專利名稱：現(xiàn)場級藍牙通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及藍牙無線通信技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)通信術(shù)以及工業(yè)現(xiàn)場適應(yīng)性技術(shù)，具體是一種應(yīng)用于自動化過程控制的現(xiàn)場級藍牙通信模塊與藍牙通信接入裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，雖然以太網(wǎng)具有高帶寬、低成本、技術(shù)成熟便于維護等優(yōu)點，但需要布線組網(wǎng)。而在工業(yè)控制應(yīng)用中，有時布線的成本會大大超過其他控制設(shè)備的成本，而且電纜的連接限制了現(xiàn)場設(shè)備的移動和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靈活變化。在一些不可預(yù)知的環(huán)境，尤其是不適于布線的特殊環(huán)境，就不宜只采用以太網(wǎng)技術(shù)進行控制。
若將藍牙無線通信技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)通信術(shù)、工業(yè)現(xiàn)場適應(yīng)性技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等相結(jié)合可有效地解決上述問題。
發(fā)明的內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種現(xiàn)場級藍牙通信裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備之間、各種設(shè)備與和網(wǎng)絡(luò)之間的無線數(shù)據(jù)通信，以及這些設(shè)備與現(xiàn)場有線控制網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。使得現(xiàn)場設(shè)備無需電纜連接即可與其它網(wǎng)絡(luò)連接，組網(wǎng)靈活、方便的同時，又增加了現(xiàn)場設(shè)備的靈活性和可移動性；對于在一些不可預(yù)知的環(huán)境，尤其是不適于布線的特殊環(huán)境，完成對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控。
本實用新型提供一種現(xiàn)場級藍牙通信裝置。綜合運用藍牙無線通信技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)通信技術(shù)、抗干擾技術(shù)、微處理器技術(shù)、閃速(Flash)存儲器技術(shù)、液晶顯示技術(shù)、以太網(wǎng)接口技術(shù)、RS232接口技術(shù)、RS485接口技術(shù)和USB接口技術(shù)，所述裝置充分利用了藍牙技術(shù)使用方便、兼容性好、系統(tǒng)穩(wěn)定、抗干擾能力強、功耗低、輻射小等獨特性能，成功地實現(xiàn)了各種現(xiàn)場設(shè)備之間、各種現(xiàn)場設(shè)備與控制網(wǎng)絡(luò)之間的無線數(shù)據(jù)通信，以及這些設(shè)備與現(xiàn)場有線控制網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。使得各種現(xiàn)場設(shè)備無需電纜即可實現(xiàn)互聯(lián)或與控制網(wǎng)絡(luò)連接，在組網(wǎng)靈活、方便的同時，又增加了現(xiàn)場設(shè)備的靈活性和可移動性。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的即一種現(xiàn)場級藍牙通信裝置，由現(xiàn)場級藍牙通信模塊或/和現(xiàn)場級藍牙接入裝置構(gòu)成，其中現(xiàn)場級藍牙通信模塊包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、射頻天線、電源模塊和提供RS232、RS485、USB三種接口模塊供選擇的接口模塊；藍牙模塊和接口模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接；現(xiàn)場級藍牙接入裝置包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、以太網(wǎng)控制器模塊、液晶顯示模塊、射頻天線和電源模塊；其中藍牙模塊、Flash存儲器、液晶顯示模塊和以太網(wǎng)控制器模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接；現(xiàn)場級藍牙通信模塊和現(xiàn)場級藍牙接入裝置之間通過藍牙實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信模塊提供嵌入式和外掛式兩種連接模式，其工作原理是根據(jù)自動化過程中現(xiàn)場設(shè)備的通信接口情況選擇嵌入或外掛模式，將現(xiàn)場級藍牙通信模塊與現(xiàn)場設(shè)備通過相匹配的接口進行連接，連接好后打開現(xiàn)場級藍牙通信模塊的電源開關(guān)，通信模塊的微處理器就自動對藍牙進行初始化，并在其覆蓋范圍內(nèi)自動搜尋另一帶有藍牙芯片的現(xiàn)場設(shè)備；若有，則各自的鏈路管理器就會發(fā)現(xiàn)對方，當雙方通過了鑒權(quán)和認證后，則自動建立通信關(guān)系。同時，若覆蓋范圍內(nèi)有多個帶有藍牙芯片的現(xiàn)場設(shè)備，則這些設(shè)備自動組成藍牙控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)藍牙現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信。
本實用新型中現(xiàn)場級藍牙接入裝置的工作原理是用以太網(wǎng)線(也可選用RS232或RS485或USB進行連接)將現(xiàn)場級藍牙接入裝置與有線控制網(wǎng)絡(luò)進行連接，連接好后打開現(xiàn)場級藍牙接入裝置塊的電源開關(guān)，一方面接入裝置的微處理器自動對藍牙進行初始化，并在其覆蓋范圍內(nèi)自動搜尋另一帶有藍牙芯片的現(xiàn)場設(shè)備；若有，則各自的鏈路管理器就會發(fā)現(xiàn)對方，當雙方通過了鑒權(quán)和認證后，則自動建立通信關(guān)系。同時，若覆蓋范圍內(nèi)有多個帶有藍牙芯片的現(xiàn)場設(shè)備，則這些設(shè)備自動組成藍牙控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)藍牙現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信。另一方面，接入裝置的微處理器自動對以太網(wǎng)接口(或RS232接口或RS485接口或USB接口)進行初始化，與有線控制網(wǎng)絡(luò)建立連接，并實現(xiàn)藍牙控制網(wǎng)絡(luò)或藍牙現(xiàn)場設(shè)備與有線控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信。


本實用新型有如下附圖附圖1為本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖；附圖2為本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信模塊實施例的電路圖；附圖2中U1是微型控制器；U2是地址鎖存器；U3是靜態(tài)讀寫存儲器；U4是四總線緩沖器；U5是藍牙芯片；U6是3.3V電源轉(zhuǎn)換芯片；U7是5V電源轉(zhuǎn)換芯片；U8是串口轉(zhuǎn)換芯片。
附圖3為本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的原理結(jié)構(gòu)框圖；附圖4為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的原理結(jié)構(gòu)框圖；附圖5為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的電路總圖；附圖6為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置微處理器的接口圖；附圖7為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的藍牙通信接口電路圖；附圖8為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的液晶顯示接口電路圖；附圖9為實施例中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的電源轉(zhuǎn)換電路圖；附圖4-9中U19是+3.3V電源生成芯片；U20是5V電源生成芯片；U21是+3.3V和5V電源監(jiān)控芯片；U22是藍牙模塊；JP1是液晶顯示接口；J1、J2是Rabbit2200核心模塊引出線接口；U18A是/RD或/WR選擇方式。
現(xiàn)場級藍牙通信模塊實施例中所述芯片采用的型號微型控制器為W78LE58；地址鎖存器為74LS373；靜態(tài)讀寫存儲器為62256；四總線緩沖器為CT74LS126；藍牙芯片為ROK 101 008；3.3V電源轉(zhuǎn)換芯片為MAX640；5V電源轉(zhuǎn)換芯片LM7805CK；串口轉(zhuǎn)換芯片MAX232；JP1是PLUG電源接口；J1是DB9串口(RS232接口)。
現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置實施例中所述芯片采用的型號微處理器為Rabbit2200核心模塊，該模塊集成了Flash存儲器和以太網(wǎng)控制器；藍牙模塊為ROK 101 007或ROK 101 008；液晶顯示模塊為VPG12864；數(shù)據(jù)鎖存器為74F245；+3.3V和5V電源監(jiān)控芯片為TPS3307；+3.3V電源生成芯片為TPS7150；5V電源生成芯片為TPS7150；/RD或/WR方式選擇為74F00。
具體實施方式
本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信模塊的實施例如圖1、2所示，主要組成部分包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、射頻天線、RS232接口模塊和電源模塊。
在本現(xiàn)場級藍牙通信模塊實施例中藍牙模塊采用的串口波特率是57600bps；微處理器的工作頻率是22.1184MHz；藍牙模塊的工作電壓是3.3V，這需要一個5V到3.3V的電壓轉(zhuǎn)換電路；圖中芯片沒有標明電源引線的都是提供5V電壓。
本實用新型中現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置的實施例如圖3-8所示，主要組成部分包括Rabbit2200核心模塊(帶Flash存儲器和以太網(wǎng)控制器模塊)、藍牙模塊、液晶顯示模塊、電源監(jiān)控芯片和電源生成芯片。
在本現(xiàn)場級藍牙通信接入裝置實施例中藍牙模塊采用的串口波特率是57600bps；微處理器的工作主頻率是11.0592MHz、從頻率是32.768KMHz；藍牙模塊的工作電壓是3.3V，這需要一個5V到3.3V的電壓轉(zhuǎn)換電路；圖中芯片沒有標明電源引線的都是提供5V電壓。
本實用新型具有的以下特點自動化過程的環(huán)境適應(yīng)性好；數(shù)據(jù)傳輸可靠性高；兼容性好，使用方便；系統(tǒng)穩(wěn)定，抗干擾能力強；功耗低，輻射??；通信模塊有嵌入式和外掛式兩種連接模式可供選擇；小巧，輕便，機械特性較高等優(yōu)點；特別適合于不可預(yù)知的環(huán)境或不適于布線的特殊環(huán)境下現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。
權(quán)利要求1.一種現(xiàn)場級藍牙通信裝置，由現(xiàn)場級藍牙通信模塊或/和現(xiàn)場級藍牙接入裝置構(gòu)成，其中現(xiàn)場級藍牙通信模塊包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、射頻天線、電源模塊和提供RS232、RS485、USB三種接口模塊供選擇的接口模塊；藍牙模塊和接口模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接；現(xiàn)場級藍牙接入裝置包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、以太網(wǎng)控制器模塊、液晶顯示模塊、射頻天線和電源模塊；其中藍牙模塊、Flash存儲器、液晶顯示模塊和以太網(wǎng)控制器模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接；現(xiàn)場級藍牙通信模塊和現(xiàn)場級藍牙接入裝置之間通過藍牙實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；現(xiàn)場級藍牙通信模塊通過現(xiàn)場級藍牙接入裝置接入現(xiàn)場的有線控制網(wǎng)絡(luò)。
專利摘要本實用新型涉及的是一種現(xiàn)場級藍牙通信裝置，由現(xiàn)場級藍牙通信模塊或/和現(xiàn)場級藍牙接入裝置構(gòu)成，其中現(xiàn)場級藍牙通信模塊包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、射頻天線、電源模塊和提供三種接口模塊供選擇的接口模塊；藍牙模塊和接口模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接；現(xiàn)場級藍牙接入裝置包括微處理器、Flash存儲器、藍牙模塊、以太網(wǎng)控制器模塊、液晶顯示模塊、射頻天線和電源模塊；其中藍牙模塊、Flash存儲器、液晶顯示模塊和以太網(wǎng)控制器模塊分別通過其接口電路與微處理器的串行通信接口連接。裝置具有環(huán)境適應(yīng)性好；組網(wǎng)靈活，系統(tǒng)抗干擾能力強；適合于不適于布線的環(huán)境下現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。
文檔編號H04B5/02GK2626139SQ0323466
公開日2004年7月14日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者王平 申請人:王平