基于藍牙與Android設備的控制系統設計

　　Android操作系統是Google基于開(kāi)源的Linux操作系統開(kāi)發(fā)的移動(dòng)操作平臺，由操作系統、中間件、用戶(hù)界面和應用軟件組成，是專(zhuān)門(mén)為移動(dòng)終端打造的開(kāi)放和完整的移動(dòng)操作系統。Android軟件平臺包含Java Application、Application Framework、Libraries、Runtime與LinuxOS等層。用戶(hù)可根據產(chǎn)品的不同需求對系統進(jìn)行裁剪，從而適應多樣的產(chǎn)品需求，Android系統就如同積木一樣通過(guò)組合不同的軟硬件實(shí)現不同的應用產(chǎn)品。藍牙的出現為移動(dòng)設備的互聯(lián)提供了一個(gè)方便快捷的選擇，Android設備和以單片機為處理器的控制器聯(lián)接使兩者的功能得到了互補。

　　1系統架構

　　基于藍牙與Android設備的控制系統由Android設備和下位機組成。Android設備(Android智能手機或Android平板)安裝有專(zhuān)門(mén)編制的軟件。下位機采用ATMEL公司高效的RISC內核的ATMEGA 8為核心，并集成藍牙串行模塊為通信信道。Android設備通過(guò)藍牙將數據發(fā)送至下位機，下位機根據接收到數據，完成相應的控制功能，并將處理結果上傳，實(shí)現實(shí)時(shí)監測、實(shí)時(shí)控制功能。下位機只負責數據的采集和實(shí)現控制功能，數據的存儲和處理在A(yíng)ndroid設備上實(shí)現。

　　2下位機設計

　　2.1控制模塊的設計

　　下位機由ATMEAG8、數字溫度傳感器、電機驅動(dòng)電路等組成，其中CPU部分電路如圖1所示。下位機處理器串口連接藍牙模塊。數字溫度傳感器將當前溫度直接轉換成數字信號。藍牙模塊設置為從工作模式。

?

　　圖1 CPU電路原理圖

　　系統上電后藍牙模塊處于等待連接狀態(tài)，當Android設備第一次發(fā)出連接請求時(shí)需要輸入藍牙模塊的內置密碼，以后再連接時(shí)則不需要輸入密碼，只有密碼匹配成功才能后成功建立藍牙連接。藍牙模塊為Android設備和ATMEAG8的通信信道，實(shí)現Android設備和下位機的雙向數據連接。用戶(hù)通過(guò)Android設備向下位機發(fā)送命令，下位機接收到命令后，控制相應的執行模塊，實(shí)現設定的控制功能。K1和K2為低電平，電機兩端電壓為0V，電機停止;K1為高電平，K2為低電平電機兩端為5V，電機正向轉動(dòng);K1為低電平，K2為高電平電機兩端為-5V，電機反向轉動(dòng);K1和K2不能同時(shí)為高電平，電機驅動(dòng)電路如圖2所示

?

　　圖2電機驅動(dòng)電路原理圖

　　2.2藍牙模塊

　　藍牙模塊型號為IDS-BM4A，模塊有主/從兩種工作模式，通過(guò)PIO2電平來(lái)選擇模塊的工作，PIO2為高電平，模塊工作在從模式。模塊可以有兩種應用方式，方式1：從模塊上電即開(kāi)始工作，用戶(hù)可以通過(guò)Android設備查找模塊，模塊設備名稱(chēng)為“SPP”，查到設備后選擇連接，電腦端將提示輸入密碼，此時(shí)輸入“0000”，電腦將與模塊建立透明連接。方式2：需要兩個(gè)藍牙模塊，一個(gè)設置為主模式，一個(gè)設置為從模式，分別與兩個(gè)MCU連接，上電后主從模塊會(huì )自動(dòng)配對連接，連接成功后主從模塊將建立透明數據傳輸，兩個(gè)設備之間可以直接互發(fā)數據。

　　工作狀態(tài)指示：模塊PIO0用來(lái)連接LED，指示當前工作方式。

　　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(kāi)PIO1為低電平。

　　波特率設定表：