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        基于Ardunio和Android的藍(lán)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(shí)現(xiàn)基于藍(lán)牙串口的通信遠(yuǎn)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(lán)牙通信的遠(yuǎn)程遙控車,并且詳細(xì)的描述了技術(shù)實(shí)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(tái),包含硬件(各種型號(hào)的Arduino板)和軟件(Arduino IDE)。由一個(gè)歐洲開發(fā)團(tuán)隊(duì)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(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境,通過(guò)控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來(lái)反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過(guò)Arduino的編程語(yǔ)言來(lái)編寫程序,編譯成二進(jìn)制文件,燒錄進(jìn)微控制器。對(duì)Arduino的編程是利用 Arduino編程語(yǔ)言 (基于Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于 Processing)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?;贏rduino的項(xiàng)目,可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件,他們之間進(jìn)行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        1.2 BlueTooth

        藍(lán)牙一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)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(wú)線電波)。藍(lán)牙技術(shù)最初由電信巨頭愛(ài)立信公司于1994年創(chuàng)制。藍(lán)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(guò)79個(gè)指定的藍(lán)牙頻道分別傳輸數(shù)據(jù)包。每個(gè)頻道的頻寬為1 MHz。藍(lán)牙4.0使用2 MHz 間距,可容納40個(gè)頻道。藍(lán)牙是基于數(shù)據(jù)包、有著主從架構(gòu)的協(xié)議。一個(gè)主設(shè)備至多可和同一微微網(wǎng)中的七個(gè)從設(shè)備通訊。所有設(shè)備共享主設(shè)備的時(shí)鐘。分組交換基于主設(shè)備定義的、以312.5μs為間隔運(yùn)行的基礎(chǔ)時(shí)鐘。兩個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成一個(gè)625μs的槽,兩個(gè)時(shí)間隙就構(gòu)成了一個(gè)1250μs的縫隙對(duì)。在單槽封包的簡(jiǎn)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(zhǎng)達(dá)1、3、或5個(gè)時(shí)間隙,但無(wú)論是哪種情況,主設(shè)備都會(huì)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(jī)

        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(dòng)設(shè)備,如智能手機(jī)和平板電腦,由Google公司和開放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開發(fā)。尚未有統(tǒng)一中文名稱,中國(guó)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(jī)。2005年8月由Google收購(gòu)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(yíng)運(yùn)商組建開放手機(jī)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(jī)發(fā)布于2008年10月。Android逐漸擴(kuò)展到平板電腦及其他領(lǐng)域上,如電視、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等,全世界采用這款系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達(dá)到10億臺(tái)。

        2 Arduino實(shí)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(jī)的App提供遠(yuǎn)程遙控功能,使用藍(lán)牙作為通信數(shù)據(jù)交換的承載。當(dāng)Ardunino收到數(shù)據(jù)后,翻譯成對(duì)應(yīng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào),去驅(qū)動(dòng)相關(guān)部件。由于Ardunio的特性,它的驅(qū)動(dòng)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(lán)牙模塊,傳感器模塊,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展板,Arduino母板

        2.1 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板

        我們使用 L298 擴(kuò)展板作為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板,由于我們使用的9V的外置電源,我們驅(qū)動(dòng)2個(gè)馬達(dá),需要提供穩(wěn)定的電源與電壓

        2.2 傳感器擴(kuò)展版

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

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

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

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

        2.3 藍(lán)牙模塊

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

        3 相關(guān)功能代碼

        3.1 Arduino藍(lán)牙,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)代碼

        4 試驗(yàn)結(jié)果

        按照該設(shè)計(jì)方案,能夠達(dá)到通過(guò)android智能手機(jī),基于藍(lán)牙通信,可以完全控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車的各種方向的行走。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        本文給出了,一個(gè)基于Android手機(jī)藍(lán)牙模塊連接Arduino藍(lán)牙的遠(yuǎn)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(lái)越多的基于Arduino的應(yīng)用涌現(xiàn)出來(lái)。

        [責(zé)任編輯:王偉平]

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