一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置的制作方法

1.本实用新型属于地下水监测技术领域，尤其涉及一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置。


背景技术：

2.地下水监测设备都安装在野外环境，当出现故障时及现场维护时，现场技术人员长途跋涉赶到现场后往往需要快速定位到故障点，而定位故障及日常维护均需要接入专用调试设备，通过电脑等辅助工具来定位故障；如此以来现场技术人员每次运行维护处理故障时除了携带设备备件之外还需要携带大量专用的调试配件，给现场技术人员带来很大的不便，能否运用其他方式与监测设备进行通讯连接进而免除了操作人员携带大量的专用调试设备带来的不便，一直为地下水监测设备日常维护及故障处理人员的急迫需求。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置，包括：蓝牙模块、外部存储模块、外接天线、主控制模块，蓝牙模块电连接外部天线，蓝牙模块与主控制模块之间采用串口通信连接，蓝牙模块与外部存储模块之间采用spi通信，主控制模块电连接需要进行调试的监测设备；蓝牙模块用于现场人员通过手持式蓝牙设备进行扫描并连接；外部存储模块用于存储运行代码和配置数据；外接天线用于蓝牙模块与外部手持式蓝牙设备进行无线通讯；主控制模块接收蓝牙模块的数据并执行相应的指令。
4.优选的，所述蓝牙模块为集成蓝牙协议线的soc芯片da14580。
5.更优的，所述蓝牙模块的广播时间间隔为1s。
6.优选的，所述外部存储模块为外接2mb存储空间的e2prom芯片w25x20。
7.优选的，所述蓝牙模块与所述主控制模块之间还设有蓝牙唤醒电路，蓝牙唤醒电路包括元器件r3~r6、开关管q1，蓝牙唤醒电路的连接方式为：蓝牙状态输出管脚p0.3连接到开关管q1的g极，开关管q1的s极与g极之间串联的电阻r4,开关管q1的s极接到主控制模块的p3.4管脚，同时p3.4通过电阻r3上拉到电源，开关管q1的d极通过电阻r5接到地，主控cpu的p3.3管脚串联电阻r6连接到蓝牙芯片的p0.0管脚。
8.本实用新型的有益效果是：
9.1.本实用新型通过将蓝牙模块与主控制模块集成到了地下水监测设备上，使得现场技术人员过蓝牙连接方式代替了传统的有线连接方式，方便了现场技术人员使用手持蓝牙设备即可与地下水监测设备进行通讯处理业务，使得现场技术人员无需携带大量的电脑及调试设备，方便了现场技术人员赶赴现场，提高了现场技术人员的工作效率。
10.2.本实用新型采用低功耗蓝牙芯片以及蓝牙唤醒电路，往常无需进行通讯时，蓝牙芯片保持睡眠状态，并可人为设置蓝牙广播时间间隔，确保现场技术人员能够进行手持蓝牙设备连接的同时，降低蓝牙设备的能耗，节省了现场电能的消耗。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置连接图；
13.图2为调试装置原理图；
14.图3为唤醒功能原理图；
15.图4为蓝牙模块电路图；
16.图5为主控制模块电路图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
19.如图1
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5所示，本实用新型一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置包括：蓝牙模块、外部存储模块、外接天线、主控制模块，蓝牙模块电连接外部天线，蓝牙模块与主控制模块之间采用串口通信连接，蓝牙模块与外部存储模块之间采用spi通信，主控制模块电连接需要进行调试的监测设备；蓝牙模块用于现场人员通过手持式蓝牙设备进行扫描并连接；外部存储模块用于存储运行代码和配置数据；外接天线用于蓝牙模块与外部手持式蓝牙设备进行无线通讯；主控制模块接收蓝牙模块的数据并执行相应的指令。
20.进一步的，所述蓝牙模块为集成蓝牙协议线的soc芯片da14580。
21.更进一步的，所述蓝牙模块的广播时间间隔为1s。
22.进一步的，所述外部存储模块为外接2mb存储空间的e2prom芯片w25x20。
23.进一步的，所述蓝牙模块与所述主控制模块之间还设有蓝牙唤醒电路，蓝牙唤醒电路包括元器件r3~r6、开关管q1，蓝牙唤醒电路的连接方式为：蓝牙状态输出管脚p0.3连接到开关管q1的g极，开关管q1的s极与g极之间串联的电阻r4,开关管q1的s极接到主控制模块的p3.4管脚，同时p3.4通过电阻r3上拉到电源，开关管q1的d极通过电阻r5接到地，主控cpu的p3.3管脚串联电阻r6连接到蓝牙芯片的p0.0管脚。
24.实施例
25.本实施例中蓝牙模块采用集成蓝牙协议线的soc芯片da14580，外部存储模块采用2mb存储空间的e2prom芯片w25x20进行存储运行代码和配置数据。da14580上电后将程序从e2prom复制到ram中运行。同时e2prom划出一定的空间来存储数据及配置，如设备的sn、密码等，da14580自带一路串口与主控制模块串口通信连接进而连接监测设备。蓝牙模块默认工作在低功耗模式，在低功耗模式下蓝牙模块每1s广播一次，1s的广播频率保证了现场人员用手机能快速扫描到装置，而在1s周期内大约10ms的时间周期处于唤醒状态，其余时间均处于睡眠状态中。da14580具有业界最低的功耗，功耗仅仅是常规低功耗蓝牙芯片功耗的1/4 ，睡眠状态下小于2ua,这样就保证的蓝牙装置安装到监测设备中消耗的电能可以忽略,大大提高了整套监测设备在野外的能耗续航能力。
26.集成蓝牙协议栈的soc芯片da14580通过监测设备的电源给芯片供电，射频输出信号通过r1，c1，c2组成一个π型电路通过外接天线设计匹配50欧姆阻抗的电路，保证蓝牙的无线连接信号。p1.0
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p1.3通过spi通信连接外e2prom芯片w25x20，在spi总线上对信号地连接pf级滤波电容，保证两者通信的稳定。p0.3管脚接上拉电阻到电源，保证该管脚处于高电平状态，该管脚用来指示da14580的工作状态（高电平代表睡眠状态）。将p0.3来驱动开关管q1，当蓝牙芯片连接成功后被唤醒p0.3变为低电平，低电平正好驱动q1导通，此时主控制模块的p3.4管脚被开关管q1通过电阻r5导通到地，p3.4管脚由高电平状态跳变为低电平，工作在睡眠状态的主控制模块被唤，进入正常工作模式蓝牙芯片和主控制模块正常通信。主控制模块通过串口接收的数据执行相应的指令。当现场调试结束后或主动断开蓝牙连接后，主控制模块的rx管脚60s内没有监听到蓝牙芯发送的数据，主控制模块立即进入睡眠模式。p3.3管脚通过电阻r6连接到da14580的p0.0管脚，进入睡眠后p3.3管脚跳变到高电平，da14580的p0.0管脚判断到高电平后也进入低功耗模式，整套设备恢复到调试前的状态。
27.综上所述，本实用新型一种基于低功耗蓝牙的现场设备调试装置，通过将蓝牙模块与主控制模块集成到了地下水监测设备上，使得现场技术人员过蓝牙连接方式代替了传统的有线连接方式，方便了现场技术人员使用手持蓝牙设备即可与地下水监测设备进行通讯处理业务，使得现场技术人员无需携带大量的电脑及调试设备，方便了现场技术人员赶赴现场，提高了现场技术人员的工作效率，因此本实用新型拥有广泛的应用前景。
28.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
29.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。