摘要

　　工厂里有很多以不同方式互连的设备，有些是非智能化简单数据连接单元(I/O)，更多的是智能化设备(比如智能传感器、单回路控制器和PLC)和监控系统(作为HMI使用，用于数据记录和监控)。这些设备是以各种不同的通信协议和媒介来互连的，其中有些就可以用蓝牙无线技术来代替。本文将讨论如何利用蓝牙连接这些设备，以及该领域对于蓝牙技术的一些特殊要求。

　　本文将蓝牙的工业应用分为四个方面：

　　1. 代替串行线缆。无线蓝牙连接可以代替当前的串行线缆。
　　2. 结合蓝牙和互联网技术。利用蓝牙带来的CPU处理能力，给设备添加更多功能，如内置的WEB用户接口。
　　3. 工业接入点。通过接入点将数个蓝牙设备连接到传统的有线网络中，比如IP网络(如以太网)或者工业现场总线网络(如Controlnet和Profibus等)。
　　4. 无线传感器和起动器。利用蓝牙来将与物理制程关系最密切的设备(传感器、起动器和简单的模拟/数字IO设备)连接到监控系统。

　　代替串行线缆

　　目前很多工业设备都使用传统的串行接口(如RS232, RS422或RS485)来连接配置工具或编程工具

。这些工具专门在设备需要重新配置或编程时与之连接控制工程网版权所有，通常都在标准电脑上操作，并一般使用某种独立的方法或设备专用通信协议来和设备进行连接。这些因素都使该领域成为蓝牙一个很好的用武之地。图1就展示了一个利用串行线缆来连接PLC的PC式编程工具。

图1

　　用蓝牙代替串行线缆有两种方法：一种是使用与工业设备外置串行端口相连的外置蓝牙适配器，另一种是使用与设备电子部分内部相连的内置蓝牙适配器。蓝牙适配器可以模拟串行端口，并使用RFCOMM协议在空中传输数据(支持Serial Port Profile)。电脑可使用PC卡或者其它附加设备来支持蓝牙。蓝牙在电脑中的应用使蓝牙Serial Port Profile可以行使一个类似于COMMport的角色，使原有的电脑配置和编程工具可以继续使用。

　　蓝牙还可以在支持内置TCP/IP的设备和WEB服务器的更先进工业设备领域代替串行线缆。此时，蓝牙适配器对LAP(Lan Access Profile)的支持可以达到RFCOMM的水平，而其它的软件堆栈则被包括在工业设备中(PPP, IP和WEB服务器)。这使得支持LAP(Lan Access Profile)的外部HMI设备(如笔记本电脑或PDA)可以接入设备内置的WEB式用户接口，而不需要安装专门的应用软件。

　　图2展示了蓝牙适配器代替串行线缆的基本结构。

　　图2

　　蓝牙和互联网技术的结合

　　假设有一个带内置控制系统的阀门，不断将动态状态和控制变量信息通过标准的Modbus协议传输到电脑(如图3)。

　　图3

　　将一个蓝牙适配器添加到该设备上(外置或内置)。蓝牙适配器通过Modbus协议和阀门通信。WEB/WAP页面由内置WEB/WAP服务器提供www.cechina.cn，并借助Modbus协议来编写，用于显示和修改动态数据。蓝牙可以利用LAP(Lan Access Profile)来获取WEB/WAP页面，从而对设备进行配置、维修和监控。

　　这一概念的结构图如图4所示：

　　图4

　　从图中可以看出，除了Modbus，蓝牙适配器还可以使用其它工业协议和设备控制系统通信。可以使用Wap over Bluetooth手机来访问内置的WAP用户接口。WAP over Bluetooth规范固定“路由”功能作为手机功能的一部分。这使得本地WAP页面可以带有一个能连到广域网(WAN)中另一个页面的超链接。WAN可以通过GMS、GPRS或者将来的UMTS技术来访问。该应用的一个典型例子就是借助本地WAP页面来报警。该页面可以连接到WAN页面CONTROL ENGINEERING China版权所有，而WAN页面包含了如何处理报警所反映的问题的信息，并能不断对与该警报有关的信息进行更新。

　　工业接入点

　　在工业环境中使用无线通信将是一个循序渐进的过程。这要求工业设备必须能使用蓝牙功能并和现有的有线网络相连，比如IP网络(如以太网)或者工业现场总线网络(如Controlnet和Profibus等)。

　　我们以基于以太网的有线网络和蓝牙工业设备之间的连接为例(如图5)。如前文所述一样CONTROL ENGINEERING China版权所有，此处的工业设备(仍以阀门为例)也采用了嵌入式WEB服务器。

　　图5

　　设备的内置WEB接口是通过接入点(APwww.cechina.cn，如图5中1)来访问的。AP就像一个“电话交换器”，连接到各个阀门。WEB用户对AP进行访问。通过AP中的内置WEB接口，可以显示出所有连接的蓝牙设备。用户选择其中一个设备，并与该设备建立LAP(Lan Access Profile)连接，接着