如何实现矿井设备电池监测以及智能机械臂的控制

E104-BT05是一款基于蓝牙协议4.2的串口转BLE蓝牙从机模块，工作在2.4GHz频段。本模块支持低功耗广播、数据透传、控制配置、IO口电平读取、IO口电平设置、频率周期可变的PWM输出。模块可广泛应用于智能穿戴、家庭自动化、家庭安防、个人保健、智能家电、配饰与遥控器、汽车、照明、工业互联网、智能数据采集、智能控制等领域。最大支持波特率256000bps的数据传输。

1、矿井设备电池数据采集的应用

E104-BT05模块体积小、质量轻、功耗低适合嵌入到各种小型采集装置中，这里以检测矿井中设备电池为例。

一、使用E104-BT05的优势

1、 模块支持用户自定义数据格式的低功耗广播，将检测到的设备电池信息放入广播包中则可使任何主机设备扫描到数据信息，不需要额外开发通信协议。

2、 模块支持低功耗模式，用户可根据需求更改广播间隙并开启低功耗模式，最低功耗电流可达8uA，一颗纽扣电池就能满足矿井设备的长时间监测。

3、 模块支持空中配置，在将E104-BT05模块嵌入到设备后可以根据空中配置指令随时修改模块参数适配用户需求。

4、 模块还额外开设了IO口电平采集功能，可以减少用户的MCU开发，直接使用E104-BT05模块空中配置指令读取相关IO口电平量。

二、方案的结构

1、 矿井中包含E104-BT05的数据采集终端。

2、 支持主机功能的数据接收终端，比如手机APP、小程序、PC端数据接收软件。

工作流程如下：矿井设备采集电池信息并按一定格式打包，将打包好的数据信息作为参数传入到E104-BT05的广播包中（使用E104-BT05的设置广播包数据），终端监控设备扫描广播数据获取设备信息。

推荐使用连线图：

三、E104-BT05做矿井设备电池监测配置

1、 打开XCOM串口助手，配置好助手相关参数。E104-BT05默认波特率115200。8,1,0。配置如图。

2、 用户可以根据自己需要修改相关参数，此处演示修改设备名。

3、 按照推荐连线图与数据采集终端连接。

4、 将采集到的电池数据按照自定义格式打包，这里演示数据包如下（假设电池剩余57%的电量）

此处03表述包长，FF自定义字段，0507表示剩余电量。

5、 数据采集终端发送串口数据，以AT指令修改广播数据，指令采用十六进制发送“41542B4144564441543D  02010603FF0507”。

6、 用户可根据自己需要设计相关的APP或者PC端上位机，来获取设备的电池信息。

此处以串口助手为例演示。下载BLE测试工具，打开软件找到E104-BT05，可以看到设置的电池信息，用户可以自行设计右图所示界面软件来显示。

2、智能控制的应用

E104-BT05自带2路IO输出、4路周期频率可变的PWM输出，所以在智能控制领域有巨大优势，可以直接控制相关设备。这里以智能机械臂的控制为例说明。

一、使用E104-BT05的优点1、 体积小，质量轻，不会对机械臂造成额外的负担。

2、 自带4路PWM输出，2路IO输出，用户可以直接设置周期和频率，减少额外的单片机使用成本。

3、 模块支持空中配置，可随时随地设施机械臂参数。

二、方案结构

1、 智能机械臂控制终端。

2、 包含E104-BT05的智能机械臂执行终端。

方案图：

推荐连线图：

1、 在使用时需要配置相关参数如设备名等，具体配置如案例一步骤1、2所示。

2、 在PC端的控制可以使用串口助手，也可自行开发相关界面控制软件，此处以XCOM为例演示。设置IO2的输出，使用AT指令“AT+IO2=xx”，设置输出电平。此处控制表示机械臂的某个状态。

3、 机械臂的控制一般以PWM的控制为主，这里设置PWM1输出周期为10ms，占空比为10%的PWM波。PWM周期计算方法如下：在模块内部我们设置精度为T=0.01ms，即最小可以设置的周期为0.01ms，在设置时传入参数即可，如需要设置周期为10ms则t=T*para，带入T=0.01ms、t=10ms，计算出para=1000。

三、手机APP空中配置来控制机械臂

1、使用BLE调试助手搜索设备，点击建立连接。

2、 点击3号进入空中配置通道，验证空中配置密码。

3、空中配置密码认证通过后即可以设置控制机械臂了。用AT指令形式发送控制指令，如串口演示实例，如发送指令“AT+PWM2=20”。

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