設(shè)備間鏈路的建立和控制。還用于平安方而的鑒權(quán)和加密.另外還可以控制無線部分的能量方式和任務(wù)周期、悄然網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備的銜接形狀。 1、藍(lán)牙中心協(xié)議 三邏輯鏈路控制和適配協(xié)議 邏輯鏈路控制與適配協(xié)議完成基帶與高層協(xié)議間的適配，并經(jīng)過協(xié)議發(fā)用、分割及重組操作為高層提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分類提取。 四效力發(fā)現(xiàn)協(xié)議 效力發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)是藍(lán)牙技術(shù)框架中非常重要的一個部分，它是一切運(yùn)用模型的

13、根底。任一藍(lán)牙運(yùn)用模型的實(shí)現(xiàn)都是利用某些效力的結(jié)果。 五替代電纜協(xié)議 串口是今天在計(jì)算機(jī)終端和通訊終端設(shè)備上最常用的通訊接口之一.大多數(shù)的串行通訊都具有一條電纜，在串口之間傳輸數(shù)據(jù)。藍(lán)牙大線通訊的目的是替代電纜，支持串行通訊及其相關(guān)運(yùn)用是電纜替代運(yùn)用模型的重要特征。 1、藍(lán)牙中心協(xié)議 六控制協(xié)議 控制協(xié)議(TCS)包括二進(jìn)制控制(TCS BIN)協(xié)議和一套控制命令(AT-Commands)。其中，TCS BIN定義了在藍(lán)牙設(shè)備間建立話音和數(shù)據(jù)呼叫所需的呼叫控制信令；AT commands那么是一套可在多運(yùn)用方式下用于控制挪動和調(diào)制解調(diào)器的命令，它由藍(lán)牙SIG組在ITU-TQ931的根底上開發(fā)而

14、成。 以上為藍(lán)牙中心協(xié)議，藍(lán)牙硬件經(jīng)過中心協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，并表達(dá)其技術(shù)特點(diǎn)。藍(lán)牙中心協(xié)議經(jīng)過與點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議PPP、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議/傳輸控制協(xié)議/萬維網(wǎng)協(xié)議TCP/UDP/IP、對象交換協(xié)議OBEx和天線運(yùn)用協(xié)議WAP等選用協(xié)議的共同運(yùn)用，可以順利地實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)、挪動和藍(lán)牙終端機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。 2、藍(lán)牙硬件模塊 在藍(lán)牙中心協(xié)議中，HCI 以上部分通常用軟件實(shí)現(xiàn)，包括邏輯鏈路控制和適配協(xié)議L2CAP、串行電路仿真協(xié)議RFCOMM、鏈路管理協(xié)議(LMP)、替代電纜協(xié)議和控制協(xié)議；而HCI以下部分那么用硬件實(shí)現(xiàn)，包括基帶協(xié)議BB和鏈路管理協(xié)議(LMP)，這部分也叫作藍(lán)牙協(xié)議體系構(gòu)造中底層藍(lán)牙硬

15、件模塊。 藍(lán)牙硬件模塊主要由射頻(RF)單元電路、基帶層(base band)電路和鏈路管理層(LMP，Link Manger Protocol)電路組成。 2、藍(lán)牙硬件模塊 1射頻(RF)單元 RF單元電路為藍(lán)牙技術(shù)提供了通訊中物理層，也叫作藍(lán)牙收發(fā)器，經(jīng)過2.4GHz 微波，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流過濾和傳輸。藍(lán)牙協(xié)議提供了有關(guān)藍(lán)牙收發(fā)器各項(xiàng)技術(shù)目的。 2基帶層電路 基帶層提供了基帶數(shù)字信號處置硬件，其功能是提供鏈路控制，因此也叫作基帶及鏈路控制層電路。經(jīng)過基帶層電路，可以建立藍(lán)牙通訊網(wǎng)絡(luò)中物理鏈路，從而構(gòu)成悄然網(wǎng)(piconet)?；鶐又杏袃煞N物理鏈路，一種是面向銜接同步鏈路(SCO)，另一種是異步

16、無銜接鏈路(ACL)。此外，基帶層還可為語音和數(shù)據(jù)分組提供不同程度前向糾錯(FEC)或循環(huán)冗余度校驗(yàn)(CRC)處置，并可對數(shù)據(jù)進(jìn)展加密。同時，基帶層電路還為不同類型數(shù)據(jù)(包括傳輸信息數(shù)據(jù)、鏈路管理和控制信息)提供特定信道。 2、藍(lán)牙硬件模塊 3鏈路管理層(LMP)電路 鏈路管理層電路也叫作鏈路管理器電路，功能是提供鏈路管理通訊協(xié)議。鏈路管理協(xié)議用來對鏈路進(jìn)展設(shè)置和控制，并擔(dān)任建立和撤銷各藍(lán)牙設(shè)備間銜接、功率控制以及認(rèn)證和加密，同時還控制藍(lán)牙設(shè)備任務(wù)形狀(堅(jiān)持hold、休眠park、呼吸sniff 和活動active )。鏈路管理層主要功能由軟件完成，鏈路管理器電路提供運(yùn)轉(zhuǎn)于藍(lán)牙設(shè)備處置器中軟件

17、，鏈路管理器之間通訊協(xié)議稱為鏈路管理協(xié)議(LMP) 。 藍(lán)牙硬件模塊構(gòu)造圖SRAMFlashCPU通 用 異 步收發(fā)器通 用 串 行接口測試模塊基帶控制器無線收發(fā)器 2、藍(lán)牙硬件模塊 藍(lán)牙硬件模塊由微處置器(CPU)、無線收發(fā)器(RF)、基帶控制器(BB)、閃存(Flash程序存儲器)、通用異步收發(fā)器UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、通用串行接口USB(Universal Serial Bus)及藍(lán)牙測試模塊組成。藍(lán)牙其中無線收發(fā)器RF、基帶控制器BB和鏈路管理層LMP為主要部分，目前大多數(shù)消費(fèi)廠家都是利用片上系統(tǒng)技術(shù)SOCSy

18、stem-On-Chip將這三層功能模塊集嵌在同一塊芯片上。藍(lán)牙基帶控制器是關(guān)鍵部分，其主要功能是在微處置器控制下，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙基帶部分一切實(shí)時處置功能，包括擔(dān)任對接納bit流進(jìn)展符號定時提取和恢復(fù)，分組頭及凈荷循環(huán)冗余度校驗(yàn)(CRC)，分組頭及凈荷前向糾錯碼FEC處置，加密和解密處置等；且能提供從基帶控制器到其它芯片接口。CPU普通采用RISC構(gòu)造嵌入式微處置器，以滿足對藍(lán)牙中心協(xié)議高速處置和大量數(shù)據(jù)bit流處置要求。Flash存儲器用于存放基帶和鏈路管理層中一切協(xié)議軟件。SRAM作為CPU 運(yùn)轉(zhuǎn)空間，在任務(wù)時把Flash中軟件調(diào)入SRAM中處置。射頻收發(fā)器擔(dān)任接納或發(fā)送高頻通訊信號。UART和

19、USB接口提供到HCI主機(jī)控制器接口傳輸層物理銜接，是上層協(xié)議與藍(lán)牙硬件模塊進(jìn)展通訊通道。藍(lán)牙測試模塊主要提供無線層和基帶層認(rèn)證和一致性規(guī)范，同時還管理產(chǎn)品消費(fèi)和售后測試，為可選模塊。 三、藍(lán)牙電能計(jì)量安裝設(shè)計(jì) 目前電能計(jì)量安裝主要有電能表、抄表器以及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的集中器等設(shè)備，電能表主要用于準(zhǔn)確丈量用戶各種電能參數(shù)，如電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、欠壓和斷相檢測、諧波分析等，它相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)丈量終端，提供各項(xiàng)用戶電能數(shù)據(jù)；抄表器主要用于記錄電能表所丈量的各項(xiàng)用戶電能參數(shù)，它相當(dāng)于一個數(shù)據(jù)采集終端，抄表人員運(yùn)用抄表器將用戶電能參數(shù)攜帶到供電企業(yè)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中集中進(jìn)展技術(shù)

20、處置，遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的集中器也起到同樣的功能，只不過它經(jīng)過無線系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，不需求人工攜帶至供電企業(yè)。 從上述分析可以看出，由于各種電能計(jì)量安裝功能配套，數(shù)據(jù)傳輸格式一致，因此，只需開發(fā)出一致的藍(lán)牙模塊，分別運(yùn)用至不同的電能計(jì)量安裝中，即可實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙抄表的目的。 1、藍(lán)牙模塊 目前供應(yīng)商提供的藍(lán)牙模塊大致可分為2類，第1類為只實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙鏈路控制功能的模塊，第2類為藍(lán)牙鏈路控制與嵌入式HCI驅(qū)動功能均已實(shí)現(xiàn)的模塊。這2類模塊包括一個RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))處置器，實(shí)現(xiàn)鏈路控制和HCI功能。 假設(shè)選用集成了鏈路控制與HCI驅(qū)動功能的藍(lán)牙模塊，那么就可以在一個比較完好的平臺上進(jìn)展開發(fā)。假設(shè)主機(jī)具有U

21、SB或UART接口，在藍(lán)牙模塊與主機(jī)信號電平兼容的情況下，接口銜接可以不需求其它輔助硬件電路。許多情況下，USB或UART接口集成在主機(jī)的中心芯片上，所以可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙模塊與主機(jī)的無縫接口。這種模型下的藍(lán)牙技術(shù)運(yùn)用開發(fā)，主要任務(wù)集中在藍(lán)牙主機(jī)端軟件的實(shí)現(xiàn)上，包括HCI驅(qū)動程序與傳輸層驅(qū)動程序。正是由于這種藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)了嵌入式HCI協(xié)議，所以運(yùn)用開發(fā)可以直接從HCI層開場，防止了基帶與射頻的硬件實(shí)現(xiàn)，是一種全軟件式的開發(fā)方式，開發(fā)成果具有很好的可移植性。 藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D LCD微控器鍵盤藍(lán)牙模塊主設(shè)備藍(lán) 牙 節(jié) 點(diǎn) 1傳感器藍(lán) 牙 節(jié) 點(diǎn) 2傳感器藍(lán) 牙 節(jié) 點(diǎn) 7傳感器1、藍(lán)牙

22、模塊 上圖所示為藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，它由主設(shè)備(或主節(jié)點(diǎn))及傳感器節(jié)點(diǎn)(處于激活形狀的最多7個)構(gòu)成。主設(shè)備經(jīng)過自動或手動搜索方式銜接已設(shè)定的從設(shè)備，分別懇求7個從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，然后將其接納保管和實(shí)時顯示，在顯示屏LCD上顯示出從設(shè)備號、實(shí)時數(shù)據(jù)等。運(yùn)用小鍵盤可以查看恣意已銜接設(shè)備的當(dāng)前數(shù)據(jù)。此外還可根據(jù)檢測物理參數(shù)類型設(shè)置丈量單位和數(shù)據(jù)格式等；經(jīng)過主設(shè)備RS-232接口，可將數(shù)據(jù)向上位機(jī)傳送。 1、藍(lán)牙模塊 上圖所示為藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，它由主設(shè)備(或主節(jié)點(diǎn))及傳感器節(jié)點(diǎn)(處于激活形狀的最多7個)構(gòu)成。主設(shè)備經(jīng)過自動或手動搜索方式銜接已設(shè)定的從設(shè)備，分別懇求7個從

23、設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，然后將其接納保管和實(shí)時顯示，在顯示屏LCD上顯示出從設(shè)備號、實(shí)時數(shù)據(jù)等。運(yùn)用小鍵盤可以查看恣意已銜接設(shè)備的當(dāng)前數(shù)據(jù)。此外還可根據(jù)檢測物理參數(shù)類型設(shè)置丈量單位和數(shù)據(jù)格式等；經(jīng)過主設(shè)備RS-232接口，可將數(shù)據(jù)向上位機(jī)傳送。 1、藍(lán)牙模塊 藍(lán)牙模塊硬件主要由微控器、藍(lán)牙模塊、鍵盤顯示屏和電源等相關(guān)電路組成，主要實(shí)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)采集終端的功能。 論文設(shè)計(jì)的藍(lán)牙模塊以W77E58微控制器為中心，采用BC219159B藍(lán)牙接納模塊接受數(shù)據(jù),經(jīng)過LCD液晶顯示、按鍵選擇進(jìn)展數(shù)據(jù)處置。數(shù)據(jù)既可以以FAT文件格式保管至內(nèi)部存儲器中，又可以經(jīng)過串口傳送給上位機(jī)電腦處置或保管。藍(lán)牙模塊的主要性能參數(shù)如下

24、： 1、頻段: 2. 4GHz2. 48GHz, ISM Band； 2、藍(lán)牙協(xié)議:BlueToothV1. 2； 3、功率等級:Class2 (+6dBm)； 4、操作電壓: 2. 7V3. 3V； 5、支持端口:USB口、RS232口(最大波特率為1. 4Mbps)、AudioY音頻口、數(shù)字IO口12條,兩路模擬量輸入； 6、任務(wù)溫度: -40105。 藍(lán)牙模塊硬件圖 1、藍(lán)牙模塊 藍(lán)牙模塊硬件主要由微控器、藍(lán)牙模塊、鍵盤顯示屏和電源等相關(guān)電路組成，主要實(shí)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)采集終端的功能。 論文設(shè)計(jì)的藍(lán)牙模塊以W77E58微控制器為中心，采用BC219159B藍(lán)牙接納模塊接受數(shù)據(jù),經(jīng)過LCD液晶顯

25、示、按鍵選擇進(jìn)展數(shù)據(jù)處置。數(shù)據(jù)既可以以FAT文件格式保管至內(nèi)部存儲器中，又可以經(jīng)過串口傳送給上位機(jī)電腦處置或保管。藍(lán)牙模塊的主要性能參數(shù)如下： 1、頻段: 2. 4GHz2. 48GHz, ISM Band； 2、藍(lán)牙協(xié)議:BlueToothV1. 2； 3、功率等級:Class2 (+6dBm)； 4、操作電壓: 2. 7V3. 3V； 5、支持端口:USB口、RS232口(最大波特率為1. 4Mbps)、AudioY音頻口、數(shù)字IO口12條,兩路模擬量輸入； 6、任務(wù)溫度: -40105。 2、藍(lán)牙模塊任務(wù)流程 藍(lán)牙模塊任務(wù)流程如下：上電后主設(shè)備首先進(jìn)展初始化任務(wù)，包括鍵盤中斷，存儲器，串

26、口中斷，顯示開機(jī)畫面，設(shè)置波特率，藍(lán)牙等初始化任務(wù)，然后進(jìn)入功能菜單，經(jīng)過按鍵選擇需求執(zhí)行的功能，去調(diào)用相應(yīng)的程序執(zhí)行，這些操作功能包括搜索藍(lán)牙設(shè)備、銜接或斷開藍(lán)牙設(shè)備、保管數(shù)據(jù)、上傳數(shù)據(jù)等。按藍(lán)牙模塊任務(wù)流程要求，本設(shè)計(jì)采用MC51匯編言語編寫了微控制器77E58完成對藍(lán)牙HCI的初始化和控制程序，實(shí)現(xiàn)了主從設(shè)備的銜接和傳感器數(shù)據(jù)收發(fā)。 3、運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電子式多功能電能表 藍(lán)牙模塊完成開發(fā)后，即可將其運(yùn)用用電能計(jì)量設(shè)備，由于上述藍(lán)牙模塊曾經(jīng)包括了控制器和鍵盤、顯示屏，可以完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的抄表器功能，因此，對藍(lán)牙抄表器的開發(fā)就不敷述，以下主要以藍(lán)牙電子式多功能電能表為例，對運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電能表

27、的開發(fā)進(jìn)展闡明。 3、運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電子式多功能電能表 目前電能表主要由檢測、計(jì)量、控制、存儲、顯示、鍵盤、通訊接口和電源等部分組成，它經(jīng)過公用計(jì)量芯片來檢測電信號，同時配以CPU編程來實(shí)現(xiàn)多種功能。系統(tǒng)總體框圖如4.1所示。其中，檢測部分由精細(xì)電流互感器、電壓互感器和外圍處置電路組成，可將得到的電流、電壓、頻率、相位等實(shí)時數(shù)據(jù)輸入到計(jì)量芯片中。計(jì)量芯片經(jīng)過對各個輸入信號進(jìn)展計(jì)量，可將計(jì)量得到的各種電能參數(shù)輸入到控制部分(即CPU中)，然后由CPU中的程序決議它將那些參數(shù)經(jīng)過處置后送到存儲器中儲存，同時送到顯示部分進(jìn)展顯示。顯示部分采用液晶顯示模塊。通訊接口為紅外線抄表通訊模塊和RS-485集

28、中抄表通訊模塊。 電子式多功能電能表總體構(gòu)造框圖 3、運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電子式多功能電能表 由于電子式多功能電能表本身有CPU，而且各項(xiàng)功能曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)模塊化，因此，在開發(fā)運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電能表時，不需全部移植上文所引見的藍(lán)牙模塊，只需將藍(lán)牙模塊及附屬電路移入即可，由于藍(lán)牙模塊和紅外線抄表通訊模塊功能相近，因此，也可以直接將紅外線抄表通訊模塊取消，用藍(lán)牙模塊替代。藍(lán)牙電子式多功能電能表通訊方式切換電路見以下圖。主控制器單元用一個I/O口來控制藍(lán)牙和RS-485通訊方式的切換，9012、9014和假設(shè)干電阻等器件組成互補(bǔ)開關(guān)。藍(lán)牙2.4GHz調(diào)制信號由CPU內(nèi)部分頻輸出 。藍(lán)牙電子式多功能電能表通訊方式切

29、換電路 3、運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的電子式多功能電能表 藍(lán)牙通訊和RS-485共用一個串行口RxD/TxD通訊，由于串行口通訊開場都有一低電平位0，因此將藍(lán)牙接納端與485接納端用一三極管隔開引到一中斷引腳INTP1，經(jīng)過其引發(fā)的中斷可判別串行口數(shù)據(jù)能否來自藍(lán)牙。發(fā)送時按對應(yīng)方式發(fā)送，使其不相互關(guān)擾。由于藍(lán)牙通訊和遙控接納用同一接納管，因此在判別藍(lán)牙來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測藍(lán)牙接納端，并根據(jù)定時檢測遙控編碼；否那么斷定為藍(lán)牙產(chǎn)生的串行口接納中斷，并將定時檢測封鎖。 藍(lán)牙2.4GHz調(diào)制信號由CPU內(nèi)部分頻輸出因藍(lán)牙發(fā)送字節(jié)之間可選有1520ms的延時，而485通訊那么不需求延時。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進(jìn)展，藍(lán)牙通訊在發(fā)送操作后立刻封鎖發(fā)送中斷允許，待延時時間到后再允許發(fā)送中斷。 4、藍(lán)牙計(jì)量系統(tǒng)任務(wù)流程 藍(lán)牙計(jì)量系統(tǒng)任務(wù)流程如下： 1、計(jì)算機(jī)同藍(lán)牙抄表器相連，營銷信息