基于Arduino单片机的蓝牙控制灯光的系统设计5300字

本设计在硬件设计方面，以Arduino单片机为核心控制板，利用使用蓝牙模块(HC05)通过串口接收的方式，使Arduino单片机能识别发出的数据并能判断关键词：Arduino单片机；蓝牙控制；智能 21.1研究背景 21.2研究意义 3 32.1设计思路 32.2结构设计 3 4 4 43.3串口通信概述 5 54.1Arduino单片机控制系统 54.2蓝牙硬件系统 65系统软件设计与功能分析 85.1系统的软件设计 85.2系统功能测试与分析 95.2.1蓝牙设备连接 95.2.1控制灯光颜色变化 95.3整体测试 9 9参考文献 1绪论大小小的灯光晚会人们展示了新时代科学技术的不断发展和取得的进步，绚丽多这一先进的智能技术受到越来愈多人的喜爱。灯光控制系统的发展的流行性及控在21世纪，蓝牙技术的不断发育对于许多技术的发展和应用发挥了十分重要子设备上使用的电缆或连线2。蓝牙技术不仅能实现固家庭或者是旅途中，任何电子设备间使用期间不需要线缆或连接器来操作，使用带有蓝牙技术的遥控装置可以实现一点到多点的连接，及就是相当于在该装置周围组成一个“微网”,在这个小的网状区域内部任何蓝牙收发器都可与该装置互通信如今，智能家居的快速发展对智能灯光的照明管理和控制等相关技术理论和操作提出很高的要求，这就让手机智能控制变得越来越流行。现有发育相对成熟的WiFi智能控制灯光虽然能使用手机控制，但是这种操作功耗大，对手机依赖性非常强，难以实现本地开关控制和电池供电的遥控器计将研究普遍支持的蓝牙技术，一方面蓝牙具有低功耗，遥又具备手机快速连接的优点，如果能实现多点控制，这将会成为一个很好的解决方案。本论文主要介绍智能家居中应用最多的现有的短距离无线通信蓝牙技术。2系统整体方案现在随处可见的声控灯越来越普及到人类的生活之中，但是我们不乏会遇到声控失效的情景，这种情况就对于年迈的老人和幼孩来说非常的不方便，所以想到用最流行的蓝牙技术来实现对于灯光的控制，蓝牙系统不论是老年机还是电话手表都可以轻松连接，这也是现在智能家居发展的一个前景，在参考过很多类似设计之后，然后构思出蓝牙控制灯光的这一设计。硬件主要使用ws2812b的黑板套管和hc-05带底板焊排针(带状态指示灯)完成实物的构成。使用arduino单片机开发板编写程序，主要是利用串口实现蓝牙的通信。先把程序导入到板上，通过蓝牙通信(使用的是手机)来控制单片机上led灯的亮灭，还设计了不同花样的灯光形式，展示出来的不仅仅是单调的控制灯光，对于灯光的变化风格和颜色也做了一定的设计。使用蓝牙技术就只需要一部手机，在手机上下载蓝牙串□app然后进行测试(相关程序的编写见附录)。3相关技术及理论Arduino是一款灵活且便捷的开源电子原型平台。包含硬件(Arduino板)和软Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是用使用Arduino,只要在IDE中编写程序代码，然后将程序烧录到Ar程序便会发送计算机语言告诉Arduino电路板接下来该怎么做。Arduino是一款主要以AVR单片机为核心的控制器单片机应用开发板，在开去操作寄存器的麻烦了，新手人员也可以使用Arduino做出自己想要的东西[6]。Arduino单片机可以在没有完全了解其内部硬件结构和寄存器设置的前提下，求不算太高，只要会一些简单的C语言，就可利用Arduino单片机编写程序。Arduino软件语言的指令很少并且可读性十分强，在大学生互联网+的比赛中常常会有许多学生选择Arduino,这要求我们稍微懂一点C语言就可轻松上手，设计出开移动通信终端设备之间的有线通信，同时也能够成功地简化设备与因特网前看来蓝牙技术已经能够成为一项独立于操作系统的技术，简单地就可以实现各3.3串口通信概述类和用Ascii码的形式把编码的内容发送，所以最后接收到的是由ASCII码组合而成的一个个数据，其本质上一种字符串；而Serial.write()类则直接发送原始数据Arduino与其它设备进行通信必须要使用到的是串口，Arduino串口共有10个4系统的硬件设计4.1arduino单片机控制系统本设计使用的是arduino开发板，它主要包含两个路连接的Arduino电路板。另一个是ArduinoIDE,使用起来非常简单，首先就是之后，将程序上传到Arduino电路板上，程序便会在Arduino电路板进行相关操作原理也十分简单，就是利用串口和蓝牙技术实现。版图4.1arduino单片机控制系统Arduino是一种开源的单片机，其软硬件系统开放性十分强，在技术上也十分开放。对于I/O设备的Arduino编程，用户经常使用的的I/O设备都已经附带有库文件或者样例程序，用户只需在此基础上进行简单的修改和编程，即可编写出实现相关功能的的程序，从而实现自己想要实现的的作品，达成目标[11]。以上提供的是一个arduino板的内部设计结果，本设计中所使用到的就是这类开发环境，arduino在设计初期就带有自身原始的数据库和函数，所以搞清楚内部设计之后，就只需要调用自身的函数然后编程。本设计使用的是hc-05的蓝牙模块，它的功能十分齐全。如图4.2所示提供的是蓝牙模块的内部设计图以及在本设计中所使用的原理的图示过程，在进行设计的过程中蓝牙模板的使用也至关重要。把蓝牙模块和arduino连接在一起，大致完成了本设计的硬件部分。蓝牙模板是蓝牙技术接收的硬件设备，当手机和arduino连接之后需要观察蓝牙设备是否开启，这上面有一个指示灯，当指示灯闪烁的时候说明蓝牙连接成功，随后再进行下一步调试。全双工模块代替连线，成无线通信WM数据UART连接方式—TXD单片机磁蓝牙模块(串口交叉连接)参数架盟透传(主机)TXD-8图4.2蓝牙硬件系统本设计是基于单片机的蓝牙控制灯光的整体设计，本设计中选用arduino开发环境作为单片机程序的编译器，arduino本身自带许多库函数，编写程序的时候多次调用库函数可以方便功能的实现12]。开始后等待软件部分初始化之后然后将程序下载到单片机后，要对整个硬件电路做调试。与在蓝牙连接成功后就可以运行程序了。本设计的设计流程图如图5.1所示。5.2系统功能测试与分析硬件准备工作，装备好一个arduino,一根USB线，这里的USB起到电源线一般为1234或0000,输入后配对成功便可以操作了[14]。硬件连接后，连上电脑在Android手机上面安装串口助手，连调用函数对灯光进行编程和设置，在串口助手上面设置每个模式的编号然后进行5.3整体测试本文已完成基于单片机的蓝牙控制灯光的整体设计，现将就已设计好的系统进行系统调试。本设计中选用arduino开发环境作为单片机程序的初始密码一般是1234或者0000,输入后配对成功。在成功连接硬件后，再连上电们总把注意力一大半放在手机等电子产品上，因此将总线路控制集合到一部电子产品中，通过该产品的蓝牙端便可以控制住宅内所有的灯；电路中使用的硬件有arduino单片机最小系统、arduino开发板一块，蓝牙模块一个，杜邦线若干根，USB通讯线一根，ANDROID手机一个通过电路设计与仿真测试，完成原理图设计，硬件搭建，代码编写，最终达到使用要求。[1]陈吕洲.Arduino程序设