详谈蓝牙家产现场总线应用模子计划方案

　　传统现场总线收集一样平常行使有线介质作为传输介质，有线传输介质使通讯装备的位置相对牢靠，一些非凡家产现场情形要求现场装备具有必然的移动性，则有线通讯技能不合用于移动装备的毗连。

　　蓝牙技能(Bluetooth)作为一种中短间隔无线通讯技能，具有无线性、协议开放、低能耗、高安详性等利益，以是它出格得当于毗连具有移动性的现场装备装备，通过行使蓝牙无线技能作为电缆更换方案可以实现一种无线现场总线，并可通过网关装备实现无线收集与有线遗留体系的互联。

　　该文通过对传统有线现场总线收集的布局及其弱点的说明，团结蓝牙技能的特点，提出一种在现场总线中行使蓝牙技能更换有线传输介质的应用模子及基于该模子实现的原型体系。
 

　　1、现场总线收集体系的布局及存在的题目

　　现场总线收集是一种自动化节制收集体系，它可以将专用或通用的微处理赏罚器集成到传统的丈量节制仪表中，使其具稀有字计较和通讯手段，行使双绞线等传输介质作为总线，将多个具有必然智能的丈量节制仪表毗连成收集体系，并按开放、类型的通讯协议组成合用于差异情形的自动化节制体系。按照差异的行使情形，常用的现场总线技能有：FF基金会现场总线、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART等，个中FF基金会现场总线技能因具有协议开放、全数字化通讯、漫衍式节制、可互操纵、专门针对进程节制计划等利益，在自动化规模获得了普及支持并具有精采成长远景，该文的接头以FF现场总线技能作为实例。

　　FF现场总线协议回收了ISO/OSI模子中的三层：物理层、数据链路层和应用层;针对家产现场节制的特点，FF现场总线还在应用层之上添加了用户层;FF物理层划定了现场装备与总线之间的物理毗连，常用的传输介质为双绞线等有线介质，但尺度中也划定可以行使无线介质。FF数据链路层为体系打点内核和总线会见子层会见总线介质提供处事。按照应用情形的差异，数据链路层可以行使H1、H2、HSE等差异的收集通讯协议，该文后头的接头将以HSE作为FF现场总线的数据链路层协议。应用层由现场总线会见子层FAS和现场总线信息类型子层FMS两个子层组成;用户层是在ISO/OSI模子七层布局的基本上专门为FF添加的条理。用户层中运行的首要是成果块应用历程，成果块应用历程用于完成基金会现场总线中的自动化体系成果。

　　FF现场总线的物理层传输介质一样平常行使有线介质，有线介质具有精采的顺应性，可以顺应大部门的家产现场情形。可是，在一些非凡的家产情形中，对有线介质的布线是很坚苦的，归纳起来，以下环境不相宜行使有线介质作为传输通道：

　　(1)现场具有强腐化性物质或其他也许对有线介质发生粉碎浸染的现场情形;

　　(2)现场情形较量伟大，存在体积较量大的障碍物，有线介质无法穿透这些障碍物或弯曲角度太大高出有线介质的弯曲限度;

　　(3)现场装备的空间位置必要动态的改变，以及装备移动路径也许发生交错;

　　(4)现场装备必要做旋动弹作，行使有线介质也许呈现缠绕;

　　(5)现场装备数目必要动态变革。

　　2、蓝牙无线技能协议及系统布局

　　蓝牙技能是由非营利性组织蓝牙SIG尺度化的短间隔无线射频通讯技能，蓝牙无线技能是完全开放的，差异厂家出产的蓝牙装备可以担保互操纵和兼容性。蓝牙技能行使的射频信号事变在环球免费的2.4GHzISM频段，并且其信号功率可在1mW到100mW之间动态变革，不会对人体和其他装备发生影响。

　　蓝牙协议的系统布局回收分层布局，蓝牙协议栈是按最大限度地重用已有通讯协议的原则举办计划的，以是担保了蓝牙协议与已有协议的兼容性，简化了遗留体系的移植。

　　多个共享信道的蓝牙装备组成蓝牙微网。在微网中提倡通讯的装备为主装备，其他装备为从装备，统一微网中只有一个主装备和最多7个从装备。蓝牙射频与蓝牙基带提供了无线传输介质和物理链路，L2CAP层则为上层提供无链接的分组处事。为了简化遗留体系的移植，在L2CAP层之上添加了串口仿真协议(RFCOMM)。蓝牙微网中主从装备之间回收C/S模式事变，蓝牙客户机装备在行使蓝牙处事器装备提供的处事之前，必需行使处事发明协议SDP从蓝牙处事器上得四处事信息。

　　3、蓝牙家产现场总线应用模子描写

　　通过前述说明，FF现场总线的题目首要齐集于：FF物理层的传统传输介质为有线介质，有线介质的行使要求现场总线的陈设必需举办布线，而前述的一些非凡应用环境是不相宜举办布线的。针对前述题目，团结蓝牙技能具有中间隔全向通讯、低功耗、功率可调、低滋扰等有点，提出行使蓝牙无线介质更换电缆，从而办理布线所带来的题目。

　　针对现场总线，可以在现场传感器或智能变送器装备底层集成蓝牙模块，实现差异的现场装备之间通过蓝牙射频通讯，还可以通过网关装备实现遗留有线现场总线与蓝牙无线现场总线的透明毗连，进而提出一种蓝牙现场总线应用模子。在该应用模子中，现场装备是设置了蓝牙模块的传感器，称其为蓝牙传感器;为了实现蓝牙收集与遗留有线现场总线的互联，在蓝牙现场传感器收集与有线现场总线收集的界线配置网关装备实现二者的互联。假设毗连的有线现场总线产物为FFHSE(HighSpeedEthernet)。整个蓝牙家产现场总线应用模子可以分为三部门：蓝牙现场传感器、蓝牙网关和HSE收集。

　　各物理部门的构成和成果：

　　(1)蓝牙传感器作为现场装备，它由通用传感器模块和蓝牙模块构成。蓝牙传感器在蓝牙微网中充当slave从装备;

　　(2)蓝牙网关应用运行在设置有蓝牙模块的网关硬件上，网关的底层蓝牙模块认真在空中接口中实现与蓝牙传感器的数据和节制信息互换，担保HSE收集对蓝牙传感器的透明性;蓝牙网关应用装备当地同时运行HSE协议栈和成果块应用，蓝牙网关应用对从蓝牙模块吸取到的数据举办处理赏罚，将数据发送给HSE成果块，由成果块和HSE协议栈将数据发送至HSE收集。网关应用还认真吸取HSE收集的节制信息，而且将节制信息转换为蓝牙传感器可以识此外信息名目，担保蓝牙收集对HSE收集的透明性。蓝牙网关应用装备在蓝牙微网中充当master主装备。

　　(3)HSE组态软件(HSEConfigurator)可以运行在恣意联入HSE现场总线的计较机上，组态软件实现对总线上的自控装备、收集节点(包罗蓝牙网关)举办设置，界说其在总线成果体系中的脚色，配置其运行参数。

　　4、原型应用体系的实现

（编辑：湖南网）

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