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藍牙無線通信技術在工程中的應用論文
摘要：針對目前手工抄寫記錄全站儀野外測繪數據以及有線傳輸方式存在的問題和局限性，把單片機及藍牙技術應用于全站儀野外測繪數據的無線遠傳與控制裝置中，實現了測繪數據與PDA間的無線傳輸與存儲，實驗表明：誤碼率為0%的通信距離大于500m；數據繞障礙傳輸誤碼率為0%。
關鍵詞：全站儀；藍牙；無線傳輸；串口通信
利用全站儀進行野外測繪[1]時，由人手工抄寫記錄測繪數據，或采用USB數據線與PDA（掌上電腦）連接進行測繪數據的傳輸與存儲。手工抄寫記錄測繪數據，存在人為誤差，且后期數據錄入處理工作量大。采用USB數據線方式傳輸，實現了數據的數字化傳輸與記錄，避免了人為誤差，大大減少了后期數據處理工作量。但數據的有線傳輸方式限制了人的活動范圍，使野外操作不夠方便靈活；且經常拔插USB數據線易造成接觸不良，使數據無法正常傳輸與記錄；同時，經常拔插USB數據線也易造成設備損壞。筆者把單片機及藍牙技術[2]應用于全站儀野外測繪數據的無線遠傳與控制裝置中，實現數據與PDA間的無線傳輸與存儲，解放了有線傳輸對人的羈絆，拓展了人的活動范圍，使野外操作更加方便靈活，也無接觸不良和丟失數據等問題的發生。
1裝置結構及原理
該裝置為對稱結構設計，在測繪時無須區分數據接收端與發送端，方便使用。實際測繪時，只需在接收端使用一臺PDA，PDA發送指令控制數據收發并存儲。圖1為結構原理圖。由無線模塊SM51（內核含單片機）遠傳來的野外勘測數據，經RS232串口發送到藍牙模塊，再由藍牙無線傳送到PDA存儲處理。該裝置有1200b/s，2400b/s，4800b/s，9600b/s四種通信速率。野外多機同地同時工作時，可選用不同通信波特率，避免相互串數等干擾。裝置設計保留了原RS232串口，可通過232串口對SM51或藍牙進行參數配置，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USB口與PDA相連，方便習慣于用有線方式傳輸記錄測繪數據的操作人員使用[3-4]。第98頁圖2為RS232串口轉藍牙無線串口的電路設計圖。藍牙模塊用3V直流供電，與SM51供電電壓一致[2，5]。設有3個指示燈，整個裝置供電后，Green1（綠燈1）每1s閃爍一次，Green2（綠燈2）每2s閃爍一次，表示藍牙正常工作，但未與其他藍牙設備建立連接；若該裝置已與其他藍牙設備（如PDA）建立了連接，則Green1熄滅，Green2每1s閃爍一次，同時Yellow（黃燈）點亮，系統正常工作，此時可進行測繪操作。
2裝置傳輸距離、傳輸質量和繞障礙物能力測試
首先需進行參數配置，保證SM51模塊、藍牙、通信串口三者的通信參數匹配，否則數據無法傳輸[6-7]。將整個系統按圖1連接，用筆記本電腦代替圖1中的PAD，通過串口調試工具對裝置進行傳輸距離、傳輸質量和繞障礙物等能力測試。通信測試距離為500m，數據無誤碼；當距離增大到800m后，裝置移動的過程中出現少許誤碼，但待裝置靜止后，通信又恢復正常無誤碼，測試記錄數據見圖3-a。同時又進行了繞障礙物測試，測試記錄數據見圖3-b。可知在裝置靜止時，兩種情況下數據通信均正常，誤碼率為0%。
3結論
筆者把單片機及藍牙技術應用于全站儀野外測數據的無線遠傳與控制裝置中，實現數據與PDA間的無線傳輸與存儲，無有線傳輸方式對人的羈絆，野外使用更加方便靈活。實驗測試表明，誤碼率為0%的通信距離大于500m，滿足全站儀測繪距離大于300m的要求；無線數據傳輸繞障礙能力強，在野外測繪傳數時，保證測繪點間有人、車輛等障礙物穿行時，誤碼率為0%。該裝置無數據接收端與發送端之分，既可以用于發送數據，又可以用于接收數據。使用兩個或多個同種裝置，在它們之間匹配地配置通信參數，即可配對使用，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連續可靠工作。該裝置的定型版本只有手機大小，方便攜帶，適合野外測繪使用。
參考文獻：
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