怎样通过蓝牙将ArduinoUno连接到Android

第1步：电路

组件：

1 x Arduino Uno

3 x 220欧姆电阻器

1 x绿色LED

1 x黄色LED

1 x红色LED

1 x TMP36温度传感器

1 x JY-MCU蓝牙从模块（请参阅介绍）

1 x面包板

电线

连接：

步骤1）：将Arduino的地线和5V连接到面包板。

步骤2）：将LED放在面包板上，并将其阴极接地。将它们的阳极分别通过220欧姆电阻连接到数字引脚：黄色到引脚3，绿色到引脚4，红色到引脚5。

步骤3）：将TMP36传感器放在面包板上，将其引脚连接到5V，接地和A0 Arduino引脚。

步骤4）：将提供的电缆的一侧连接到JY-MCU蓝牙模块，另一侧连接到面包板；连接如下：

VCC 《-》 5V

GND 《-》 GND TXD 《-》引脚0（Rx）

RXD 《-》引脚1（Tx）

该草图还将使用数字引脚13上的Arduino内置LED。

由于TXD转到Rx，而RXD转到，蓝牙模块的连接可能会有些混乱。 Tx：这是一个解释。发送和接收是针对每个设备的，因此，蓝牙模块的TXD引脚发出的传输必须由Arduino在Rx引脚0上接收；同样，从Arduino Tx引脚1发出的传输也必须到达其RXD引脚上的JY-MCU蓝牙模块。

警告：蓝牙模块可能会干扰PC与Arduino的通信：对电路板进行编程时，请断开VCC。 （在我的测试中，情况并非如此，但请确保它不会造成任何伤害）。

步骤2：Arduino代码-简介

Arduino监听命令以点亮某些LED或显示其状态。另外，定时器中断使它可以通过TMP36传感器检查温度：如果温度大于阈值，则LED点亮；否则，指示灯熄灭。每n秒（其中n是通过应用设置的参数）会向该应用发送状态报告。简单的命令结构使应用程序可以将参数和值发送到Arduino，反之亦然。

程序中定义的命令结构为：

CMD RED | GREEN | YELLOW =开|关

CMD TMAX | SECONDS =值

CMD SECONDS =值

CMD状态

状态消息结构为：

状态红色|绿色|黄色| TMAX | SECONDS | TEMP | THIGH = value

Arduino将以完整状态回答STATUS命令，而在中断时它将报告较短的版本。

示例：

CMD RED = ON将红色LED点亮

CMD GREEN = OFF将绿色LED熄灭

您可以通过在Arduino IDE的串行监视器中发出命令并查看响应来测试草图：确保在底部的下拉选项中选择“回车”。

您可以从附件中下载草图代码。下一步将对此进行详细说明。

步骤3：Arduino代码-详细信息

上一步中所述的命令和消息结构

//串行参数：COM11 9600 8 N 1

// r或 n结束命令行

//蓝牙处于针脚0和1，速度为9600

//命令结构//CMD RED | GREEN | YELLOW = ON | OFF

//CMD TMAX | SECONDS = value

//CMD SECONDS = value

//CMD STATUS

//状态消息结构

//STATUS RED | GREEN | YELLOW | TMIN | TMAX | SECONDS | TEMP | THIGH = value

温度控制所需变量的初始化

float maxTemp = 30.0;//当温度》 maxTemp

int maxTempSensor =（int）（（maxTemp/100 + .5）* 204.8）;

浮点温度= 0.0;

以后可以更改maxTemp，但是程序需要使用默认值开始。 maxTempSensor是将maxTemp转换为Arduino ADC转换器提供的0-1023范围；温度比较将通过我们希望尽快执行的中断例程执行：直接比较整数Pin输出值而不是浮点温度更为有效。我们仍然要报告温度，程序会将其以相同的名称存储在变量中。

如果您不熟悉温度转换公式，可以在这里查看。

maxSeconds也可以使用命令进行更改，但再次需要默认值

int maxSeconds = 10;//每maxSeconds

Pin常量声明发送状态消息

const int ledPin = 13;//温度指示灯

const int tempPin = A0;//T36温度传感器模拟输入引脚

const int led1Pin = 3;//黄色

const int led2Pin = 4;//Green

const int led3Pin = 5;//红色

中断例程中使用并从其外部访问的变量

volatile int tempVal;

volatile int seconds = 0;

volatile boolean tempHigh = false;

volatile boolean statusReport = false;

Volatile是一个特殊的关键字，可防止编译器执行某些优化：在中断内修改的所有变量例程，并且必须在例程之外进行访问，必须将其声明为volatile，以表明其值可以随时更改，并确保在需要时从内存中读取最新的正确值。

命令字符串变量（稍后将对此进行说明）

字符串inputString =“”;

String command =“”;

字符串值=“”;

布尔stringComplete = false;

setup（）函数

void setup（）{

//开始串行连接

Serial.begin（9600）;

Serial.print（“ Max T：”）;

Serial.print（maxTemp）;

Serial.print（“ Sensor：”）;

Serial.println（maxTempSensor）;

inputString.reserve（50）;

command.reserve（50） ;

value.reserve（50）;

pinMode（ledPin，OUTPUT）;

digitalWrite（ledPin，LOW）;

pinMode（led1Pin，OUTPUT）;

pinMode（led2Pin，OUTPUT） ;

pinMode（led3Pin，OUTPUT）;

digitalWrite（led1Pin，LOW）;

digitalWrite（led2Pin，LOW）;

digitalWrite（led3Pin，LOW）;

字符串的reserve方法分配作为参数提供的字节数。

需要以下代码来初始化计时器中断并将其设置为每秒触发一次，这是Arduino可以完成的最慢的时间。有关详细信息，请参见此处。

cli（）;//禁用全局中断

//初始化Timer1以中断@ 1000毫秒

TCCR1A = 0;//将整个TCCR1A寄存器设置为0

TCCR1B = 0;//与TCCR1B

相同//将比较匹配寄存器设置为所需的计时器计数：

OCR1A = 15624;//打开CTC模式：

TCCR1B | =（1 《//为1024个预分频器设置CS10和CS12位：

TCCR1B | =（1 《 TCCR1B | =（1 《//启用计时器比较中断：

TIMSK1 | =（1 《 sei（）;//启用全局中断

}

定时器中断例程：我们无法更改其名称，但内容是完全可定制的。/p》

ISR（TIMER1_COMPA_vect）

{

tempVal = AnalogRead（tempPin）;

if（tempVal》 maxTempSensor）{

digitalWrite（ledPin，HIGH）;

tempHigh = true;

}

else {

digitalWrite（ledPin，LOW）;

tempHigh = false;

}

温度值-或如上文所述，从传感器读取其0-1023整数表示形式，并将其与阈值进行比较：当上面的内置LED点亮并且tempHigh设置为true时，否则关闭LED并 tempHigh设置为false。

如果（秒++》 = maxSeconds）{

statusReport = true;

秒= 0;

}

}

请记住，每秒触发一次中断，但是我们希望报告系统状态的频率降低：秒变量在每次迭代时递增，直到达到s报告到期时的值；稍后将在主循环中通过检查statusReport标志来完成此操作。通常，永远不要执行太慢的操作，例如从中断例程中将数据写入串行。

loop（）函数在接收到指令后便会解释并执行命令，然后如果计时器发出标志，则会报告状态打断。为了从串行缓冲区读取字符串，loop（）依赖于将在最后定义的serialEvent（）函数：该例程在每次loop（）运行之间运行。它没有得到广泛的记录，并且可能不适用于所有的Arduino模型。无论如何，将其内容嵌套在主循环中并不难（请参见本步骤的结尾）。

void loop（）{

int intValue = 0;

if（stringComplete）{ boolean stringOK = false;

if（inputString.startsWith（“ CMD”））{

inputString = inputString.substring（4）;

首先，我们检查接收到的字符串是否以“ CMD”开头：如果是这样，我们可以丢弃前四个字符，否则稍后会出现错误。

int pos = inputString.indexOf（‘=’）;

if（pos》 -1）{

command = inputString.substring（0，pos）;

value = inputString。 substring（pos + 1，inputString.length（）-1）;//提取最多 n个被排除的命令

有两种类型的命令：设置值的命令，在其中找到分隔空格的“ =”值对，以及该命令是单个指令（STATUS）。如果pos处出现“ =”，则字符串将分为命令（左部分）和值（右部分），并将“ =”插入中间，并在行尾添加末尾字符。

如果（command.equals（“ RED”））{//RED = ON | OFF

value.equals（“ ON”）？ digitalWrite（led3Pin，HIGH）：digitalWrite（led3Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

否则if（command.equals（“ GREEN”））{//GREEN = ON | OFF

value.equals（“ ON”）吗？ digitalWrite（led2Pin，HIGH）：digitalWrite（led2Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

否则if（command.equals（“ YELLOW”））{//YELLOW = ON | OFF

value.equals（“ ON”）吗？ digitalWrite（led1Pin，HIGH）：digitalWrite（led1Pin，LOW）;

stringOK = true;

}

我们检查并执行LED命令；请注意，代码仅检查值ON：如果您写入GREEN = ASD，它将被解释为GREEN = OFF。它不是完美的，但是它使事情变得简单得多。每次识别并执行命令时都会设置stringOK = true，以便以后标记错误的命令。

否则，如果（command.equals（“ TMAX”））{//TMAX =值

intValue = value.toInt（）;

如果（intValue》 0）{

maxTemp = （float）intValue;

maxTempSensor =（int）（（maxTemp/100 + .5）* 204.8）;

stringOK = true;

}

}

否则，如果（command.equals（“ SECONDS”））{//SECONDS = value

intValue = value.toInt（）;

如果（intValue》 0）{

maxSeconds = intValue;

stringOK = true;

}

}

当值应为数字时，我们需要将其转换并测试它确实是一个数字。对于MaxTemp，我们还按照变量定义部分中的说明计算传感器值

}//pos》 -1

else if（inputString.startsWith（“ STATUS”））{

Serial.print（“ STATUS RED =”）;

Serial.println（digitalRead（led3Pin ））;

Serial.print（“ STATUS GREEN =”）;

Serial.println（digitalRead（led2Pin））;

Serial.print（“ STATUS YELLOW =”）;

Serial.println（digitalRead（led1Pin））;

Serial.print（“ STATUS TMAX =“）;

Serial.println（maxTemp）;

Serial.print（” STATUS SECONDS =“）;

Serial.println（maxSeconds）;

Serial.print（“ STATUS TEMP =”）;

Serial.println（temperature）;

Serial.print（“ STATUS THIGH =”）;

Serial.println（tempHigh）;

stringOK = true ;

}//inputString.starts With（“ STATUS”）

如果命令是STATUS，则程序仅将所有信息输出到串行。

}//inputString.startsWith （“ CMD”）

stringOK吗？ Serial.println（“ Command Executed”）：Serial.println（“ Invalid Command”）;

指示是否已收到有效或无效命令。

//清除字符串以进行下一次迭代

inputString =“”;

stringComplete = false;

}//stringComplete

下一次命令迭代的变量内务处理。

if（statusReport）{

temperature =（tempVal * 0.0048828125-.5）* 100;

Serial.print（“ STATUS TEMP =”）;

Serial.println（temperature）;

Serial.print（“ STATUS THIGH =”）;

Serial.println（tempHigh）;

statusReport = false;

}

}

如果中断例程已引发statusReport标志，则将打印一些信息请注意，此时要计算当前温度值：因此，如果在statusReport时间间隔之间发出STATUS命令，则会得到旧的温度值。

如前所述，只要新数据进入硬件串行RX，就会发生serialEvent（）。该例程在每次loop（）运行之间运行，因此在循环内部使用delay可以延迟响应。可能有多个字节的数据。

无效的serialEvent（）{

而（Serial.available（））{

//获得新的字节：

char inChar =（char）Serial.read（）;

//将其添加到inputString：

inputString + = inChar;

//如果传入字符是换行符或回车符，则设置标志

//，因此主循环可以对此做一些事情：

if（inChar ==‘ n’|| inChar ==‘ r’）{

stringComplete = true;

}

}

}

从串行读取每个字节并将其添加到输入字符串，直到遇到“ n”或“ r”表示字符串结尾：在这种情况下，设置由loop（）检查的stringComplete标志。同时使用回车符 r和换行符 n确保代码能够从各种输入（包括Arduino IDE串行监视器以外的其他串行终端）检测字符串结尾。

关于蓝牙和串行的注意事项

在许多示例中，包括JY-MCU卖方的示例，您可以找到连接在不同Arduino数字引脚（例如10和11）上的蓝牙模块，以及通过SoftwareSerial库访问。根据我的测试结果，当该模块仅用于发送信息时，SoftwareSerial可以完美运行，但是在接收命令时Arduino Uno不够快。我没有尝试降低SoftwareSerial连接的速度（在示例中通常设置为2400bps），因为MIT AppInventor应用似乎不支持蓝牙连接速度设置。

使用SoftwareSerial，serialEvent（）不会工作：需要重命名它（例如mySerialEvent（））并在loop（）的开头显式调用它。

步骤4：App Inventor代码-简介

在使用Android应用之前，您需要将Bluetooth模块与智能手机配对。

给Arduino开发板通电，打开在Android手机上的蓝牙上并搜索附近的蓝牙设备：JY-MCU模块将显示为HC-06，配对密码为1234。

蓝牙Arduino连接的关键组件应用程序是蓝牙客户端，而Arduino板将充当服务器：这意味着应用程序将始终启动连接。给Arduino开发板供电时，蓝牙模块红色LED开始闪烁；按下应用程序的“连接到设备”按钮，然后从列表中选择模块：红色LED指示灯将变为稳定，连接状态将变为“已连接”。

同样，这与蓝牙无关Master/Slave，但仍可能令人困惑：您的Bluetooth模块需要为Slave，但它（或Arduino草图）在客户端中将充当Server-与Android应用程序进行服务器通信。

您可以直接从Android Play商店安装Bluetooth Arduino Connection App，或者您可以通过下载附件将完整的应用程序代码导入到MIT App Inventor项目中。

蓝牙Arduino连接应用程序是使用MIT App Inventor 2开发的；以下步骤将提供详细说明。

步骤5：App Inventor代码-详细信息

Arduino蓝牙连接应用程序的关键组件是：

用于蓝牙配对设备的ListPicker（ListPicker1）

3个按钮，每个按钮控制相应的配色板LED（RedLedBtn，GreenLedBtn，YellowLedBtn）

发送状态命令（GetStatusBtn）的按钮

带有关联按钮的按钮文本框以设置状态报告间隔（SecondsBtn和SecondsTxBx）

巨大的多行状态标签，显示从Arduino板（状态）接收的信息

上一步（BluetoothClient1）

一个时钟组件，该时钟组件在客户端连接时每秒触发一次中断（Clock1）

以下是基于以下内容的应用代码说明：上面的图片。

图1

Variabl当打开应用程序屏幕时，将设置并初始化LED的状态和间隔。

图2

连接ListPicker对象ListPicker1使用两种方法：

已准备好可用（配对）的蓝牙设备的列表，并显示给用户

当用户选择设备时，将调用Bluetooth Client对象的Connect方法为了开始连接：如果成功，它将显示在适当的标签中，并激活Clock中断，以便可以接收来自设备的消息。

图3

在这里，我们演示如何向Arduino板发送命令。

按下GetStatusBtn时，将调用Bluetooth Client对象的SendText方法并执行文本命令发出：注意，在“ CMD STATUS”字符串的末尾添加了“ n”，以便Arduino草图中的serialEvent（）函数能够知道消息何时结束。

代码打开或关闭LED稍微复杂一点：

我们使用相应的变量来跟踪其当前状态：如果打开，我们想将其关闭，反之亦然；因此，首先，我们将变量更改为布尔值

，然后使用新状态更新按钮标签

最后，调用BluetoothClient1.SendText来传输命令。

其他命令的代码非常相似，因此未显示。

图4

每次Clock1计时器触发，该例程被执行：它等效于Arduino的serialEvent（）;。如果BluetoothClient1接收到字节，则将它们复制到状态标签中。请注意，Bluetooth客户端对象具有一种返回所接收消息长度的方法。

步骤6：结论

在此指导中，我演示了一个通过蓝牙连接Arduino开发板和Android智能手机的有用方法。通信是双向的，因此开发板不仅向应用程序报告其状态，而且还从应用程序接收命令。

此外，一个简单的扩展程序允许将Arduino的命令发送给应用程序。电话：例如：按下板上的按钮即可拍照或发送短信。

Arduino草图可以作为远程命令处理的基础，它使用中断来执行一些操作-检查温度并打开LED警报-并发送状态心跳信号：该技术不仅可以通过蓝牙通信应用，还可以通过以太网等其他方式应用。

MIT App Inventor应用程序使用中断同样：它等效于Arduino的loop（）+ serialEvent（）函数的重复，并且类似地用于接收消息。