基于藍(lán)牙與Android設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
Android操作系統(tǒng)是Google基于開源的Linux操作系統(tǒng)開發(fā)的移動操作平臺,由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成,是專門為移動終端打造的開放和完整的移動操作系統(tǒng)。Android軟件平臺包含Java Application、Application Framework、Libraries、Runtime與LinuxOS等層。用戶可根據(jù)產(chǎn)品的不同需求對系統(tǒng)進(jìn)行裁剪,從而適應(yīng)多樣的產(chǎn)品需求,Android系統(tǒng)就如同積木一樣通過組合不同的軟硬件實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用產(chǎn)品。藍(lán)牙的出現(xiàn)為移動設(shè)備的互聯(lián)提供了一個方便快捷的選擇,Android設(shè)備和以單片機(jī)為處理器的控制器聯(lián)接使兩者的功能得到了互補(bǔ)。
1系統(tǒng)架構(gòu)
基于藍(lán)牙與Android設(shè)備的控制系統(tǒng)由Android設(shè)備和下位機(jī)組成。Android設(shè)備(Android智能手機(jī)或Android平板)安裝有專門編制的軟件。下位機(jī)采用ATMEL公司高效的RISC內(nèi)核的ATMEGA 8為核心,并集成藍(lán)牙串行模塊為通信信道。Android設(shè)備通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機(jī),下位機(jī)根據(jù)接收到數(shù)據(jù),完成相應(yīng)的控制功能,并將處理結(jié)果上傳,實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測、實(shí)時控制功能。下位機(jī)只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和實(shí)現(xiàn)控制功能,數(shù)據(jù)的存儲和處理在Android設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。
2下位機(jī)設(shè)計(jì)
2.1控制模塊的設(shè)計(jì)
下位機(jī)由ATMEAG8、數(shù)字溫度傳感器、電機(jī)驅(qū)動電路等組成,其中CPU部分電路如圖1所示。下位機(jī)處理器串口連接藍(lán)牙模塊。數(shù)字溫度傳感器將當(dāng)前溫度直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。藍(lán)牙模塊設(shè)置為從工作模式。
圖1 CPU電路原理圖
系統(tǒng)上電后藍(lán)牙模塊處于等待連接狀態(tài),當(dāng)Android設(shè)備第一次發(fā)出連接請求時需要輸入藍(lán)牙模塊的內(nèi)置密碼,以后再連接時則不需要輸入密碼,只有密碼匹配成功才能后成功建立藍(lán)牙連接。藍(lán)牙模塊為Android設(shè)備和ATMEAG8的通信信道,實(shí)現(xiàn)Android設(shè)備和下位機(jī)的雙向數(shù)據(jù)連接。用戶通過Android設(shè)備向下位機(jī)發(fā)送命令,下位機(jī)接收到命令后,控制相應(yīng)的執(zhí)行模塊,實(shí)現(xiàn)設(shè)定的控制功能。K1和K2為低電平,電機(jī)兩端電壓為0V,電機(jī)停止;K1為高電平,K2為低電平電機(jī)兩端為5V,電機(jī)正向轉(zhuǎn)動;K1為低電平,K2為高電平電機(jī)兩端為-5V,電機(jī)反向轉(zhuǎn)動;K1和K2不能同時為高電平,電機(jī)驅(qū)動電路如圖2所示
圖2電機(jī)驅(qū)動電路原理圖
2.2藍(lán)牙模塊
藍(lán)牙模塊型號為IDS-BM4A,模塊有主/從兩種工作模式,通過PIO2電平來選擇模塊的工作,PIO2為高電平,模塊工作在從模式。模塊可以有兩種應(yīng)用方式,方式1:從模塊上電即開始工作,用戶可以通過Android設(shè)備查找模塊,模塊設(shè)備名稱為“SPP”,查到設(shè)備后選擇連接,電腦端將提示輸入密碼,此時輸入“0000”,電腦將與模塊建立透明連接。方式2:需要兩個藍(lán)牙模塊,一個設(shè)置為主模式,一個設(shè)置為從模式,分別與兩個MCU連接,上電后主從模塊會自動配對連接,連接成功后主從模塊將建立透明數(shù)據(jù)傳輸,兩個設(shè)備之間可以直接互發(fā)數(shù)據(jù)。
工作狀態(tài)指示:模塊PIO0用來連接LED,指示當(dāng)前工作方式。
主模式:
未連接,LED間隔1秒鐘快速閃爍2次;已連接,LED常亮。
從模式:
未連接,LED快速閃爍;已連接,LED常亮。
連接狀態(tài)指示:模塊PIO1為連接狀態(tài)指示,連接成功PIO1為高電平,連接斷開PIO1為低電平。
波特率設(shè)定表:
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