摘要：針對無線通信技術(shù)在閥門電動裝置中的應(yīng)用，分析各種常見的無線通信技術(shù)的應(yīng)用特點，提出基于藍牙技術(shù)的解決方案。另外，簡單分析了藍牙協(xié)議棧的 3 種實現(xiàn)形式，選擇嵌入式模型作為藍牙無線通信的實現(xiàn)形式。著重介紹了藍牙手持操作器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程，實現(xiàn)了對帶藍牙通信模塊的閥門電動裝置的無線遙控操作。

1、藍牙協(xié)議棧實現(xiàn)形式

藍牙協(xié)議規(guī)范遵循開放系統(tǒng)互聯(lián) OSI（Open System Interconnection）模型。藍牙協(xié)議棧按照封裝方式有 3 種不同的實現(xiàn)模型——寄居式、嵌入式和完全嵌入式，分別針對具有不同功能和資源的產(chǎn)品、對于嵌入式模型，藍牙協(xié)議棧位于藍牙模塊中，應(yīng)用程序單獨運行在主機上，通過適配協(xié)議與藍牙模塊通信。嵌入式模型無需主機處理藍牙上層協(xié)議，減少了主機的軟件負荷和代碼長度，降低了開發(fā)難度，對于內(nèi)存有限的設(shè)備是不錯的選擇。本設(shè)計在藍牙協(xié)議棧實現(xiàn)形式上選用了嵌入式模型，通過使用南京國春電子技術(shù)有限公司的 KC02 藍牙模塊，保證通信可靠性并減少了 CPU 的代碼量。

2、藍牙應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

在工業(yè)現(xiàn)場使用藍牙無線通信，其系統(tǒng)的硬件設(shè)計分為閥門電動裝置和手持操作器兩部分。

2.1 閥門電動裝置

閥門電動裝置實現(xiàn)閥門本體的控制功能。以 LPC2292 為核心構(gòu)建整個嵌入式系統(tǒng)，藍牙模塊采用工業(yè)級 KC02 模塊、LPC2292 是 NXP 公司基于 ARM7TDMI-S 的一款高性能工業(yè)級微處理器。其處理器內(nèi)核為 32 位 RISC 體系結(jié)構(gòu)，具有高密度的 16 位指令集及極低的功耗、KC02 藍牙模塊是可進行數(shù)據(jù)交換和語音通信的藍牙通信模塊。其體積小，外形尺寸長為 17.8mm，寬為 15.2mm；工作電壓為 3.3V，擁有 UART、SPI 和 USB 串行接口，在本設(shè)計中使用處理器的 UART 與藍牙模塊相連。

2.2 手持操作器

手持操作器的功能為搜索從藍牙，并在主從藍牙建立鏈接之后，操作閥門電動裝置，并同步顯示閥門電動裝置屏幕內(nèi)容。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以 8 位 AVR 單片機 ATmega128L 為核心，包括按鍵、液晶顯示屏、主藍牙模塊和電源處理 4 個部分。KC02 主藍牙模塊通過串口與單片機相連。手持操作器使用電池，通過電源轉(zhuǎn)換芯片 AMSI1117 穩(wěn)壓后給整個嵌入式系統(tǒng)供電。

2.3 手持操作器軟件流程

手持操作器復(fù)位后首先進行各底層硬件的初始化操作，然后根據(jù)接收到的按鍵命令進行相應(yīng)的操作、在硬件設(shè)計中，將單片機的 PD4 與藍牙模塊的鏈接狀態(tài)端口相連，PD7 口與藍牙模塊的 RESET 引腳相連 。