藍(lán)牙無線通信技術(shù)在工程中的應(yīng)用論文
摘要:針對(duì)目前手工抄寫記錄全站儀野外測(cè)繪數(shù)據(jù)以及有線傳輸方式存在的問題和局限性,把單片機(jī)及藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于全站儀野外測(cè)繪數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)傳與控制裝置中,實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪數(shù)據(jù)與PDA間的無線傳輸與存儲(chǔ),實(shí)驗(yàn)表明:誤碼率為0%的通信距離大于500m;數(shù)據(jù)繞障礙傳輸誤碼率為0%。
關(guān)鍵詞:全站儀;藍(lán)牙;無線傳輸;串口通信
利用全站儀進(jìn)行野外測(cè)繪[1]時(shí),由人手工抄寫記錄測(cè)繪數(shù)據(jù),或采用USB數(shù)據(jù)線與PDA(掌上電腦)連接進(jìn)行測(cè)繪數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)。手工抄寫記錄測(cè)繪數(shù)據(jù),存在人為誤差,且后期數(shù)據(jù)錄入處理工作量大。采用USB數(shù)據(jù)線方式傳輸,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的數(shù)字化傳輸與記錄,避免了人為誤差,大大減少了后期數(shù)據(jù)處理工作量。但數(shù)據(jù)的有線傳輸方式限制了人的活動(dòng)范圍,使野外操作不夠方便靈活;且經(jīng)常拔插USB數(shù)據(jù)線易造成接觸不良,使數(shù)據(jù)無法正常傳輸與記錄;同時(shí),經(jīng)常拔插USB數(shù)據(jù)線也易造成設(shè)備損壞。筆者把單片機(jī)及藍(lán)牙技術(shù)[2]應(yīng)用于全站儀野外測(cè)繪數(shù)據(jù)的'無線遠(yuǎn)傳與控制裝置中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與PDA間的無線傳輸與存儲(chǔ),解放了有線傳輸對(duì)人的羈絆,拓展了人的活動(dòng)范圍,使野外操作更加方便靈活,也無接觸不良和丟失數(shù)據(jù)等問題的發(fā)生。
1裝置結(jié)構(gòu)及原理
該裝置為對(duì)稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在測(cè)繪時(shí)無須區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)接收端與發(fā)送端,方便使用。實(shí)際測(cè)繪時(shí),只需在接收端使用一臺(tái)PDA,PDA發(fā)送指令控制數(shù)據(jù)收發(fā)并存儲(chǔ)。圖1為結(jié)構(gòu)原理圖。由無線模塊SM51(內(nèi)核含單片機(jī))遠(yuǎn)傳來的野外勘測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)RS232串口發(fā)送到藍(lán)牙模塊,再由藍(lán)牙無線傳送到PDA存儲(chǔ)處理。該裝置有1200b/s,2400b/s,4800b/s,9600b/s四種通信速率。野外多機(jī)同地同時(shí)工作時(shí),可選用不同通信波特率,避免相互串?dāng)?shù)等干擾。裝置設(shè)計(jì)保留了原RS232串口,可通過232串口對(duì)SM51或藍(lán)牙進(jìn)行參數(shù)配置,其中RS232串口的引腳2和3與MAX232的引腳13和14相連。也可用232串口轉(zhuǎn)USB口與PDA相連,方便習(xí)慣于用有線方式傳輸記錄測(cè)繪數(shù)據(jù)的操作人員使用[3-4]。第98頁圖2為RS232串口轉(zhuǎn)藍(lán)牙無線串口的電路設(shè)計(jì)圖。藍(lán)牙模塊用3V直流供電,與SM51供電電壓一致[2,5]。設(shè)有3個(gè)指示燈,整個(gè)裝置供電后,Green1(綠燈1)每1s閃爍一次,Green2(綠燈2)每2s閃爍一次,表示藍(lán)牙正常工作,但未與其他藍(lán)牙設(shè)備建立連接;若該裝置已與其他藍(lán)牙設(shè)備(如PDA)建立了連接,則Green1熄滅,Green2每1s閃爍一次,同時(shí)Yellow(黃燈)點(diǎn)亮,系統(tǒng)正常工作,此時(shí)可進(jìn)行測(cè)繪操作。
2裝置傳輸距離、傳輸質(zhì)量和繞障礙物能力測(cè)試
首先需進(jìn)行參數(shù)配置,保證SM51模塊、藍(lán)牙、通信串口三者的通信參數(shù)匹配,否則數(shù)據(jù)無法傳輸[6-7]。將整個(gè)系統(tǒng)按圖1連接,用筆記本電腦代替圖1中的PAD,通過串口調(diào)試工具對(duì)裝置進(jìn)行傳輸距離、傳輸質(zhì)量和繞障礙物等能力測(cè)試。通信測(cè)試距離為500m,數(shù)據(jù)無誤碼;當(dāng)距離增大到800m后,裝置移動(dòng)的過程中出現(xiàn)少許誤碼,但待裝置靜止后,通信又恢復(fù)正常無誤碼,測(cè)試記錄數(shù)據(jù)見圖3-a。同時(shí)又進(jìn)行了繞障礙物測(cè)試,測(cè)試記錄數(shù)據(jù)見圖3-b?芍谘b置靜止時(shí),兩種情況下數(shù)據(jù)通信均正常,誤碼率為0%。
3結(jié)論
筆者把單片機(jī)及藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于全站儀野外測(cè)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)傳與控制裝置中,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與PDA間的無線傳輸與存儲(chǔ),無有線傳輸方式對(duì)人的羈絆,野外使用更加方便靈活。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,誤碼率為0%的通信距離大于500m,滿足全站儀測(cè)繪距離大于300m的要求;無線數(shù)據(jù)傳輸繞障礙能力強(qiáng),在野外測(cè)繪傳數(shù)時(shí),保證測(cè)繪點(diǎn)間有人、車輛等障礙物穿行時(shí),誤碼率為0%。該裝置無數(shù)據(jù)接收端與發(fā)送端之分,既可以用于發(fā)送數(shù)據(jù),又可以用于接收數(shù)據(jù)。使用兩個(gè)或多個(gè)同種裝置,在它們之間匹配地配置通信參數(shù),即可配對(duì)使用,方便靈活。該裝置采用3V直流可充電電池供電,功耗低,一次充電,可保障12h連續(xù)可靠工作。該裝置的定型版本只有手機(jī)大小,方便攜帶,適合野外測(cè)繪使用。
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