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可靠传输 Reliable Transmission 基于Arduino/
Android的蓝牙通信系统设计 郑 昊， 郭 许 钟志峰， 昊， 骏 （湖北大学 物理学与电子技术学院，湖北 武汉 430062） 摘 要：针对当今安全监控系统的发展需求， 给出 包括Arduino开 以Arduino开发板和手持
Android终端为研究重点， 了 发板及板端程序，以及手持
Android客户端程序的蓝牙通信系统设计方案，其中Arduino开发板端将采集到的温度数据通过 蓝牙传送到手持
Android客户端，并通过应用程序在手持终端上显示。
测试表明，这种蓝牙通信系统能够为安全监控系统提供 更加经济和安全的通信方式。
关键词：Arduino；
Android；蓝牙；通信系统 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：2095-1302201205-0050-02 The design of a bluetooth communication system based on Arduino/
Android ZHENG Hao ZHONG Zhi-feng GUO Hao XU Jun Institute of Physics and Electronic Technology Hubei University Wuhan 430062 China Abstract: To meet the demand of the development of safety monitoring system focused on Arduino development board and An- droid handset product a bluetooth communication system including Arduino development board board program and
Android client pro- gram is designed. The acquisited temperature data is transferred to the
Android handset client applications through the bluetooth by the Arduino development board. Tests show that this kind of bluetooth communication system for safety monitoring system can provide more economy and secure means of communication Keywords: Arduino
Android bluetooth communication system0 引 言 费下载，也可依照需求自己修改。
使用低价格的微处理控制 随着当今安全管理的发展需求以及国家对安全监控行业 器 ATMEGA328P-PU ；可依 据 官 方电 路 图简 化 Arduino 模的支持，这几年，安全监控行业发展迅猛，各类监控系统百 组，从而完成独立运作的微处理控制器 ；还可简单地与传感花齐放。
传统的温度监控系统通过有线或其他方式传送温度 器、各式各样的电子元件 如红外线、超声波、热敏电阻、光数据，而本文提出了利用蓝牙无线传输数据的设计方案，这 敏电阻、伺服电机等 进行连接 ；USB 接口可以不需外接电种利用蓝牙传输的设计方法，可以节约成本，提高生产效率 500 源， mA 自恢复保险丝可以避免电脑 USB 电源过载，另外，和工作的灵活性。
还有提供 9VDC 输入接口，USB 与外接电源可自动切换。
在1 系统硬件设计 应用方面，利用 Arduino 可以突破以往只能使用滑鼠、键盘、 Arduino 是 一块 基于 开放 源代码 的 USB 接口 Simple CCD 等输入装置的互动内容，因而可以更简单地达成单人或I/O 接口板 包 括 12 通 道 数 字 GPIO，4 通 道 PWM 输出， （ 多人游戏互动。
68 通 道 10 bit ADC 输 入 通 道 ） 该 系 统 的 硬 件 主 要 由 ， 1.2 Arduino Xbee 传感器扩展板Arduino UNO 主控板、Arduino Xbee 传感器扩展板、蓝牙 Arduino Xbee 传感器扩展板 V5 含有 RS 485 总线 / 无线串口模块和数字温度传感器组成。
数传 / 蓝牙串口，其主要功能是使蓝牙芯片、温度传感器与主1.1 Arduino UNO 主控板 控板相连。
对于开放原始码的电路图设计，可通过程式开发界面免 1.3 蓝牙串口模块———————————————— DF-BluetoothV3 蓝牙模块采用独特双层板设计，既美观 收稿日期：2012-03-14 又可防止静电损坏模块。
可以设计两个电源输入口，一个宽电 50 物联网技术 2012年 / 第5期 可靠传输 Reliable Transmission压供电（3.58 V），一个 3.3 V 供电，以适用于各种场合。
系 3.2 蓝牙协议统可以用 STATE 和 LINK 指示灯清晰显示模块工作状态和 本系统中主要用的是蓝牙配对和 Bluetooth Serial Port 协连接状态，其中，STATE 状态有搜索状态 高 104 ms，周期 议。
其中配对是两个 Bluetooth 设备间建立新关系的过程。
在342 ms，2.9 Hz 闪烁 和连接状态 高 104 ms，周期 2 s，0.5 此过程中，将交换链路密钥（在请求建立连接之前或在连接Hz 闪烁 ； LINK 状态一般在配对后常亮。
而 阶段） 而 Bluetooth Serial Port 的主要功能是将 Bluetooth 的 ；1.4 数字温度传感器 通信转化成 Virtual Serial Port 虚拟串口） （ 。
经过这样的转换 选用 DS18B20 数字温度传感器可以对环境温度进行定量 后，使用 Bluetooth 的 Client 程序就可以像使用串口一样操作检测。
DS18B20 数字温度传感器是美国 DALLAS 公司生产的 Bluetooth，并通过这个把采集到的温度数值传递给手机端。
单总线数字温度传感器。
其测温范围为 -55125 ℃，固有测 3.3 蓝牙传输过程温分辨率为 0.5 ℃，可支持多点组网功能，多个 DS18B20 可 Arduino 主控板可将温度传感器探测到的温度以一定发以并联在唯一的三线上实现多点测温，测量结果以 912 位数 送频率通过蓝牙芯片，以 Bluetooth Serial Port 虚拟串口的方字量方式串行传送。
式传递给手机端，然后由手机端在界面上显示温度。
图 1 所2 系统的软件设计 示是本系统的蓝牙传输过程图。
2.1 Arduino 控制软件设计 Arduino 具有类似于 Java 和 C 语言的 IDE 集成开发环境，其编程语言类似于 C 语言，用户可以通过 USB 接口直接进行编程和通信。
Arduino 端软件的主要功能是要主控板将温度感应器探测到的温度通过蓝牙芯片传递给手机终端。
2.2
Android 手机端软件设计
Android 是基于 Linux 内核的操作系统。
Android 的实质 图 1 系统蓝牙传输过程是一种软件架构，主要由操作系统、中间件以及一些关键应用 4 结 语组成。
作为由 LinuxJava 构成的开源软件，
Android 已经越来 本系统是基于 Arduino 平台和
Android 终端的操作系统，越多地出现在我们的生活中 ：手机、平板电脑，还有将来的电 系统先通过温度探测器采集温度信息，并通过蓝牙芯片传递视甚至汽车。
它是当今最火爆，市场占有率最高的移动终端操 给手机端。
整个系统稳定可靠，成本低廉，丰富了安防监控手段。
作系统。
而手机端主要通过蓝牙接收 Arduino 端传递过来的 此外，Arduino 功能强大，且与
Android 的耦合性极佳，还可数据，并在手机界面上显示。
以在本系统的方案上修改，从而开发出满足自身需求的通信控3 蓝牙通信 制系统。
3.1 蓝牙技术简介 蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般 10 m 内）的无线 参 考 文 献电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、 1 崔才豪，张玉华，杨树财 . 用 Arduino 控制板的光引导运动小车设相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。
利用蓝牙技术， 计 J. 自动化仪表，20119:29-32.能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地 2 田泽．嵌入式系统开发与应用教程 M．北京 : 北京航空航天大学简化设备与 Internet 之间的通信，从而使数据传输变得更加迅 出版社，2005． 3 李全利．单片机原理及接口技术 M．北京 : 高等教育出版社，速高效，为无线通信拓宽道路。
蓝牙采用分散式网络结构以 2009．及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在 4 何彪，周开班 . 基于 NFC 技术的蓝牙对象交换方法 J. 微计算机 信息， 133-134. 20096 ：全球通用的 2.4 GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。
其数 5 白小梅，石燕萍 . 微型机 - 单片机两级温度控制系统 J. 现代电子据速率为 1 Mb/s。
采用时分双工传输方案，可实现全双工传输。
技术，2006，2913:115-117，121. 作者简介： 昊 男， 郑 1987年出生，湖北咸宁人。
主要研究方向为嵌入式系统及应用。
钟志峰 男，1972年出生，博士，副教授，硕士研究生导师。
主要研究方向为嵌入式系统及应用。
2012年 / 第5期 物联网技术 51
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