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        基于Ardunio和Android的藍牙遙控車

        2016-06-08 13:16:49劉力
        科技視界 2016年14期

        劉力

        【摘 要】利用Arduino嵌入式開發(fā)板實現(xiàn)基于藍牙串口的通信遠程遙控小車。

        【關(guān)鍵詞】Arduino;Android;Bluetooth;UIUD

        1 概述

        本文描述了,如何基于Arduino和Android之間藍牙通信的遠程遙控車,并且詳細的描述了技術(shù)實現(xiàn)。

        1.1 Ardunio

        Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺,包含硬件(各種型號的Arduino板)和軟件(Arduino IDE)。由一個歐洲開發(fā)團隊最早于2005年冬季開發(fā)。其成員包括Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis和Nicholas Zambetti。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境,通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序,編譯成二進制文件,燒錄進微控制器。對Arduino的編程是利用 Arduino編程語言 (基于Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于 Processing)來實現(xiàn)的。基于Arduino的項目,可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在PC上運行的軟件,他們之間進行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)來實現(xiàn)。

        1.2 BlueTooth

        藍牙一種無線技術(shù)標準,可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波)。藍牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制。藍牙使用跳頻技術(shù),將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)包,通過79個指定的藍牙頻道分別傳輸數(shù)據(jù)包。每個頻道的頻寬為1 MHz。藍牙4.0使用2 MHz 間距,可容納40個頻道。藍牙是基于數(shù)據(jù)包、有著主從架構(gòu)的協(xié)議。一個主設(shè)備至多可和同一微微網(wǎng)中的七個從設(shè)備通訊。所有設(shè)備共享主設(shè)備的時鐘。分組交換基于主設(shè)備定義的、以312.5μs為間隔運行的基礎(chǔ)時鐘。兩個時鐘周期構(gòu)成一個625μs的槽,兩個時間隙就構(gòu)成了一個1250μs的縫隙對。在單槽封包的簡單情況下,主設(shè)備在雙數(shù)槽發(fā)送信息、單數(shù)槽接受信息。而從設(shè)備則正好相反。封包容量可長達1、3、或5個時間隙,但無論是哪種情況,主設(shè)備都會從雙數(shù)槽開始傳輸,從設(shè)備從單數(shù)槽開始傳輸。

        1.3 Android智能手機

        Android是一種基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng),主要使用于移動設(shè)備,如智能手機和平板電腦,由Google公司和開放手機聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱,中國大陸地區(qū)較多人使用“安卓”或“安致”。Android操作系統(tǒng)最初由Andy Rubin開發(fā),主要支持手機。2005年8月由Google收購注資。2007年11月,Google與84家硬件制造商、軟件開發(fā)商及電信營運商組建開放手機聯(lián)盟共同研發(fā)改良Android系統(tǒng)。隨后Google以Apache開源許可證的授權(quán)方式,發(fā)布了Android的源代碼。第一部Android智能手機發(fā)布于2008年10月。Android逐漸擴展到平板電腦及其他領(lǐng)域上,如電視、數(shù)碼相機、游戲機等,全世界采用這款系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達到10億臺。

        2 Arduino實現(xiàn)

        該系統(tǒng)采用Arduino作為嵌入式的開發(fā)主板,基于Android手機的App提供遠程遙控功能,使用藍牙作為通信數(shù)據(jù)交換的承載。當Ardunino收到數(shù)據(jù)后,翻譯成對應(yīng)的馬達驅(qū)動信號,去驅(qū)動相關(guān)部件。由于Ardunio的特性,它的驅(qū)動模塊像積木一樣的是層層搭建,所以整體硬件層次從上到下依次疊加,分別是:藍牙模塊,傳感器模塊,馬達驅(qū)動擴展板,Arduino母板

        2.1 馬達驅(qū)動板

        我們使用 L298 擴展板作為馬達驅(qū)動板,由于我們使用的9V的外置電源,我們驅(qū)動2個馬達,需要提供穩(wěn)定的電源與電壓

        2.2 傳感器擴展版

        由于馬達驅(qū)動板遮蓋住了所有的串口接口,我們不得不在馬達驅(qū)動板的上層覆蓋一個傳感器擴展版版,來連接相應(yīng)的外置串口設(shè)備,具體功能如下:

        Arduino的端口擴展成3P接口,直插3P傳感器模塊。14個數(shù)字口(6個PWM口),6個模擬口。

        豐富的通信和存儲模塊接口。中部直插Xbee封裝的藍牙、WIFI和Xbee通信模塊。旁邊設(shè)置了普通藍牙模塊、APC和SD卡的擴展接口。

        外部電源擴展,為你的Arduino作品提供持久續(xù)航。擴展板角落接線柱為主控器和擴展板供電,中部接線柱為數(shù)字口上的舵機供電。

        2.3 藍牙模塊

        我們使用JY-MCU作為藍牙模塊,該模塊提供了藍牙串口服務(wù)和內(nèi)置的藍牙協(xié)議,只需使用串口,按照對應(yīng)的規(guī)則連接藍牙模塊,并使用基于藍牙串口通信協(xié)議。

        3 相關(guān)功能代碼

        3.1 Arduino藍牙,馬達驅(qū)動代碼

        4 試驗結(jié)果

        按照該設(shè)計方案,能夠達到通過android智能手機,基于藍牙通信,可以完全控制電機實現(xiàn)小車的各種方向的行走。

        5 結(jié)束語

        本文給出了,一個基于Android手機藍牙模塊連接Arduino藍牙的遠程控制遙控車的應(yīng)用,相信隨著Arduino電子積木的興起,相有越來越多的基于Arduino的應(yīng)用涌現(xiàn)出來。

        [責任編輯:王偉平]

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