小編最早接觸藍牙技術的就是使用手機的時候，通過短距離進行匹配傳輸文件。後來無線耳機
、筆bi記ji本ben電dian腦nao等deng眾zhong多duo設she備bei頻pin出chu，都dou可ke以yi進jin行xing無wu線xian信xin息xi交jiao換huan。當dang然ran這zhe一yi技ji術shu與yu傳chuan感gan器qi也ye有you一yi定ding的de關guan係xi，本ben文wen詳xiang細xi分fen析xi基ji於yu藍lan牙ya技ji術shu的de無wu線xian溫wen度du傳chuan感gan器qi應ying用yong
，供gong大da家jia學xue習xi。轉zhuan自zi中zhong國guo傳chuan感gan器qi交jiao易yi網wang

在zai各ge種zhong生sheng產chan現xian場chang都dou需xu要yao溫wen度du傳chuan感gan器qi實shi現xian溫wen度du的de檢jian測ce中zhong，溫wen度du是shi一yi種zhong最zui常chang用yong的de控kong製zhi參can數shu。但dan在zai一yi些xie危wei險xian的de場chang合he或huo物wu體ti移yi動dong的de情qing況kuang下xia
，有you線xian的de溫wen度du傳chuan感gan器qi不bu僅jin布bu線xian複fu雜za而er且qie容rong易yi造zao成cheng線xian纜lan脫tuo落luo影ying響xiang數shu據ju的de可ke靠kao性xing。近jin年nian來lai，藍lan牙ya技ji術shu作zuo為wei一yi種zhong較jiao成cheng熟shu的de短duan距ju離li無wu線xian通tong信xin技ji術shu
，將jiang它ta和he單dan片pian機ji技ji術shu相xiang融rong合he設she計ji無wu線xian溫wen度du傳chuan感gan器qi
，可ke以yi方fang便bian


、實時、可靠地將采集到的溫度數據傳輸給控製終端
，保證了生產的順利進行。

而且，經過功能擴展建立的無線傳感器網絡，能夠適應更加複雜的測量現場。

1 藍牙技術簡介

藍牙技術是一種無線的數據與語音通信的開放性標準，工作在2.4GHz的ISM頻段上
，采用跳頻擴譜技術。藍牙設備的最大發射功率可分為3級：

100mw(20dB/m)、2.smw(4dB/m)
、lmw(0dB/m)。當藍牙設備功率為lmw時，其傳輸距離一般為0.1~10m。當發射源接近或是遠離而使藍牙設備接收到的電波強度改變時，藍牙設備會自動地調整發射功率。當發射功率提高到10mw時
，其傳輸距離可以擴大到10om。藍牙支持點對點和點對多點的通信方式，在非對稱連接時
，主設備到從設備的傳輸速率為721kbps，從設備到主設備的傳輸速率為57.6kbPs；對稱連接時
，主從設備之間的傳輸速率各為432.6kbps。藍牙標準中規定了在連接狀態下有保持模式(HoldM0de)、呼吸模式(SniffMode)和休眠模式(ParkMode)3種電源節能模式，再加上正常的活動模式(ActiveMode)，一個使用電源管理的藍牙設備可以處於這4種狀態並進行切換，按照電能損耗由高到低的排列順序為：

活動模式、呼吸模式、保持模式
、休眠模式，其中，休眠模式節能效率最高。藍牙技術的出現，為各種移動設備和外圍設備之間的低功耗、低成本、短距離的無線連接提供了有效途徑。

2 係統硬件結構

無線溫度傳感器主要由單片機控製單元
、藍牙模塊
、溫度檢測單元、接口電路及其它輔助電路組成，係統結構如圖1所示。控製單元淩陽單片機為整個係統的核心
，對檢測到的溫度數據進行轉換、顯示、傳輸，外擴4MBFLAsH用於存儲程序和溫度數據。藍牙模塊包括藍牙芯片、放大器、非平衡變壓器(Balun)等，負責與藍牙控製終端進行無線連接和數據傳輸，按鍵完成係統設置、複位等信息輸人
，測量的溫度數據在傳輸到控製終端的同時在LED上顯示，並通過揚聲器定時語音播報當前溫度數據和超限報警。

2.1 單片機控製單元

控製單元采用SPCE061A單片機
，工作電壓為2.6~3.6V，工作頻率為0.32一49.152MHz

，較高的處理速度使其能夠非常容易、快速地處理複雜的數字信號。該芯片內包括ADC、DAC、定時器/計數器、RAM
、FLASH、ROM等器件
，具有一套高效率的指令係統和集成開發環境
，並且支持標準C語言，可以實現C語言與淩陽彙編語言的相互調用，為硬件設計和軟件開發提供了便利條件。另外，芯片內置的2路10位精度的DAC
，再配合豐富的語音函數庫，可方便地完成語音的播放，非常適合於語音應用的開發。

2.2 溫度檢瀏單元

溫度檢測單元采用D1S8B02型傳感器，是美國DALLASgongsituichudeyizhonggaijinxingzhinengwenduchuanganqi，yuchuantongderemindianzudengcewenyuanjianxiangbi，tanengzhijieduchubeicewendu
，bingqiekegenjushijiyaoqiutongguobianchengshixian9~12位的數字值讀數方式。DS18BZo與SPCEo61A單片機的接口電路如圖2所示，由於DS18B20傳感器支持“一線總線”接口，因此隻需將DS18B20信號線接到單片機的1位1/0線上即可，而且在1根1/0線上可以掛接多個傳感器實現多點溫度測量。

為了提高抗幹擾性能
，采用外加電源方式對傳感器供電。

2.3 無線傳愉控製單元

隨著藍牙芯片單芯片的集成度越來越高和集成了芯片
、Balun
、晶振等各種藍牙模塊的麵世

，將藍牙嵌人到其它數字化設備中也越來越容易實現。本係統無線傳輸由藍牙模塊BCM02實現
，BCM02核心采用CSR(CambridgesiliconRadio)公司的BlueCoreZ一External藍牙芯片
，外圍擴展T晶振、FLASH、Balun
、帶通濾波器(BPF)、1.SV穩壓電路，可以根據不同的應用場合快速開發，模塊符合藍牙Vl.1標準
，最大發射功率設計為2.smw(4dB/m)，是一個二級藍牙芯片，工作電壓為3士0.3V。BCMoZ通過UARTkouyudanpianjixianglian

，weijianhuasheji，jiangsuoxudelanyaxieyizhanhewuxianchuanshuyingyongchengxuzhijieguhuazailanyamokuaizhong
，liyonglanyatigongyigetoumingdewuxianshujuchuanshu，erdanpianjizhiyaoshezhihaobotelvdengcanshujikejinxingtongxin，chuanshukongzhiyoudanpianjiwancheng。

3 軟件設計及流程

3.1 單片機軟件設計

單片機軟件部分主要包括主程序、中斷子程序、測溫子程序、轉換顯示及存儲子程序、UART通信子程序、語yu音yin播bo放fang子zi程cheng序xu等deng
，為wei了le降jiang低di功gong耗hao，使shi用yong中zhong斷duan來lai喚huan醒xing單dan片pian機ji進jin行xing測ce溫wen等deng工gong作zuo，因yin此ci主zhu程cheng序xu部bu分fen比bi較jiao簡jian單dan，主zhu要yao負fu責ze係xi統tong各ge部bu分fen初chu始shi化hua和he中zhong斷duan的de調tiao用yong，在zai係xi統tong初chu始shi化hua完wan成cheng後hou就jiu直zhi接jie進jin人ren睡shui眠mian模mo式shi
，當dang中zhong斷duan到dao來lai時shi單dan片pian機ji退tui出chu睡shui眠mian模mo式shi，調tiao用yong中zhong斷duan子zi程cheng序xu實shi現xian測ce溫wen
、轉換顯示、溫度數據的傳輸以及語音的播報和報警等功能。

3.2 藍牙應用程序設計

本係統是基於藍牙的串口應用模型SPP(SerialPortProfile)實現無線數據的透明傳輸，在核心協議棧之上編寫自己的上層應用程序。CSR的藍牙核心協議棧包括HCI、LZCAP
、SDP、RFCOMM等，以固件的形式提供給開發人員，用戶編寫的應用程序和協議棧一起運行在CSR嵌人式環境中。在CSR程cheng序xu中zhong
，不bu同tong任ren務wu之zhi間jian可ke以yi異yi步bu地di發fa送song消xiao息xi，每mei一yi個ge任ren務wu在zai創chuang建jian的de時shi候hou可ke以yi讓rang其qi中zhong一yi個ge擁yong有you消xiao息xi隊dui列lie
，其qi它ta的de就jiu把ba發fa給gei任ren務wu的de消xiao息xi提ti交jiao給gei該gai消xiao息xi隊dui列lie，由you任ren務wu調tiao度du程cheng序xu自zi動dong運yun行xing獲huo得de任ren務wu的de消xiao息xi。藍lan牙ya模mo塊kuai上shang層ceng應ying用yong程cheng序xu流liu程cheng如ru圖tu3所示。

4 低功耗設計

作(zuo)為(wei)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)，低(di)功(gong)耗(hao)運(yun)行(xing)可(ke)以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)延(yan)長(chang)設(she)備(bei)的(de)有(you)效(xiao)使(shi)用(yong)時(shi)間(jian)，為(wei)了(le)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)性(xing)能(neng)
，設(she)計(ji)時(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)損(sun)耗(hao)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)方(fang)麵(mian)必(bi)須(xu)根(gen)據(ju)情(qing)況(kuang)權(quan)衡(heng)使(shi)用(yong)，除(chu)了(le)選(xuan)用(yong)低(di)功(gong)耗(hao)器(qi)件(jian)外(wai)
，筆(bi)者(zhe)從(cong)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian)設(she)計(ji)了(le)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)程(cheng)序(xu)以(yi)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)無(wu)線(xian)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)功(gong)耗(hao)。

(1)由於無線溫度傳感器負責向控製終端傳輸數據，因此何時進行數據采集、何he時shi進jin行xing數shu據ju傳chuan輸shu可ke以yi由you控kong製zhi終zhong端duan決jue定ding
，非fei常chang適shi合he使shi用yong休xiu眠mian模mo式shi和he呼hu吸xi模mo式shi，通tong過guo減jian少shao藍lan牙ya設she備bei在zai微wei微wei網wang中zhong的de活huo動dong達da到dao節jie電dian的de目mu的de，並bing且qie控kong製zhi終zhong端duan一yi般ban接jie有you持chi久jiu的de電dian源yuan
，所suo以yi電dian源yuan管guan理li的de開kai銷xiao由you終zhong端duan來lai負fu責ze比bi較jiao合he適shi。把ba控kong製zhi終zhong端duan作zuo為wei主zhu設she備bei，將jiang電dian源yuan管guan理li程cheng序xu設she計ji在zai終zhong端duan的de應ying用yong控kong製zhi層ceng中zhong，並bing由you控kong製zhi終zhong端duan完wan成cheng設she備bei的de查zha詢xun

、配對
、建鏈等工作，當無線傳感器與控製終端配對成功並建立RFCOMM連接後進人休眠模式，此時主從設備仍然保持著RFCOMM信道
，隻是不能發送和接收數據
，休眠模式下信標間隔可設為15，電流大概在lmA左右。當需要進行數據傳輸時，退出休眠模式進人呼吸模式，通過呼吸時隙發送數據，呼吸間隔可設為20~40ms，間隔過大會帶來明顯延遲，當數據傳輸結束後再次進人休眠模式，從而盡可能地降低能耗。

(2)CSR的BlueCore芯片提供T獨特的硬件節能方法—深度睡眠(Depslep)模式
，進人和退出深度睡眠模式至少需要10ms，tongguoanniuhuoshijianjinrenshendushuimianmoshihendachengdushangjiangdilesunhao。dangyonghuquedingjiangyoujiaochangshijianbushiyongwuxianwenduchuanganqishi
，ketongguokongzhizhongduanfasongshijianxiaoxijinrenshendushuimianmoshi，xuyaoshiyongshizaitongguoxiaoxikuaisutuichu。zaishendushuimianmoshixiadianliuyibankekongzhizai50拚A左右。

(3)淩陽單片機SPCE06lA也可以應用CPU的睡眠模式，且A口具有鍵喚醒功能
，將BCM02的PIOS與單片機的IOA7相連接
，當藍牙模塊退出休眠模式
，發送指令進行數據采集時，PIOS輸出高電平
，通過IOA7電平的變化產生中斷來喚醒CPU進人工作狀態。