单片机和蓝牙模块无线传输的信号采集系统
开题报告：基于蓝牙的无线温度采集系统设计
开题报告：基于蓝牙的无线温度采集系统设计毕业设计（论文）开题报告自动化基于蓝牙的无线温度采集系统设计一、选题的依据及意义：在工农业生产中，对于采集数据的传输大多采用有线方式，因为有线方式的传输距离、数据传输速率以及抗干扰能力都要优于无线方式；然而对于在野外或者不便于铺设线缆的地区进行数据采集传输时，采用有线方式就受到了限制。
针对这一特点，设计了采用无线传输方式的无线数据采集监测系统。
该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。
AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。
无线收发一体数传蓝牙模块DHT11芯片性能优异，在业界居领先水平，它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
在本文中，主要说明单片机和无线数据收发蓝牙模块的组合，形成单片机的无线数据传输系统，与微机进行无线数据传输。
包括：如何针对系统的需求选择合适的无线数据传输模块器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制无线数据传输器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器的应用。
二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：国内外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。
目前社会上温度控制大多采用智能调节器，国产调节器分辨率和精度较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜，国外调节器分辨率和精度较高，价格较贵。
日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表．并在各行业广泛应用。
它们主要具有如下的特点：一是适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；--是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温控器普遍具有参数自整定功能。
基于蓝牙传输的信号采集与分析系统设计
兰州理工大学毕业设计说明书基于蓝牙传输的信号检测与分析系统摘要数字信号处理技术广泛应用于现代社会各个领域，也是国内外众多高校电子信息、通信技术等相关专业学生的必修课程。
由于“数字信号处理”概念抽象、理论繁多、与工程实际联系非常紧密，学生在学习该门课程时，其中的分析方法与基本理论不能很好地掌握和理解，常常感到枯燥乏味。
本系统选用高性能51内核单片机作为信号采集终端的核心控制器，应用蓝牙无线通信技术实现信号的无线传输，利用LabVIEW 2010图形化编程集成开发环境开发上位机程序，设计出一个用于“数字信号处理课程”的课堂教学演示系统。
通过系统对环境温度、湿度、光照强度和人体脉搏信号进行实时采集，对采集到的脉搏信号进行现场处理、分析和疲劳程度评估，将一个具体的数字信号检测与分析系统完整、清晰、直观、生动的展示出来，从而帮助学生形象、直观、深入的理解课堂内容，掌握数字信号处理的相关概念、理论和方法，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。
关键词：数字信号处理；单片机；蓝牙技术；虚拟仪器Bluetooth-based signal detection and analysis systemAbstractDigital signal processing technology is widely used in various fields of modern society; it is the required courses of many colleges and universities students whose major is electronic information, communication technology and other related majors whether he study at home or abroad. As the “digital signal processing” has a lot of concept of abstract, range of theoretical and very close contact with the engineering, some of the methods of analysis and basic theory cannot been grasped and understood profitably for the students in this field, they even feel it is boring. We have selected high-performance 51-SCM as the core controller, applied Bluetooth wireless communication technology for wireless transmission of signals, use the LabVIEW 2010 integrated development environment to develop the host computer program, designed a demonstration system for the “Digital Signal treatment course “teaching.Collected environmental temperature, humidity, light intensity and human pulse signals in real-time by this system, through processing, analyzing, fatigue assessment of the collected signal on-site, a concrete digital signal examination and analysis system complete, clear, direct-viewing, vivid demonstration, thus helps the student image, intuitively, the thorough understanding classroom content, mastering digital signal processing related concepts, theories and methods to improve the ability of use related knowledge to solve practical problems.Key words：Digital signal processing; SCM; Bluetooth technology; virtual instrument目录摘要............................................................. - 1 -Abstract............................................................. - 2 -第一章绪论........................................................ - 3 -1.1引言....................................................... - 3 -1.1.1课题设计背景和意义........................................ - 3 -1.1.2国内外研究现状............................................ - 3 -1.1.3设计任务及目标............................................ - 4 -1.2单片机技术简介............................................. - 4 -1.2.151内核单片机的发展及应用 .................................. - 4 -1.2.2STC12C5410AD单片机的功能特点............................... - 5 -1.3LabVIEW 2010开发环境简介 .................................... - 5 -1.3.1虚拟仪器技术 ............................................. - 5 -1.3.2LabVIEW 2010开发环境的特点................................. - 6 -1.4本章小结................................................... - 6 -第二章系统结构及工作原理.......................................... - 7 -2.1系统总体方案设计........................................... - 7 -2.2下位机硬件设计............................................. - 8 -2.2.1电源模块................................................. - 8 -2.2.2单片机工作电路............................................ - 9 -2.2.3光电脉搏传感器........................................... - 10 -2.2.4DS18B20数字温度传感器.................................... - 11 -2.2.5AM1001湿度传感器 ........................................ - 14 -2.2.6光照强度采集电路......................................... - 15 -2.2.7独立按键................................................ - 15 -2.2.8LED状态指示灯........................................... - 16 -2.2.9蓝牙传输模块 ............................................ - 17 -2.2.10上位机硬件设计.......................................... - 18 -2.3系统软件设计.............................................. - 18 -2.3.1下位机程序设计........................................... - 18 -2.3.2上位机程序设计........................................... - 19 -2.4系统测试.................................................. - 19 -2.4.1系统功能测试 ............................................ - 19 -2.4.2信号采样频率测定......................................... - 20 -2.5本章小结.................................................. - 20 -第三章脉搏信号采集............................................... - 21 -3.1系统硬件连接及驱动程序安装................................ - 21 -3.1.1硬件电路连接 ............................................ - 21 -3.1.2USB转串口驱动安装........................................ - 22 -3.2信号采集操作流程.......................................... - 23 -3.2.1信号采集................................................ - 23 -3.2.2信号回放................................................ - 27 -3.3本章小结.................................................. - 27 -第四章脉搏信号处理与分析......................................... - 28 -4.1脉搏信号预处理............................................ - 28 -4.1.1数据导入................................................ - 28 -4.1.2平滑滤波................................................ - 30 -4.1.3工频去除................................................ - 30 -4.1.4数字滤波................................................ - 31 -4.2脉搏信号特征提取.......................................... - 33 -4.2.1峰值检测................................................ - 33 -4.2.2周期检测................................................ - 33 -4.2.3频域分析................................................ - 34 -4.2.4功率谱分析.............................................. - 35 -4.3脉搏信号分析结果输出...................................... - 36 -4.3.1基本信息................................................ - 37 -4.3.2特征参数................................................ - 37 -4.3.3疲劳度估计.............................................. - 38 -4.4系统帮助.................................................. - 38 -4.5本章小结.................................................. - 39 -第五章总结和讨论................................................. - 40 -参考文献........................................................... - 41 -专业文献阅读......................................................... - 42 -致谢............................................................ - 51 -附录一(系统下位机源程序) ............................................. - 52 -第一章绪论1.1引言1.1.1课题设计背景和意义数字信号处理(Digital Signal Processing)是利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等，将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。
基于单片机控制的蓝牙数据传输系统的设计
大学生研究训练计划项目（SRITP ）立项申报书项目名称：基于单片机控制的蓝牙数据传输系统的设计项目负责人：________________________________所在系、年级：_________________________填表时间：________________________学科类别：□文科匸理工科项目类别：□社科类社会调查报告及学术论文□自然科学类学术论文辽发明制作类作品教务处制参考文参考文献《单片机电路设计》 《单片机实验与实践》研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题通过对蓝牙协议的研究，采用蓝牙模块与主控制器（单片机）相连 接的模式，向单片机写入AT 指令，通过UART 传输层控制蓝牙模块，该 方案主要完成以下几个指标：（1） 自动完成处在蓝牙网络中的蓝牙设备的连接。
该模式针对事先 配对好的两个不同地址，但硬件完全相同的蓝牙 -单片机设备。
一旦该 配对设备进入到可通信距离，可通过事先写进单片机的程序，由单片机 控制蓝牙模块，完成配对设备的自动连接。
（2） 在单片机上加载外挂FLASH 可将欲传文件或者数据通过单片 机下载存储在FLASH 当中，当蓝牙设备连接后进行自动传输，不重复发 送。
（3） 可搜索在可通信范围内所有同型设备或者其他具备蓝牙功能的 通信设备。
搜索模式可分为自动搜索和手动搜索。
搜索结果以“设备地 址+设备类型+信号强度”方式显示，搜索后，可选择具体设备进行连接、 通信。
（4）可实现两种接收方式：一种是蓝牙设备与PC 机等智能终端相连， 由智能终端完成接收数据的工作；另一种模式是蓝牙设备无需连接任何 终端或接收机，直接将接收到的数据保存在外设 FLASHY 中，这种模式 省去了接收终端部分，使设备简洁，便携，可在任意时刻无需通知和触 发任何按键，完成自动接收。
系统由两部分构成：一部分是嵌入了蓝牙HCI 协议的蓝牙模块，另一部分是由单片机加载 FLASH S 片的控制/存储模块。
单片机和蓝牙模块无线传输地大数据的采集系统
1．引言蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。
利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]：1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。
2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。
3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。
2．系统结构原理本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。
前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、A/D 转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。
整个系统结构框架图如图1所示。
AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。
下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义，通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。
图1. 基于蓝牙无线传输的数据采集系统结构框架图3．数据采集系统的下位机电路设计[4]信号放大电路主要采用高共模抑制比放大电路，它由三个集成运算放大器组成，本课题选用的集成运算放大器TL082具有高精度、低漂移的特性。
基于蓝牙的嵌入式无线数据采集系统的设计
使用得非常广泛。Ｔ ２ ４ 是 Ｔ 公司的 ｌ Ｉ ５３ Ｃ Ｉ ２位串 行模数转换器 ，使用电容开关逐次逼近技术完成 ＡＤ转换过程。由于是串行输入结构 ， ／ 能够节省单 片机 Ｉ ／ Ｏ资源 ， 价格 适 中 ， 辨率 较高 。 Ｌ ２ ４ 其 分 Ｔ Ｃ ５３ 具有 ４线 制 串行接 口 ， 别 为片 选端 （ ｓ ， 分 ｃ ）串行时 钟输 入 端 （Ｏ Ｃ Ｏ Ｋ）串 行 数 据 输 入 端 （ Ａ Ａ Ｉ ＬＣ ， ／ Ｄ Ｔ Ｉ 和 串行数 据 输 出端 （ Ａ Ａ Ｏ Ｔ 。 Ｎ） Ｄ Ｔ Ｕ ） （）传感器采集的数据经过 Ｔ ２ ４ ２ Ｉ ５ ３的 ＡＤ Ｃ ／
的设计Ｉ微 计算机信息，０ ９２ （－ ）１３ １５ Ｊ １ ２ ０ ，５８ ２ ：６ —６ ．
Ｉｌ 马忠梅 ， 英 惠－Ｒ 嵌入 式 处理 器结构 与应 用 ６ 徐 Ａ Ｍ
基 础 『 ． 京 ： 京航 空 航 天 大 学 出版 社 ，０ ２ Ｍ１ 北 北 ２０ ：
３ －６ ． ５ １ ５
１１ ７周春燕， 李彦． 于蓝牙的嵌入式数据采 集系统 基
的设 计［． 采与监 测 ，０ ８２ （＿ ）９ － ６ Ｊ数 １ ２ ０ ，４ ８ １：５９ ． 责任编 辑 ： 杨春 沂
一
２ 一 ３
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｄｓＢｌ ｅ ｏ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ； ｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ｄ ｔ ａ ｑｕ ｓｔ ｎ； ｒ ： ｕ ｔ ｏ ｈ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｓｅ ； ａ ａ ｃ ｉ ｉ ｏ ＡＲＭ ｉ
引言
转换传给 ＭＳ ４ ０ ４ ７ Ｐ ３ Ｆ ４ ；在 ＭＳ ４ ０ ４ ７的控制 Ｐ３Ｆ４
ｖ ｒｏ ｓ ａ ｉ ｕ ｍｏ ｕ ｅ ｗ ｒ ｅ ｃｉ ｅ ． ｉ ａ ｌ ｔ ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ — ｌｍｅ ｔ ｔｏ ｆ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ａ ｄ ｒ ｒ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｉ ｅ ａ ｌ ｄ ｌ ｓ ｅ ｅ ｄ ｓ ｒｂ ｄ Ｆ ｎ ｌｙ ｈ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｗｅ ｅ ｎ ｒｄ ｃ ｄ ｎ ｄ ｔ ｉ ．
基于51单片机蓝牙控制
基于51单片机蓝牙控制引言蓝牙技术在现代电子设备中得到广泛应用。
它提供了一个简单且低成本的无线通信解决方案，使得设备之间可以方便地进行数据传输和控制。
在嵌入式系统中，使用蓝牙技术可以实现对设备的远程控制，为用户带来更方便的体验。
本文将介绍基于51单片机的蓝牙控制方法及其实现。
一、51单片机简介51单片机是一种常见的基于Intel 8051架构的单片机。
它具有低功耗、高性能和可靠性等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
51单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力，非常适合用于蓝牙控制的应用。
二、蓝牙技术概述蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，采用2.4GHz频段进行通信。
它支持点对点和广播通信方式，并可以同时与多个设备建立连接。
蓝牙技术具有低功耗、简单连接和高速传输等优点，非常适合用于智能家居、智能穿戴设备等应用场景。
三、蓝牙模块选择选择合适的蓝牙模块对于基于51单片机的蓝牙控制至关重要。
目前市面上有很多种蓝牙模块可供选择，如HC-05、HC-06等。
在选择蓝牙模块时，需要考虑功耗、通信距离、接口类型等因素，并结合实际应用需求进行选择。
四、系统设计本系统设计基于51单片机和HC-05蓝牙模块实现蓝牙控制。
系统的主要硬件组成包括：51单片机、HC-05蓝牙模块、LED灯等。
软件方面，需要进行蓝牙通信协议的设计和单片机程序的编写。
4.1 硬件设计首先，将HC-05蓝牙模块与51单片机进行连接。
一般情况下，HC-05模块的VCC接口连接到单片机的正电源，GND接口连接到单片机的地线，TXD接口连接到单片机的RXD口，而RXD接口连接到单片机的TXD口。
接下来，将LED灯与单片机进行连接。
将LED的正极连接到单片机的I/O口，将LED的负极连接到地线。
这样，单片机控制LED的亮灭就可以通过改变相应的I/O口电平实现。
4.2 软件设计首先，在51单片机上编写蓝牙通信协议的实现代码。
蓝牙通信协议一般包括建立连接、数据传输和断开连接三个过程。
多级蓝牙无线数据采集传输系统
Ｐ ８１３ ０ ５３ ０Ｆ０ ， ；Ｃ
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图 ５ 数据装订模块电路 图
弹 丸初 速蓝 牙传输 测试 表 ：
表 ３ 二、 三级弹丸初 速蓝 牙数 据装 订测试 表
是 是 是 是 是
图 ２ 蓝牙模块组 网方式 ２
３３Ｖ， Ｓ３ ． Ｒ ２２通 过 串 口与 上 位 机 连 接 。二 、 三
醐
图 ３ 系 统 总 体 框 图
级蓝牙 分别 由弹 体 内部 接 口电路 供 电 （ ． ３３ Ｖ） Ｂ Ｍ ５４ １ Ｂ Ｍ００ Ｃ Ｐ模 块 通 过 扩 。 Ｔ ４ ０ Ｃ Ｈ、 Ｔ ６４ ２ 展Ｉ Ｏ口实现参数设置模式和数据通信模式 ， ２ ９ 脚 ＰＯ Ｉ６为 高 电平 时是参 数设 置模 式 ， 为低 电平 时是数据通信模式 。 Ｊ
另外 ， 块 外 部 连 接 ３个 指 示 灯 ， 别 为 模 分 ３ 连 接指 示 灯 ，４脚 电源 指 示 灯 ，Ｏ脚状 态 ５脚 ３ ３ 指示 灯 。连 接指示 灯 在主从 设备 未连 接 时呈 闪
烁 状 态 ， 立 连 接 之 后 为 低 电平 。状态 指 示 灯 建
牙为 １ ０ｍ蓝牙模块。上位机通过 串 口发送 编 写 好 的俯仰 角 、 偏航 角 、 滚转 角 等初 始参 数 给地
ｌ ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｌ
表 ２ 二、 三级初始参数蓝牙数据装订 测试 表
ｌ ｌ Ｉ Ｉ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
ｌ Ｉ
图７ 二、 三级蓝牙传送 的俯仰 角
是 是
是 是 是
毕业论文(设计)基于蓝牙的无线温度采集系统设计
基于蓝牙的无线温度采集系统设计摘要:本课题设计的是一套无线温度数据采集系统，主要用于对环境温度的采集与监控。
系统采用基于无线网络的设计思想和温度采集技术。
无线传输可让远程布线所带来的施工麻烦减少，成本大的劣势。
本设计用单片机AT89C51为主的硬件，设计了包括检测温度，温度显示，系统控制，串口通信等外围电路。
单片机AT89C51作为主单片机完成测量和控制以及与通信单片机的数据通信、无线收发控制等功能。
无线温度数据采集系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集，并将结果传输到上位机，以达到对温度的比较、控制。
关键词： AT89C51 温度采集蓝牙模块 DHT11温湿度传感器指导老师签名：Based on the bluetooth wireless temperature acquisition Student name: Cheng Ying Cai Class: 1082022Supervisor:Li JunhuaAbstract:This paper introduces a kind of wireless monitoring system which is used to control temperature condition. The system adopts wireless network and temperature collect technique. The wireless communication can avoid the shortcoming of remote wire transmission, such as large wastage, high cost etc. This design uses AT89C51，The monolithic integrated circuit is the main hardware，In order to realize design goal this design including temperature gathering，the temperature demonstrated that，the systems control，strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence.The main MCU (AT89C51) takes charge of measurement，control and communication with the communication MCU. The communication MCU (AT89C51) is used to control receiving and sending data in the wireless communication. The system wireless temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit，with real-time temperature gathering，transmits to on position machine，by achieves to the temperature comparison，the control.Keywords: AT89C51 Temperature gathering Bluetooth Module DHT11 Temperature Humidity SensorSignature of Supervisor：目录1 绪论2 方案论证2.1温度采集方案 (2)2.2无线数据传送方案 (2)2.3显示界面方案 (2)3 系统总体设计3.1系统总体分析 (4)3.2设计原理 (5)4、各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍 (7)4.2 DHT11温度传感器简介 (8)4.3 蓝牙模块介绍 (10)4.4蓝牙串口通信助手 (12)4.5 1602液晶显示屏介绍 (14)5、各部分电路设计5.1 电源电路 (15)5.2 复位电路 (15)5.3 串口电路 (16)5.4 显示电路 (17)5.5 系统整体电路图 (18)6程序分析与设计7、制作与调试7.1 硬件调试方法 (20)7.2 软件调试方法 (20)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录1：硬件总图 (25)附录2:温度采集部分编程 (26)1、绪论现代工业和农业的生产，对数据采集的传输大部分是有线的，因为有线传输的距离、速率和抗干扰能力都比无线好；但对那些很偏的或不方变搞线缆的地方进行温度检测时，采用无线就要优于有线了对于这个功能，设计无线数据采集与监控系统的无线传输。
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性和抗干扰能力。
2.
无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。
3.
可以从各个角度进行测控数据的传输，
可以实现多个测控仪器设备间的
连网，便于进行集中监测与控制。
2
．系统结构原理
本课题以单片机和蓝牙模块
ROK 101 008
为主，设计了基于蓝牙无线传
输的数据采集系统，
整个装置由前端数据采集、
．引言
蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字
设备间短距离的有线电缆连接。
利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，
与传
统的电线或红外方式传输测控数据相比，
在测控领域应用篮牙技术的优点主要有
[1][2][3]
：
1.
采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，
而蓝牙系统因采用了跳频扩频
技术，故可以有效地提高数据传输的
6
个步骤
:
蓝牙模块自身
初始化
Init Bluetooth( )
、
HCI
流量控制设置
Flow Set( )
、查询
Inquiry( )
、
建立连接
Great Connection( )
、进行数据通信
Data_ Transmit(Data Length,
HCI_ Number)
和断开连接
Disconnect() [5]
。
初始化程序主要是单片机对蓝牙发送一系列命令分组。单片机每向蓝牙
发送一个
HCI
命令分组就要接收蓝牙返回的事件分组，
判断命令执行的情况。
若
返回事件分组不正确就要重新初始化蓝牙，
直到完全正确。
蓝牙设备在初始化完
成之后，通过
Set_ Host_ Controller_ To_ Host_ Flow_ Control
ACL)
数据分组和同步面
向连接
(Synchronization
Connection
Oriented,
SCO)
数据分组两种。在本课题
中，仅涉及到数据通信，而没有涉及到语音通信，因此建立的是
ACL
链路。
单片机与蓝牙模块的软件接口，
就是指单片机如何通过软件实现向蓝牙
模块发送
HCI
指令，
蓝牙模块又如何通过软件向单片机返回
TL082
具有高精度、低漂移的特性。
AT89C51
与
A/D
转换器
AD574A
及外扩数据存储器
6264
的接口示意图如
图
2
所示。
AT89C51
通过地址译码器
74LS138
、地址锁存器
74LS373
，对
A/D
转
换器、数据存储器进行地址选择。
2.AT89C51
与
AD574
及外扩数据存储器
6264
的接口示意图
指令打开主
机控制器到主机的流量控制，并通过
Host Buffer Size
指令来对流量控制进行
配置，包括数据分组的长度等。此后，主设备查询周围的蓝牙设备，找到之后即
可向其发出建立连接指令，
建立
ACL
连接。
成功建立连接之后就可以进行数据通
信。通信完成后，主设备和从设备都可以发出断开连接的命令
Disconnect
蓝牙模块与
AT89C51
串口之间采用蓝牙模块提供的
RS232
传输层接口实
现通信，需要外接电路实现电平转换，由于蓝牙模块需
3.3V
供电，因此这里选
用
MAX3232
芯片作电平转换芯片。另外，为了将
5V
输入电压转换为
3.3V
电压，
选用电源稳压芯片
7301
为蓝牙模块供电。
AT89C51
通过
MAX3232
与蓝牙模块的
。在
上述过程中，
查询过程不一定存在，
所以这只是一般的流程模型。
如果在任何一
条指令分组发出后，返回错误的事件分组，则指令需重发直到正确为止
[5]
。本
课题中，下、上位机的蓝牙模块间进行数据传输的程序流程图分别如图
4
、
5
所
示。
、事件分组
(Event
Packet)
和数据分组
(Data
Packet)
。
主机与蓝牙模块用指令
--
应答方式进行通信，
主机向主机控制器发送指
令分组；
主机控制器执行某一指令后，
大多数情况下会返回给主机一个指令完成
事件分组
(Command Complete Event Packet)
，该分组携带有指令完成的信息。
有些分组不会返回指令完成事件，而返回指令状态事件分组
(Command Status
Event Packet)
用以说明主机发出的指令己经被主机控制器接收并开始处理。如
果指令分组的参数有误，
返回的指令状态事件分组就会给出相应的错误代码；
数
据分组分为异步无连接
(Asynchronous
Connectionless,
HCI
事件以及两者之
间如何实现数据传输。
单片机和蓝牙模块间通信的过程是通过键入
HCI
指令，
观
察收到的
HCI
事件。当两个蓝牙模块建立链路成功后，
就可以按照蓝牙规范规定的
HCI
数据包格式收发数据。
在通过蓝牙模块进行数据通信时，首先要进行蓝牙模块的初始化和
HCI
层流控设置。典型的蓝牙模块间的
ACL
数据通信流程有
传送部分以及末端的数据接受部
分组成（如
PC
机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放大电路、
A/D
转换器、
单片机、
存储
器、
串口通信等构成
,
传送部分主要利用自带微带天线
的蓝牙模块进行数据的无线传输；
末端通过蓝牙模块、
串口通信传输将数据送到
上位
PC
机进一步处理。整个系统结构框架图如图
1
所示。
AT89C51
接口示意图如图
3
所示。
图
3.AT89C51
通过
MAX3232
与蓝牙模块的接口示意图
4.
数据采集和蓝牙通信的软件实现
本课题的软件主要包括两部分：
数据采集和蓝牙通信，
采用汇编语言和
C51
混合编程。为了保证数据采集的实时性，数据采集部分采用汇编语言编程，
单片机采用定时采样，具体选择定时方式
2
，定时为
100
单片机作为下位机主机，
传感器获得的信号经过放大后送入
12
位
A/D
转换器
AD574A
进行
A/D
转换，
然后将转换后的数据
存储
到
RAM
芯片
6264
中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，
将
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中存储的数据按照
HCI-RS232
传输
协议
进行数据定义，蓝牙模块，
由篮牙模块将数据传送到空间，
同时上位机的蓝牙
模块对此数据进行接收
,
再通过
MAX3232
电平转换后传送至
PC
机，
从而完成蓝牙
无线数据的
交换
。
1.
基于蓝牙无线传输的数据采集系统结构框架图
3
．数据采集系统的下位机电路设计
[4]
信号放大电路主要采用高共模抑制比放大电路，它由三个集成运算放大
器组成，本课题选用的集成运算放大器
微秒，定时结束后，进
行
A/D
转换，单片机采用查询的方式读取
AD574A
的转换结果，然后将转换后的
数据存至外扩存储器
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中。另外，串行口工作在方式
1
，波特率为
9600bps
。
蓝牙通信部分采用
C51
编程，
主要实现利用主机控制器接口
HCI
层建立点对点的
蓝牙异步无链接数据传输通道，
当两个蓝牙模块链路建立成功后，
就可以按照蓝
牙规范规定的
HCI
数据分组格式收发数据。
两个蓝牙设备间进行数据通信是通过
HCI
分组实现的，
HCI
作为蓝牙软
件
协议
堆栈中软硬件之间的接口，为上层提供了访问和控制蓝牙硬件的统一接
口。
HCI
是通过分组
(Packet)
的方式来进行信息
交换
的。
HCI
分组有三种类型
:
指
令分组
(Command
Packet)