无线蓝牙农机监控系统的设计

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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，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，具有微微网和散射网两种网络拓扑结构。

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-ROMWLCSP 的外形尺寸

仅为 3.8mm×4.0mm×0.7mm.目前，世界上最小的蓝牙收发模块仅0.7g[6].

4）具有开放的接口标准。蓝牙技术标准在全球范围内公开，世界上任意一个单位和个人都可

以免费使用蓝牙技术。

1.2 蓝牙无线串口通信原理

传统的通信方式都是采用的有线电缆的连接方式，蓝牙模块的主要功能是替代传统的串口通信

电缆，将有线串口连接转变为无线蓝牙串口连接，从而实现无线的串口通信。蓝牙模块可以连

接到任何具有标准串口的设备上使用，并可与具有蓝牙通信功能的笔记本电脑、掌上电脑、手

机的设备进行无线串口通信。蓝牙无线串口通信原理如图 1所示。

2监控系统的设计

本系统由 3部分组成，包括上位机、下位机和通讯传输模块。

上位机采用的是广州萝岗工控有限公司生产的 7寸WINCE 工业触摸式平板电脑，如图 2所

示。其处理器（CPU）：三星 S3C2416,ARM9 架构，主频 400MHz,内存64MB.农机的作业人员

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。

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摘要：

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，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]....

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