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测量仪器无线网络接口的设计
作者:管理员    发布于:2017-11-16 09:01:46    文字:【】【】【

  信息技术测量仪器无线网络接口的设计王艳美马怀俭宿亮2(1.哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,哈尔滨150040 2.北京无线电测试研究所,北京100854)并从硬件和软件两方面具体给出应用蓝牙技术实现的测量仪器无线网络接口,完成了PC机和一台测量仪器的无线连接。

  随着现代测控技术的发展,测量仪器间通信的无线化要求也提到日程上来。无线通信技术中,蓝牙技术受到了很大的重视。蓝牙(Bluetooth)是一种开放的低成本、短距离无线连接技术规范的代称,它使用ISM频段(工业、科学和医学频段)传送话音和数据。蓝牙技术的设计初衷就是将智能移动电话与笔记本电脑、掌上电脑以及各种数字信息的外部设备用无线方式连接起来,进而形成一种个人网络,使得在其可达到的范围之内各种信息化的移动便携设备都能共享资源。蓝牙技术的终目的就是要建立一个统一的无线连接标准,使得不同厂家生产的数字信息设备在近距离内不用电缆就可以很方便地连接起来,实现相互操作与数据共享11.凡是嵌入蓝牙技术的设备相互之间都能够自动进行联络与确认,利用相应的控制软件,不需用户干预就可以自动建立连接并传输数据,免去了用户安装和设置的烦琐工作。

  国内对蓝牙的应用研究仍然处于起步阶段,而且其应用目前主要局限于通信、电子产品以及信息家电的研究。基于此,从应用的角度,研究蓝牙技术在测控领域的应用,将蓝牙模块作为通信模块嵌入到测量仪器中,实现测量仪器的无线网络接口12. 1基于蓝牙无线接口的测控系统模型描述了基于蓝牙技术的测控系统框图。该系统由控制单元和测量单元组成。控制单元由PC机和蓝牙模块组成。PC机作为上位机,负责数据集中处理、控制等。测量单元主要由测量仪器、单片机和蓝牙模块组成。其中单片机作为下位机控制带GPIB接口的仪器。图中,测量仪器所测得的结果数:2006通信技术。

  据传输给测量单元的蓝牙模块,通过空中无线信道将数据传给控制器端的蓝牙模块,后传给PC机,实现PC机与单片机上下位机的连接,实现测量仪器的无线网络接口完成数据交换。反之,PC机到单片机的数据传输过程同样如此,01代表通过HCI的RS232传输层的数据分组为HCI指令分组;0x030C⑴为HCI指令分组的内容。0x030C为Reset指令操作码;x00为指令所带参数的长度,由于该指令参数长度为0,所以后续没有任何参数。当该指令包通过串口发给蓝牙模块后,若从串口接收到返回事件分组:,则表示对蓝牙模块的初始化完成。其中,CX04代表通过HCI的RS232传输层的数据分组为HCI事件分组;示该返回事件为指令完成事件;0x04表示返回事件分组的参数长度为4;0x01表示当前可以从主机发往主机控制器的指令分组数目为1个;0x030C指示了触发这一指令完成事件的指令为0x030C 0x00表示指令执行正确。以此类似来实现控制器或微控制器对蓝牙模块的操作和管理。

  整个软件的流程如所示,首先微控制器模块上电后,跟蓝牙模块相连的串口关闭,同时在另一个串口发送查询设备命令。仪器类型、厂家等有用的信息都将被获取并存储在微控制器的内存中。然后,和仪器通信的串口关闭,并且也不处理其他的设备命令或服务请求。测量单元的蓝牙模块上电复位,跟控制器端蓝牙模块建立连接后,接收到从控制器发来的命令请求,微控制器判断该命令是蓝牙事件还是仪器事件。判断的方法为:预先把所有的蓝牙事件和仪器事件在微控制器内存中建立一个表格,然后把接收到的命令跟表格相比较,从而得出结前端软件流程。2.2控制单元软件实现控制单元软件主要是PC通过串口对蓝牙模块的控制,该部分软件在VC+F6.0环境下编写。控制单元软件的运行过程为:首先设定串口通信的参数,然后根据蓝牙标准的HCI指令,通过串口完成本地蓝牙设备的初始化、远端设备的查询和连接,然后用户通过PC下达测量命令,PC接到命令后,把数据打包,通过蓝牙模块的发射天线传播出去。远地的微控制器通过自己和蓝牙模块接收天线接收到数据后,按照预先设定好的协议对数据进行解码,转换成仪器的程控命令,从而实现用户遥控远端仪器的目的。也即实现了测量仪器的无线网络接口。

  3结束语研究了测量仪器的无线接口,并实现了测量仪器与PC机之间的无线通信,今后将进一步解决点到多点的通信!

脚注信息
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