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MEMS,传感技术相关技术文章蓝牙无线技术协议及体系结构解析
传统现场总线网络一般使用有线介质作为传输介质，有线传输介质使通信设备的位置相对固定，一些特殊工业现场环境要求现场设备具有一定的移动性，则有线通信技术不适用于移动设备的连接。
蓝牙技术（Bluetooth）作为一种中短距离无线通信技术，具有无线性、协议开放、低能耗、高安全性等优点，所以它特别适合于连接具有移动性的现场设备设备，通过使用蓝牙无线技术作为电缆替代方案可以实现一种无线现场总线，并可通过网关设备实现无线网络与有线遗留系统的互联。
该文通过对传统有线现场总线网络的结构及其缺点的分析，结合蓝牙技术的特点，提出一种在现场总线中使用蓝牙技术替代有线传输介质的应用模型及基于该模型实现的原型系统。
1、 现场总线网络系统的结构及存在的问题
现场总线网络是一种自动化控制网络系统，它可以将专用或通用的微处理器集成到传统的测量控制仪表中，使其具有数字计算和通信能力，使用双绞线等传输介质作为总线，将多个具有一定智能的测量控制仪表连接成网络系统，并按开放、规范的通信协议构成适用于不同环境的自动化控制系统。根据不同的使用环境，常用的现场总线技术有：FF 基金会现场总线、LonWorks、PROFIBUS、CAN、HART 等，其中 FF 基金会现场总线技术因具有协议开放、全数字化通信、分布式控制、可互操作、专门针对过程控制设计等优点，在自动化领域得到了广泛支持并具有良好发展前景，该文的讨论以 FF 现场总线技术作为实例。
FF 现场总线协议采用了 ISO/OSI 模型中的三层：物理层、数据链路层和应用层;针对工业现场控制的特点，FF 现场总线还在应用层之上添加了用户层;FF 物理层规定了现场设备与总线之间的物理连接，常用的传输介质为双绞线等有线介质，但标准中也规定可以使用无线介质。FF 数据链路层为系统管理内核和总线访问子层访问总线介质提供服务。根据应用环境的不同，数据链路层可以使用 H1、H2、HSE 等不同的网络通信协议，该文后面的讨论将以 HSE 作为 FF 现场总线的数据链路层协议。应用层由现场总线访问子层 FAS 和现场总线信息规范子层 FMS 两个子层构成;用户层是在 ISO/OSI 模型七层结构的基础上专门为 FF 添加的层次。用户层中运行的主要是功能块应用进程，功能块应用进程用于完成基金会现场总线中的自动化系统功能。