关于蓝牙模块智能灯控应用方案的详细介绍

当今是信息高速发展的时代，经济、文化的流行与传播都离不开信息。信息的传递直接影响着人们生活的方方面面，信息的传递方式又各有不同，如有线传输、无线传输等；而无线传输还可按协议不同分为：蓝牙、WIFI、zigbee、LoRa等，这其中蓝牙通信技术凭借着优越的性能及安全性，已然在商业、工业及个人生活等得到了广泛应用，今天亿佰特为大家介绍下蓝牙模块智能灯控应用方案。

那么，要使用蓝牙，就必不可少的需要用到蓝牙设备；在此，让我们先了解一下E104-BT01这款模块；并且本文提供一些基于E104-BT01的蓝牙数据透传、IO口控制输出等功能，所能实现的一些无线产品方案及思路。

E104-BT01是成都亿佰特设计生产的一款体积极小的无线蓝牙模块；模块采用美国德州仪器（TI）公司原装进口CC2541射频芯片，自带高性能PCB板载天线，并适用于BLE协议。模块可使用串口收发蓝牙数据，降低了蓝牙应用的门槛。模块引出单片机所有IO口，集成了透传功能、主从一体，即拿即用，可进行多方位的开发。支持串口指令配置模块参数和功能，广泛应用于穿戴设备、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、工业互联网等领域。

无论是何种基于E104-BT01的产品方案，其前期都离不开蓝牙连接功能。

E104-BT01模块互连操作：若开发的产品的蓝牙连接双方，都采用的E104-BT01，则上电后作为主机的E104-BT01会主动去连接，服务UUID为FFF0的E104-BT01从机。但是若此时处于主机扫描范围内，存在多个服务UUID为FFF0的E104-BT01从机，则主机去连接的从机可能并不是应该连接的从机。所以这个时候，需要向E104-BT01发送“AT+BONDMAC”指令，绑定需要连接的E104-BT01的MAC地址；这样，主从机连接会变得更加稳定高效。

手机连接E104-BT01操作：若开发的产品是使用手机与E104-BT01相连，那么产品开发者所开发的配套手机APP，需要具有一个选择蓝牙设备连接界面。注意：无论何种产品方案，其蓝牙连接步骤都大同小异；本文以后的方案，都省略讲解此处连接操作。具体的AT指令使用方法，请参考E104-BT01用户手册。

单独使用E104-BT01的简单应用方案及思路

由于E104-BT01自身集成了两路I/O输入采集口（IO0与IO1口），及两路I/O输出控制口（IO2与IO3口），可以通过相应的AT指令进行操作。利用E104-BT01的I/O控制功能，可以做一些小型且简单的无线设备。其中，最容易实现的即为无线灯控设备。E104-BT01使用者，可以做一个如下图的简单安卓灯控界面；只需在安卓程序中实现：按下界面中的按键，手机即在“CONFIG CHANNEL”通信通道发送相应的AT指令（如“AT+IO2=1”指令），即可控制E104-BT01的IO2端口输出高电平。该电平信号经相应的驱动电路，就可以控制小到3.3V的LED灯，大到220V的节能灯的亮灭。

当然，灯控的应用，做主机控制的不仅可以是手机，也可以是其他的蓝牙主机设备（如某种微型蓝牙遥控器），其原理都别无二致。因此，若使用者准备开发的产品，功能比较简单，则作为从机的E104-BT01无需再接多余的MCU，这样既可缩短开发周期，也节省了开发成本。

从上节可知，仅仅使用E104-BT01做开发，而不使用主控MCU；虽然可以实现一些功能，但功能过于单一，对E104-BT01的性能造成了一定的浪费。要想将E104-BT01物尽其用，则应将E104-BT01作为外设，被相连的主控MCU所控制。利用E104-BT01的透传功能与MCU结合，可以产生丰富多样的蓝牙无线产品。此节中，我们就其透传功能，介绍一些功能实际的蓝牙产品的实现方案及思路。

举一个简单的小例子，就如上一节所谈的灯控，若是接入一个具有大量I/O端口的主控MCU，那么可控灯的数目就变得十分可观了。我们可以利用E104-BT01做从机时的透传特性，结合主控MCU，做成一款“蓝牙灯控处理器”；再用手机作为蓝牙主机，来发送自定义的灯控指令，来控制“蓝牙灯控处理器”。这样，一款家庭灯光蓝牙遥控系统就大概实现了。

那么举一个简单的例子，手机灯控APP可以做成如下操作界面。至于相应的程序实现思路也并不复杂。在该灯控产品开发时，应该对每个灯控端口进行编号，如LED0~LED9。那么较简单的方案思路：在用户初次使用时，直接在手机界面上先显示“LED0”~“LED9”这种默认名字，然后由用户自己去每一个灯都操作一番。我们只需要再给用户提供，下图图一所示的照明灯分组命名的功能，由用户自己判断LED0~LED9对应的照明灯即可。

这样即能形成如下图二界面，用户即可在图二界面中，通过点击图标来控制各个房间的灯。

点击各照明灯图标后，应用程序只需要执行，发送固定格式的对应蓝牙数据包动作，比如：点击图二中的“客厅灯”，这个灯其实际上是对应的LED6端口，只是被用户重命名了，这时手机就会在“MAST CHANNEL”通道发送“LED6:1”。当E104-BT01收到此数据包后，会将接收到的数据通过串口，发送给相连的MCU；主控MCU将收到的数据包进行解析后，将会执行LED6端口输出高电平，此时“客厅灯”被点亮。

上面这种方案，是采用手机作为主机，向作为从机的“E104-BT01+MCU”设备，发送相应的控制数据包。其实，也可以用另一个“E104-BT01+MCU”设备，设置为主机，加上相应的各个按键，即做成一个灯光遥控器，也可方便的控制各LED灯；至于程序的实现的思路也与方案一相同。但是这种方案，不能让用户自由分组和命名，缺少了一点灵活性，操作也不够直观，而且用户还得购买配套的遥控器，增加了用户的成本。所以，这种方案实现虽然更加简单，但并不十分推荐。

其实，利用E104-BT01的透传特性，不仅仅只是能控制灯光，对于控制门锁、遥控可运动设备等都具有很好的控制效果。拿控制门锁开关来说，由于蓝牙优秀的加密及跳频特性，可以很好的做到抗干扰，及对加密设备有效的安全控制。

在这里我们可以浅谈一下，利用E104-BT01的透传特性实现蓝牙门锁的方案及思路。还是拿手机作为主机为例，用户手机首次与蓝牙门锁连接时，需要在如下图一的界面中填入设置的开锁密码；在此操作中手机程序将填入的密码，按照一定的格式发送到E104-BT01，数据包经E104-BT01串口输入到门锁主控MCU中，并被保存在MCU的FLASH区中。

自此，用户开关锁页面默认为下图界面。用户每次需要开关锁时，只需要打开“蓝牙门锁APP”，点击图二相应图标即可开关锁。而这个开关锁的过程就牵扯到安全性的问题，那么手机就不能仅仅发送“ON”或“OFF”开关锁。为了增加安全性，应在手机发送的数据包中添加密码；比如，密码若为“123456”，则发送“123456ON”；这样，只有同时密码正确的指令数据包，才是有效的。

如果想继续提高加密等级，还可以将密码“123456”，经一套双方相同的加密算法进行再次加密，将新算出的密码结合“ON”或“OFF”后再发送给E104-BT01。蓝牙门锁的MCU，将从E104-BT01接收的数据，进行解密后再执行相关操作。若想修改原密码，只需点击图二左上角“菜单”图标，进入图一的输入密码界面。在该界面先后输入旧新密码，其手机也应该先后发送旧新密码数据包，如“123456OLD”、“654321NEW”。前者旧密码蓝牙数据包发送过去后，是令门锁MCU开启密码权限，进入密码修改模式；紧接的新密码蓝牙数据包，就可以更新到门锁MCU的密码FLASH存储区了。若是再将此蓝牙门锁方案，结合上一小结的灯控方案，则可以做到一个手机作为多个蓝牙门锁的钥匙，使之蓝牙门锁系统更为方便且贴合实际，省去了金属钥匙的携带烦恼。

对于这种蓝牙门锁的应用，并不推荐使用“E104-BT01+MCU”来制作蓝牙钥匙的方案。因为，用手机作为钥匙，不仅操作更加直观，其修改密码也十分方便；更主要的原因是蓝牙电子钥匙模块方案，携带并不比实际的金属钥匙方便。终上所述，我们更推荐将蓝牙钥匙开发成APP，集成到手机上的方案。

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