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蓝牙技术

蓝牙实时监控温度


蓝牙无线通信技术在温度实时监控中的应用

本文将探讨利用单片机控制,如何通过蓝牙无线通信技术在结合了温度传感器的同时实现温度的实时控制。

一、蓝牙无线通信技术简介

蓝牙技术的产生就是为了在特定范围内实现移动设备之间无线缆通信。随着蓝牙技术发展和成熟,它已经运用到工业、医疗和设备监控等很多领域。蓝牙运用调频技术,其使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议,它拥有独特的FHSS跳扩频技术,不但可以抵抗电磁环境的干扰,而且可以增强其使用的安全。因此使用蓝牙技术对温度监控系统进行数据传输,不但可以较少线缆连接而且可以保证数据实时准确无误的传输。蓝牙众多技术特性凸显了其在通信领域的优越性。

(1)拥有广阔的使用空间:在频段方面,蓝牙的工作频段在2.402GHz到2.48GHz之间,这个频段在世界绝大多数地区是可以放开使用,政府是不要求申报批示。在设计方面,蓝牙技术使用的是无线接口技术,这个使蓝牙技术可以在很多通信很难用线缆连接的领域进行数据的有效传输。

(2)同一时间内可对音频信号和数字信号进行传送:蓝牙技术运用了电路和分组两种交换方式,通过脉冲编码调制PCM或是可变斜率增量调制CVSD来实现音频信号编码。蓝牙技术可多信道进行同步异步多方式进行音频信号和数字信号传输。

(3)能够在任意时刻进行对等链接:在通信网络里的蓝牙设备有主从之分,通过主从蓝牙通信设备可建立一个简单point.to.point皮网,当使用同一物理连接的不同时段来传输不同信号时,一个蓝牙通信设备可以和多个不同皮网进行同步。

(4)可抗干扰能力强:在我们日常的生活空问里充斥着各种看不见且不同频段的电磁波,然而这些电磁波在通信时难免出现相互间干扰,蓝牙技术为了抵抗周边电磁环境带来的干扰,其采用了跳频技术,也就是把它可用的工作频段2.40GHz到2.48GHz分成了若干个不同的频点,而其相邻的频点间有着相等的间隔,在发送数据时会不停地按照一定规律改变发送频点,这样就可以避免在特定工作空间里某一固有频率的持久干扰。

(5)可集成度高体积小功耗小成本低:现阶段市场上使用率比较高的蓝牙通信模块有ROK101008,它的封装厚度还不到3个毫米,长宽才分别是3cm和2cm,因为它的体积很小,所以很方便安装在日常生活用品上,这样就使得蓝牙技术更加能够贴近生活。正是因为它的体积小,所以它不但成本低而且功率小耗能也很低,在非正常通信模式下,设置了三种不同的节能省电模式。

(6)拥有完全公开的接口标准:SIG在开始的时候为了使蓝牙技术更加有生命力和活力,它把其相关的标准完全公开了,这样就使得蓝牙技术能够很容易和别的相关产品进行嫁接,同时因为标准公开又使得更多的人从事其技术的开发与应用。

二、温度监控系统组成模块

就本文运用蓝牙无线通信技术组建的温度实时监控系统而言,由以下主要的硬件模块组成。

2.1蓝牙内嵌模块

为了便于操作,我们使用的蓝牙内嵌模块是CSR公司的BCO1芯片,它集无线设备、处理器和基带电路于一身。通过外置的存有蓝牙协议的FlashROM,可提供完全兼容的数据通信。经过优化设计后,它所需要的外围元器件很少,允许主板的快速设计,因此成本低便于使用。

2.2温度传感器

结合笔者的实际运用,选取美国Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器DS18B20,它是世界上第一片支持”一线总线”接口的温度传感器,在传感器的内部使用了在板(ON.BOARD)专利技术。全部传感元件及转换电路都集成在封装如一只三极管的集成电路内。这个就使得在价格上格外便宜,这个也是一线总线具有的特点,用户可轻松地组建传感器网络,构建相应的测量系统。同时选择DS18B20也是结合我们监控现场的特点,因为为了便于安装维护,操作简便,在监控环境中使用了蓝牙无线通信技术,普通的模拟温度信号容易受到外界电磁环境干扰而产生测量误差,影响测量精度。致使温度测量系统中,使用抗干扰能力强的新型数字温度传感器DS18B20,在实际应用有着良好的测温效果。

三、实时监控系统组成原理

温度实时监控系统其硬件由温度传感器DS18B20、蓝牙无线通信模块和调温设备三部分组成。传感器DS18B20负责对温度进行识别,通过DS18B20使温度数字化,从而可以得到实时测试温度的数字化信息,通过蓝牙内嵌模块BC01将得到的数字化的温度数据进行无线发送与接收,通过无线蓝牙通信技术将被测温度实时信息传递给相应的调温设备,进行温度的调节和相应信息的处理。从而实现了被测温度的感知和温度控制的无线实时响应。图1为蓝牙监控系统结构框图。

总结

在温度实时监控系统里运用了蓝牙无线通信技术,使本监控系统的使用领域得到了很大的扩展,可以运用到工业和医疗等很多领域,再也无需铺设大量冗余的通信线路,这样不仅可以节约建设成本,而且因为大量连线接口的减少进而提高了系统运行中的可靠性,系统虽然增加了无线接收与发射器件,但节省了通信线路,减少了铺设工时,缩短了系统整体搭建的周期。

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