蓝牙无线通信技术在工程中的应用

摘要：针对目前手工抄写记录全站仪野外测绘数据以及有线传输方式存在的问题和局限性，把单片机及蓝牙技术应用于全站仪野外测绘数据的无线远传与控制装置中，实现了测绘数据与PDA间的无线传输与存储，实验表明：误码率为0%的通信距离大于500m；数据绕障碍传输误码率为0%。

关键词：全站仪；蓝牙；无线传输；串口通信

利用全站仪进行野外测绘[1]时，由人手工抄写记录测绘数据，或采用USB数据线与PDA（掌上电脑）连接进行测绘数据的传输与存储。手工抄写记录测绘数据，存在人为误差，且后期数据录入处理工作量大。采用USB数据线方式传输，实现了数据的数字化传输与记录，避免了人为误差，大大减少了后期数据处理工作量。但数据的有线传输方式限制了人的活动范围，使野外操作不够方便灵活；且经常拔插USB数据线易造成接触不良，使数据无法正常传输与记录；同时，经常拔插USB数据线也易造成设备损坏。笔者把单片机及蓝牙技术[2]应用于全站仪野外测绘数据的无线远传与控制装置中，实现数据与PDA间的无线传输与存储，解放了有线传输对人的羁绊，拓展了人的活动范围，使野外操作更加方便灵活，也无接触不良和丢失数据等问题的发生。

1装置结构及原理

该装置为对称结构设计，在测绘时无须区分数据接收端与发送端，方便使用。实际测绘时，只需在接收端使用一台PDA，PDA发送指令控制数据收发并存储。图1为结构原理图。由无线模块SM51（内核含单片机）远传来的野外勘测数据，经RS232串口发送到蓝牙模块，再由蓝牙无线传送到PDA存储处理。该装置有1200b/s，2400b/s，4800b/s，9600b/s四种通信速率。野外多机同地同时工作时，可选用不同通信波特率，避免相互串数等干扰。装置设计保留了原RS232串口，可通过232串口对SM51或蓝牙进行参数配置，其中RS232串口的引脚2和3与MAX232的引脚13和14相连。也可用232串口转USB口与PDA相连，方便习惯于用有线方式传输记录测绘数据的操作人员使用[3-4]。第98页图2为RS232串口转蓝牙无线串口的电路设计图。蓝牙模块用3V直流供电，与SM51供电电压一致[2，5]。设有3个指示灯，整个装置供电后，Green1（绿灯1）每1s闪烁一次，Green2（绿灯2）每2s闪烁一次，表示蓝牙正常工作，但未与其他蓝牙设备建立连接；若该装置已与其他蓝牙设备（如PDA）建立了连接，则Green1熄灭，Green2每1s闪烁一次，同时Yellow（黄灯）点亮，系统正常工作，此时可进行测绘操作。

2装置传输距离、传输质量和绕障碍物能力测试

首先需进行参数配置，保证SM51模块、蓝牙、通信串口三者的通信参数匹配，否则数据无法传输[6-7]。将整个系统按图1连接，用笔记本电脑代替图1中的PAD，通过串口调试工具对装置进行传输距离、传输质量和绕障碍物等能力测试。通信测试距离为500m，数据无误码；当距离增大到800m后，装置移动的过程中出现少许误码，但待装置静止后，通信又恢复正常无误码，测试记录数据见图3-a。同时又进行了绕障碍物测试，测试记录数据见图3-b。可知在装置静止时，两种情况下数据通信均正常，误码率为0%。

3结论

笔者把单片机及蓝牙技术应用于全站仪野外测数据的无线远传与控制装置中，实现数据与PDA间的无线传输与存储，无有线传输方式对人的羁绊，野外使用更加方便灵活。实验测试表明，误码率为0%的通信距离大于500m，满足全站仪测绘距离大于300m的要求；无线数据传输绕障碍能力强，在野外测绘传数时，保证测绘点间有人、车辆等障碍物穿行时，误码率为0%。该装置无数据接收端与发送端之分，既可以用于发送数据，又可以用于接收数据。使用两个或多个同种装置，在它们之间匹配地配置通信参数，即可配对使用，方便灵活。该装置采用3V直流可充电电池供电，功耗低，一次充电，可保障12h连续可靠工作。该装置的定型版本只有手机大小，方便携带，适合野外测绘使用。

参考文献：

[1]金国军,黄张裕.GPS-RTK联合全站仪的野外数据采集[J].现代测绘,2008,31(4):20-23.

[2]何戟.基于蓝牙的移动数据采集处理系统的设计与实现[J].计算机应用研究,2006,23(11):196-198.

[3]李娟.基于蓝牙技术的无线数据采集系统的设计[J].微计算机信息,2008,24(5):195-197.

[4]钱志鸿.蓝牙技术原理开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[5]袁晓庆.蓝牙无线通信技术及其应用研究[J].中小企业管理与科技,2015(4):28-30.

[6]李颀,卜绍志.基于蓝牙技术和ARM的手持智能阀门定位器[J].仪表技术与传感器,2012(5):29-31.

[7]任小洪,傅成华,胡科.基于蓝牙技术的无线数据采集系统设计[J].测控技术,2009,28(1):16-19.

作者：李江 张矿伟 曹映霞 刘权 金能思 李志 单位：玉溪师范学院物理与电子工程学院