522001嵌入式系统及单片机国际学术交流会论文集~————————————————————————————————————————一~基于IEEE1451标准和蓝牙协议的无线网络传感器设计童利标。徐科军oo梅涛。①舍肥工业大学自动化研究所,舍肥.230009②中科院合肥智能机械研究所,合肥,230031摘要采用IEEE1451标准和蓝牙协议研制智能化无线网络传感器,可使传感嚣以即插即用的方式连接到数字网络上。本文概述IEEE145l传感器标准和蓝牙技术,给出一种基于IEEE145l标准和蓝牙协议的无线网络传感嚣的设计方案,并介绍它的应用前景。关键词IEEE1451.蓝牙协议。无线网络传感器引言IEEE和NIST在1997年和1999年颁布了IEEEJ451.2和IEEE1451.1标准,即智能传感器模块标准和网络适配器标准。这些标准规定了传感器与微处理器相连以及连上网络的硬件和软件接口。根据这些标准可研制出网络化智能传感器。但是,在有些场合,使用有线电缆传输传感器信息是不方便的,为此,人们提出将IEEE1451标准与蓝牙协议结合起来,组成了一个无线网络传感器,以解决原有有线系统的局限。无线网络传感器将使我们的生活成为真正的信息世界,给人们生活带来了巨大变革。本文简介了IEEE1451传感器的体系结构和蓝牙技术,主要阐述了基于IEEE1451标准和蓝牙协议的无线网络传感器的硬件开发和软件设计方案及其应用前景。2有关标准和协议简介2.1IEEE145l标准L1“JIEEE1451.2标准提供了将传感器和变迭器连接到一个数字系统,尤其是连接到网络的方式。简单地说,IEEE1451.2标准通过一个电子数据表格TEDS和一个连接传感器到徽处理器的数字接口,使传感器模块具有即插即用性。图I示出了一个1451传感器的体系结构。它包括网络、STIM、NCAP以及连接STIM和NCAP的接口T11。传感器本身被看作是STIM的一部分。在正常使用期间,传感器和STIM电路是不可分离的。图1中还给出了STIM的结构。一个STIM由传感器/执行器(组、信号调理与变换、逻辑接口和TEDS组成。传感器/执行器(组为物理传感器或执行器。1451.2标准中仅定义了接口逻辑和TEDS的格式,其它控制/现场网络物理传感器圈11451■传毫的体系结构部分由各传感嚣制造商自主实现,以保持各自在性能、质量、特性与价格等方面的竞争力。同时,该标准提供了一个连接STIM和NCAP的10线的标准接口TII,使传感器制造商可以把一个传感嚣应用到多种网络和应用中。具体地关于1EEE1451传感器标准的介绍详见参考文献[1・4]。亨飘第一篇主题报告噩嵌入式系统枝术综述532.2蓝牙技术所谓蓝牙技术,是一种低功率短距离的无线连接技术标准的代称,是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月联合主推的一项先进的无线网络技术。其实质是要建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准,使通信与计算机进一步结合,使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下.能在近距离范围内具有互用、互操作的性能。一般来说.它的连接范围为10cm~10In。如果增强传输功率.则其链接范围可扩展到100m。蓝牙技术的设计传输速率为1MHz,以分时方式进行全双工通信,其基带协议是电路交换和分组交换的组合。蓝牙技术主要面向网络中各类数据及语音设备(如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,通过无线方式将它们连成~个微微网(Piconet.多个微微网之间也可以互连形成分布式网络(Scatternet,从而方便、快速地实现各类设备之闷的通信。它是实现语音和数据无线传输的开放性规范,是一种低成本、短距离的无线连接技术。蓝牙技术实现了设备的无连接工作,提供了接人数据网的功能,并且具有外围设备接口,可以组成一个特定的小网。蓝牙技术的最大优点是使众多电信和电脑设备无幂电缆就能联网.同时还具有其它的优点,如工作频段全球通用.使用方便,安全加密和抗干扰能力强,兼容性好,尺寸小,功耗低以及多路多方向链接。3无线网络传感器的设计[“8]3.1无线网络传感器系统无线集成网络传感器系统由STIM、Bluetooth模块和NCAP三部分组成,如图2所示。在STIM和蓝牙横块之间是1EEEl451.2标准定义的10线的TII接口。通过Internet及蓝牙模块和NCAP,就可对传感器进行数据采集及远程监控。圈2基千IEEEl4￥1...