摘要：针对部队特殊环境中装备检测的需要，提出了采用蓝牙技术和计算机故障检测技术的故障检测方法。系统采用TMS320F1812数字信号处理器作为前端数据采集的控制部分，通过BlueCore2-External蓝牙模块实现数据的无线传输，并利用了蓝牙的网络特性。该系统在实际应用中取得了良好的效果，具有检测结果准确、性能稳定、操作简便、方便维护等优点，为自行高炮火控系统的性能和故障检测提供了方便。

　　关键字：蓝牙模块、微微网、故障检测、DSP

　　1前言

　　随着现代高新技术的快速发展，武器装备的科技含量也越来越高，某自行高炮是我国自主研制的新型防控武器，其故障将直接影响到我军的任务完成和战斗力，而在野战环境中对其实现有线检测困难较大，效率较低。

　　蓝牙技术(Bluetooth)作为一种低成本、低功耗、近距离的无线通信技术，现已广泛地应用于许多行业和领域,数据速率可达1Mb/s，采用跳频/时分复用技术，工作在ISM(2.4GHz)频段，可实现点

　　收稿日期：2010.05.10

　　作者简介：杨 勇(1984-)，男，湖北宜昌人，硕士研究生，主要研究方向为武器系统检测与故障诊断。

　　对点(point-to-point)和点对多点(point-to-many)的通信,通信距离可达100m[1]。本文采用蓝牙技术和计算机检测技术，实现装备检测的无线化、网络化、简单化，大大提高了装备检测的能力及效率，拓宽了装备在环境较为恶劣或特殊场所的应用。

　　2蓝牙技术的应用

　　2.1硬件总体设计

　　本设计硬件部分分为两部分：第一部分是前端数据采集传输部分，该部分包括前端传感器、信号调理、下位机以及蓝牙传输模块，主要完成前端数据的采集、调理、处理等并将处理后的数据发送给主控计算机;第二部分是上位的主控计算机部分，主要完成数据的接收、处理、显示、监控、存储等，并通过蓝牙模块向前端部分发送命令。系统硬件框图如图-1所示。

　　传感器

　　信号调理

　　下位机

　　蓝牙模块

　　蓝牙适配器

　　主控机

　　图-1 系统硬件框图

　　2.2传感器组

　　传感器是整个系统采集获得装备工作状态数据的关键，其直接影响着检测的结果。传感器组主要有转矩转速传感器、电压传感器、电流传感器、电荷传感器、温度传感器等，检测系统通过蓝牙无线通信系统与之相连，并给予激励信号，使这些传感器向上位的主控机机提供必须的原始参数。传感器的安放位置以拾取故障信号最敏感为原则，传感器的安放密度以基本能够反映所有的信号而数量最少为优。

　　2.3信号调理电路

　　由于采用的传感器的种类繁多，所采集的数据既有模拟量，又有数字量，还有开关量信号等，调理电路的功能主要是将前端传感器所采集的各种数据调理成为下位机所能识别的信号。信号调理主要实现对模拟信号的缓冲、放大、衰减、隔离、滤波以及线性化等，对数字信号的整形、分频、隔离、缓冲等处理。

　　2.4下位机

　　下位机是前端数据采集传输部分的大脑。其主要工作：一方面，通过蓝牙接收来自主控机的命令，控制前端数据的采集;另一方面，完成对前端采集到的数据进行相应的计算处理、打包等，与蓝牙模块相连，发送给主控机。

　　在装备检测中对故障的检测要求实施性好、准确性高、速度快等，所以选择用DSP作为下位机的核心。本研究采用TMS320F1812数字信号处理器，它是TI公司推出的低功耗、高性能32位定点数字信号处理器，它采用8级流水线结构，最高主频150MHz，片内有18KRAM，128KFlash存储器，并自带一个12位流水线的数模转换器(ADC) [2]，可实现前端数据的模数转换。TMS320F1812采用3.3V外设供电和1.8V内核供电，由外部电路提供电源和时钟信号，与蓝牙模块连接时不需要电平转换。

　　2.5蓝牙模块

　　采用CSR公司的BlueCore-External单芯片蓝牙模块，该模块采用0.18um的CMOS技术，符合蓝牙规范V1.1和V1.2，集成有射频收发，基带控制和管理以及蓝牙主控制器接口协议HCI，具有SPI、UART、USB、PIO、PCM接口。BlueCore2-External支持8MB的外部FLASH和ROM，可实现100m内的通信，并支持点对多点通信[1]，每个带蓝牙模块的设备都可以组成匹克网(piconet)。BlueCore2-External内部框图如图-2。

　　射频

　　RAM

　　MCU

　　I/O

　　射频输入

　　射频

　　输出

　　支持8MB的外部闪存

　　晶振

　　SPI

　　UART/USB UART/USB

　　PIO

　　PCM

　　DSP

　　图-2 BlueCore2-External内部框图

　　本研究中，一方面，主控机机通过USB蓝牙适配器，将控制、动作指令发送给下位机，BlueCore2-External模块接收指令经DSP处理后传给前段数据采集部分，完成前端数据采集处理;另一方面，下位机将接收主控机命令，执行相应命令，并通过BlueCore2-External模块将采集处理后的数据无线传输给上位机，完成数据的处理、显示、监控、存储等。

　　2.6系统软件设计

　　本故障检测系统程序设计主要包括数据采集和蓝牙传输。由于前端采用蓝牙模块，上位采用蓝牙适配器，这部分的协议已经固化在了模块中，因此只需要编写DSP数据采集、处理和收发程序，其软件流程图如图-3。

　　开始

　　系统初始化

　　蓝牙连接

　　成功?

　　前端采集、调理

　　下位机处理

　　发送数据

　　断开连接?

　　结束

　　N

　　Y

　　N

　　Y

　　循环，进行下一次检测

　　图-3 软件流程图

　　DSP编程的主要任务是初始化、逻辑控制、前端数据采集和数据的处理传输。系统上电复位后，首先完成系统的初始化，包括TMS320F1812和蓝牙模块的初始化;然后等待主控机蓝牙适配器发送的控制指令，通过前端的蓝牙模块完成与主控机的连接、数据传输、断开连接等操作。在DSP收到主控机的命令后，DSP向前端发出激励信号，激活前端的传感器采集相应的数据，传感器采集的数据经信号调理传给DSP，DSP完成对前端采集数据的计算、打包等处理，最后通过蓝牙发送给主控机。

　　2.7蓝牙微微网(piconet)的应用

　　蓝牙技术提供点对点或点对多点的无线通信，蓝牙最基本的组网方式就是微微网，也称匹克网，即在短距离内建立无线网络。微微网由主设备和从设备两部分，主设备负责提供时钟同步信号和选择调频系列，从设备是受控同步的设备单元，每个从设备的起始频率和占用通道由主设备控制。一个微微网中有一个主设备，一个主设备最多可以同时与7个激活从设备同时进行通信，同时有更多的从设备处于休眠状态[5]。火控故障检测系统中微微网框图如图-4。

　　检测中心

　　主控机1

　　主控机n

　　…

　　火控随动系统

　　姿态处理系统

　　稳定跟踪系统

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