一種基于藍牙與Android設備的控制系統設計

　　Android 操作系統是Google 基于開源的Linux 操作系統開發的移動操作平臺，由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟件組成，是專門為移動終端打造的開放和完整的移動操作系統。Android 軟件平臺包含Java Application、Application Framework、Libraries、Runtime 與LinuxOS 等層。用戶可根據產品的不同需求對系統進行裁剪，從而適應多樣的產品需求，Android 系統就如同積木一樣通過組合不同的軟硬件實現不同的應用產品。藍牙的出現為移動設備的互聯提供了一個方便快捷的選擇，Android 設備和以單片機為處理器的控制器聯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)安裝有專門編制的軟件。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 設備通過藍牙將數據發送至下位機，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，實現實時監測、實時控制功能。下位機只負責數據的采集和實現控制功能，數據的存儲和處理在Android 設備上實現。

　　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， 當Android 設備第一次發出連接請求時需要輸入藍牙模塊的內置密碼，以后再連接時則不需要輸入密碼，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，實現Android 設備和下位機的雙向數據連接。用戶通過Android 設備向下位機發送命令，下位機接收到命令后，控制相應的執行模塊，實現設定的控制功能。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;K1 為低電平，K2 為高電平電機兩端為-5V，電機反向轉動;K1 和K2 不能同時為高電平，電機驅動電路如圖2 所示

　　圖2 電機驅動電路原理圖

　　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PIO2 電平來選擇模塊的工作，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 ：從模塊上電即開始工作，用戶可以通過Android 設備查找模塊，模塊設備名稱為”SPP”, 查到設備后選擇連接，電腦端將提示輸入密碼，此時輸入“0000”，電腦將與模塊建立透明連接。方式2 ：需要兩個藍牙模塊，一個設置為主模式，一個設置為從模式，分別與兩個MCU 連接，上電后主從模塊會自動配對連接，連接成功后主從模塊將建立透明數據傳輸，兩個設備之間可以直接互發數據。

　　工作狀態指示：模塊PIO0 用來連接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。

　　連接狀態指示：模塊PIO1 為連接狀態指示，連接成功PIO1 為高電平，連接斷開PIO1 為低電平。

　　波特率設定表：

　　3 Android 設備軟件設計

　　Android2.2 版本以上才能很好的支持藍牙功能，Android 上的應用程序一般采用Java 語言開發，編程環境一般采用Eclipse。

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