劉曉靜 滕永豐

以Arduino為基礎(chǔ)的創(chuàng)意電子類創(chuàng)客教育課程正逐步在中小學(xué)推廣開來。然而，由于受到其本身技術(shù)門檻的限制，創(chuàng)意電子類課程的開設(shè)對廣大師生提出了巨大的挑戰(zhàn)（Arduino需要通過C/C++語言編程實現(xiàn)創(chuàng)意，這對低年齡段的學(xué)生來說難度太大）。

圖形化編程工具可以降低學(xué)習(xí)的難度，Mixly（全稱為Mixly_Arduino，中文名為米思齊）因此應(yīng)運而生，它是由北京師范大學(xué)教育學(xué)部創(chuàng)客教育實驗室傅騫教授團(tuán)隊開發(fā)的圖形化編程軟件。

教師做桌面創(chuàng)客到了一定的階段，難免想嘗試物聯(lián)網(wǎng)，想與手機(jī)、WIFI相連，但沒有一定的C語言功底是不行的，不過不用灰心。Mixly現(xiàn)有版本，支持手機(jī)藍(lán)牙與Arduino的連接，這里筆者就以安卓手機(jī)結(jié)合Arduino控制器，利用Mixly和App Inventor編程，實現(xiàn)手機(jī)控制板載LED燈的亮滅。

思路

用Mixly為Arduino控制器編程，用App Inventor編寫一款手機(jī)控制軟件，二者通過藍(lán)牙配對，實現(xiàn)手機(jī)控制板載LED燈。

硬件準(zhǔn)備

（1）Arduino控制器及USB：本例中用Dfrobot公司的Romeo BLE多合一控制器，它自帶了藍(lán)牙模塊的接口APC220，而且這個主控板可以驅(qū)動電機(jī)，做藍(lán)牙遙控車也很方便。

（2）藍(lán)牙模塊：App Inventor里面的藍(lán)牙功能對應(yīng)的是藍(lán)牙2.0，盡管筆者的Romeo BLE控制器自帶藍(lán)牙4.0，但受App Inventor的限制，必須換用藍(lán)牙模塊2.0標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)牙模塊的選擇有兩種：一種是Dfrobot生產(chǎn)的，與Romeo BLE控制器相匹配，連接起來相當(dāng)省事的DF-BluetoothV3藍(lán)牙串口模塊（如圖1），注意它的藍(lán)牙協(xié)議是Bluetooth Specification v2.0+EDR，符合筆者的要求，缺點是價格小貴。

另一種是BT06藍(lán)牙串口模塊（如圖2），兼容HC-06，藍(lán)牙協(xié)議為Bluetooth Specification V2.1+EDR，也符合要求。優(yōu)點是價格低，缺點是連接要用到四根一頭公、一頭母的杜邦線，還要注意接法，本例用的就是這種普通的BT-06藍(lán)牙串口模塊。

硬件鏈接

Romeo BLE多合一控制器上有APC220接口專門用于連接藍(lán)牙接口，BT06藍(lán)牙串口模塊有四個引腳，其中VCC接5V，GND接GND，TXD接控制器APC220的RX，RXD接控制器APC220的TX，APC220共有七個接口，用了四個，余下三個空著即可（如圖3）。

軟件準(zhǔn)備

Mixly：0.984版本。

App Inventor2：安卓手機(jī)端圖形化編程軟件，目前國內(nèi)已經(jīng)有中文服務(wù)器了，可以在線編程，手機(jī)直接掃描二維碼或使用AI伴侶即可運行，比較方便。

編程

Mixly的編程如圖4所示。

App Inventor的編程：從“通信連接”拖入一個藍(lán)牙客戶端，用于與Arduino通信。拖入一個列表選擇框，用于選擇需要連接的藍(lán)牙設(shè)備。拖入兩個標(biāo)簽用于顯示藍(lán)牙狀態(tài)。拖入一個按鈕用以斷開藍(lán)牙，拖入兩個按鈕用于發(fā)送開燈命令和關(guān)燈命令以控制板載的LED燈，界面完成后如圖5所示。組件設(shè)計完畢，接下來進(jìn)行程序的編寫，總程序如下頁圖6所示。

現(xiàn)在對程序分別進(jìn)行說明。

當(dāng)screen1初始化的時候，將“斷開連接按鈕”的“啟用”屬性設(shè)置為“false”，由于剛開始運行時藍(lán)牙設(shè)備并未連接，因此“斷開連接”按鈕需要設(shè)置為假。藍(lán)牙BT06模塊要先成為已配對設(shè)備，然后就可以打開列表進(jìn)行選擇，因此第二句的作用是把已配對藍(lán)牙列表顯示出來供用戶選擇。

藍(lán)牙使用的標(biāo)準(zhǔn)流程即配對→連接，配對只在新設(shè)備第一次連接時用一次，連接則是每次都需要操作的。因此，藍(lán)牙BT06模塊在加電以后，在手機(jī)上先要配對成功，這樣在“已配對列表中”就可以找到了（如下頁圖7、圖8）。

本例中，藍(lán)牙BT06模塊，從模式、初始密碼1234、串口缺省波特率為9600bps，這三者可根據(jù)所用模塊的資料進(jìn)行相應(yīng)的修改，需要專門的串口調(diào)試模塊，此處不再展開，本文所用均為缺省值。

狀態(tài)指示LED：用于指示藍(lán)牙模塊所處狀態(tài)，LED燈閃爍方式與藍(lán)牙模塊狀態(tài)對應(yīng)如下頁表所示。

接下來，當(dāng)用戶點擊了列表中的選項后，就需要連接藍(lán)牙了，首先斷開原來連接的藍(lán)牙設(shè)備，接下來連接用戶選擇的藍(lán)牙設(shè)備，此處有地址、唯一編號兩個參數(shù)（如下頁圖9）?！暗刂贰保篈rduino設(shè)備上的藍(lán)牙模塊對應(yīng)的MAC地址，也就是上一步操作后的“選中項”;“唯一編號”：

00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB。

此處的唯一編號即UUID，因為筆者使用的是藍(lán)牙串口與Arduino通信，因此使用這個編號，此編號不可以變。

UUID是“Universally Unique Identifier”的縮寫，通用唯一識別碼的意思。對于藍(lán)牙設(shè)備，每個服務(wù)都有一個與它對應(yīng)的UUID（唯一的）。連接藍(lán)牙這個動作會返回連接成功還是失敗，成功即為true，失敗即為false，此處可以使用如果判斷來判斷藍(lán)牙連接成功或者失敗，如果連接成功就顯示“已連接”，同時讓“斷開連接”按鈕可使用，否則連接失敗就顯示“未連接”，同時讓“斷開連接”按鈕不能使用。

接下來，筆者介紹一下三個按鈕的功能：①“斷開連接”按鈕點擊后斷開連接，同時設(shè)置一下藍(lán)牙狀態(tài)和按鈕禁用;②開燈按鈕點擊后發(fā)送文本“a”，關(guān)燈按鈕點擊后發(fā)送文本“b”，即點擊兩個按鈕分別發(fā)送不同的字符，那么Arduino程序就可以根據(jù)接收到的文本信息判斷是需要進(jìn)行開燈還是關(guān)燈操作（如圖10）。

App Inventor程序編輯完畢即可打包apk下載到手機(jī)進(jìn)行安裝了。Mixly端程序簡單，因為藍(lán)牙模塊就是串口通信，因此只要設(shè)置藍(lán)牙串口然后讀取串口數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷即可。程序編寫完成上傳到Romeo BLE控制板中，注意上傳的時候需要拔下藍(lán)牙模塊，上傳完畢后再插上藍(lán)牙模塊，此時模塊上的指示燈快速閃爍即為等待連接狀態(tài)，打開手機(jī)配對并連接，指示燈長亮即為已連接，然后點擊“開燈”“關(guān)燈”就可以嘗試控制板載的LED燈。