无线蓝牙农机监控系统的设计

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1、无线蓝牙农机监控系统的设计　　0引言　　传统的农机监控系统中，一般采用点对点线缆传输方式，难以避免接线复杂、布线困难等问题。由于农机作业环境恶劣、光照强等因素影响，都会导致线缆的腐蚀、老化，从而降低系统的可靠性和抗干扰性。监控系统中有大量分散的传感器设备，这些设备不仅要随着作物的改变而进行调整，同时错综复杂的线缆也需要重新安装[3],工作量较大，因此考虑应用蓝牙无线技术解决这些问题。本文目的是设计一个无线农机监控系统，探讨无线蓝牙通信技术在农机监控中的应用[4].　　1蓝牙技术　　蓝牙技术（Bluetooth）是一种短距离无线通信技术，

2、是于1998年中旬由东芝、英特尔诺基亚等公司共同宣布的无线通信技术[5].其建立了一种通用的无线传输空中接口，可使各个生产设备商的各种类型的产品能在近距离范围内进行无线通信和无线交互操作。蓝牙工作在2.4GHz的ISM（Industrial、Scientific、Medical,工业、科学、医学）频带，采用时分双工传输方案实现全双工传输。绝大多数国家的ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz,该频段全球通用，用户无需向所在国申请便可利用该频段。蓝牙通信距离一般为10m左右，配置功率放大器可以使通信距离进一步增加至100m,可以对数据

3、和语音信号实时传输，支持高达723.2kbit/s的数据传输速率，与此同时还可支持3个语音频道。蓝牙技术将设备分为主设备和从设备，支持点对点和一点对多点两种连接，具有微微X和散射X两种X络拓扑结构。　　1.1蓝牙的特点　　　　1）采用跳频技术可以很好地抵抗信号衰减。　　2）可同时支持数据、音频、视频信号；经常运用电路、分组交换技术，支持多种语音同时传输的信道；包括3路语音信道、异步数据信道、同步语音信道。　　3）功耗低、体积小，便于集成。如CRS公司的蓝牙芯片BlueCore4-ROM9架构，主频400MHz,内存64MB.农机的作业人

4、员通过驾驶室内的上位机就可以观察到农机的作业情况，帮助驾驶员及时地发现并排除故障。　　下位机中数据采集模块采用的是上海苏特电器有限公司生产的光电传感器和北京兆易科技发展有限公司生产的RISEN-RSE2AUT型超声波传感器，光电传感器主要进行农机播种、施肥作业数据采集，超声波传感器采集农机播种深度数据，微控制器模块选用的是STC公司生产的STC89C52微控制器。　　通讯传输模块选用的是北京水土行电子有限公司生产的BT578蓝牙适配器，CSR蓝牙2.0+EDR芯片，抗干扰强，误码率为零[7].内部Flash芯片嵌入了蓝牙SPP协议软件，

5、无需蓝牙驱动程序，可以连接在带有串口设备上使用，配对完成后即可通信。本系统的传输模块由一个蓝牙主机和一个蓝牙从机组成[8].　　2.1位机设计　　　　上位机采用WindoOS微控制器。它的特性是信息传输高速且抗干扰能力强，同时它可以在线用串口编程，只需要接三四根线就行，方便简单，不需要专门的编程器和仿真器下载调试。该芯片的选定是因为它的这些特性功能所决定的，主要完成终端监测传感信号的采集、系统的计算及信息的处理等功能。　　该监视系统下位机采用成本低廉的STC89C52单片机芯片，工作稳定电压要求为+5V.因此，需要一个+5V电源供电，在

6、农机作业过程中，采用作业车辆的电源为其供电是最理想的，需要将作业车辆12V的电压转换为该芯片的工作电压；但是作业车辆的电压是不稳定的，只能将作业车辆不稳定的+12V电源转换为STC89C52单片机芯片稳定+5V工作电压，以确保该芯片正常工作。稳压电源如图4所示。　　3蓝牙模块的连接　　蓝牙无线数据采集系统如图5所示。　　3.1下位机与蓝牙模块的连接　　蓝牙采集模块通过RS232接口与下位机进行通信连接，可自动搜索下位机并与相同配对密码的蓝牙采集模块完成配对连接，并记忆最后一次配对蓝牙模块的地址和密码，以后通电只要找它所记忆的下蓝牙采集模

7、块，直接按下配对清除按钮，蓝牙采集模块才能放弃记忆，重新搜索。　　3.2上位机与蓝牙模块的连接　　上位机与蓝牙接口模块的连接采用的是RE232接口，当蓝牙采集模块将数据传输给蓝牙接收模块，蓝牙接收模块将数据返给上位机，在上位机中显示并进行数据处理[9].系统的主界面和播种监控界面如图6和图7所示。　　3.3蓝牙模块配对连接通过AT命令对蓝牙模块进行设置，可以对蓝牙模块的主从角色、通信波特率、配对密码进行修改，AT命令需要进行串口调试操作[10].串口调试需要在电脑中运行串口调试助手，然后将蓝牙模块主机和从机分别接到上位机和下位机原串口电

8、缆所连接的两个串口上；从机设备发出配对请求，需在主机上输入正确的从机配对密码进行验证，主机上电后会自动搜索从机并完成配对连接；当主机和从机上蓝色指示灯由快闪变为双闪、绿灯常亮，此时配对连接成功。串口调试助手