基于安卓手機藍牙控制的智能電燈開關設計

侯惠芳 侯 芳

（1.鄭州威科姆科技股份有限公司，河南 鄭州 450002；2.上海新僑職業技術學院，中國 上海 200000）

0 前言

安卓手機藍牙技術是一種短距離、低成本無線通訊技術，能夠實現語音和數據的無線傳輸，因此，無線通信的"藍牙"技術引起了通信界廣泛關注。本設計是利用手機藍牙來實現無線控制電燈開關工作。

本文在參考了大量資料的基礎上，進行程序編制及仿真調試，一步步完善設計方案，從而實現了手機藍牙技術遙控電燈開關設計。

1 手機藍牙無線技術的發展及應用

所謂藍牙(Blue tooth)技術，實際上是一種短距離無線電技術。利用藍牙技術，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和手機等移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化以上這些設備與因特網（Internet）之間的通信，從而使這些現代通信設備與因特網之間的數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。

藍牙技術支持多種電子設備之間的短距離無線通信，這種通信不需要任何線纜，亦不需要用戶直接手工干涉；每當一個嵌入了藍牙技術的設備發覺另一同樣嵌入藍牙技術的設備，它們就能自動同步，相互通信，實現資源共享。

2 電燈控制方案及信號交換技術方案的確定

2.1 電燈控制方案對比

目前能夠用于控制電燈的控制方案有三種，普通遙控器控制，拷貝型遙控器控制以及手機藍牙無線技術控制。

用普通遙控器控制一盞燈，那么如果燈的數量比較多，需要的遙控器數量會隨之增多，遙控器多了很容易混淆。拷貝型遙控器，它具有學習功能，可以與學習型控制器自動對碼，直接使用，不需要編碼。拷貝型遙控器可以和其他遙控器一起使用。拷貝型遙控器運用起來也會出現很多問題。

手機藍牙無線控制技術已經被人們用于遙控玩具小車。玩具小車的前進后退，轉向等均能利用手機藍牙技術控制。因此，我們可以利用手機藍牙技術控制電燈開關。

2.2 信號交換技術方案對比

該設計中讓手機發出一個信號，再利用一個設備接收手機發出的信號，從而輸出一個和原來相反的電平，以此再帶動一個接觸器，就可以實現開和關的動作。A手機-B手機信號交換成本比較高，裝接觸器的A手機必須要保持不停機。手機wifi比藍牙傳輸距離更遠，也更穩定，運用范圍比較廣。但是當手機已經連接一個wifi網絡進行下載時，想要連接另外的wifi網絡進行關燈遙控就必須要先退出下載，這樣操作比較繁瑣。利用藍牙技術，可以無線控制電視、空調、電飯鍋等等家用電器。。因此我們可以利用手機藍牙技術實現無線傳輸從而控制電燈開關。

3 系統硬件選擇

通過對手機遙控玩具汽車的研究分析，手機藍牙和汽車藍牙是利用藍牙模塊的芯片進行信息傳輸。藍牙模塊按功能可以分成三類：主機模塊、從機模塊、主從一體模塊。主機模塊是只能在設置從機模塊時和從機模塊連接。從機模塊主要是主機模塊或者PC的藍牙適配器、PDA、藍牙手機進行通訊。

3.1 從機模塊配置

1）ATUS：藍牙狀態輸出，持續高電平表示數據鏈路已經連通。可以接單片機的IO口來查詢藍牙的狀態。

2）VCC：+5V 電源接口。

3）GND：電源負極接口。

4）TXD：數據輸出接口。

5）RXD：數據接收接口。

6）MCLR：主模塊清除配對功能的管腳。

3.2 主機模塊和從機模塊的識別：

1）主機模塊有按鈕，從機模塊沒有按鈕。

2）主機模塊主芯片上有一個白點，從機模塊沒有白點。

3）主機模塊只能和從機模塊通訊，從機模塊可以和主機模塊或者PC的藍牙適配器、PDA、藍牙手機通訊。

跳線1：用于選擇是用3.3V對模塊進行供電，還是5V對模塊供電。跳線1短路表示用3.3V對系統供電，跳線1斷開表示用5V對模塊供電。

跳線2：如果用于和STM32開發板鏈接，這個跳線短路。Arduino開發板基本都是5V的所以此跳線不用短路(出廠默認不短路)。

跳線3：如果用于和STM32開發板鏈接，這個跳線短路。Arduino開發板基本都是5V的所以此跳線不用短路(出廠默認不短路)。

4 系統程序設計

通過對手機藍牙遙控玩具小車的研究發現，藍牙遙控小車中單片機和手機是通過藍牙從機模塊進行信號交換的。根據藍牙遙控玩具小車的單片機程序編制手機藍牙遙控電燈開關程序如下：

該輸出端口有兩個sbit p0=P2^7;sbit p1=P2^6;一個端口可以接一個接觸器，此程序可以控制兩盞燈。按鈕及輸出情況見表1。

表1 輸入輸出端口表

如果按下s按鈕p0端口接觸器閉合，按w斷開，按下a和d沒反應。

5 系統程序調試

5.1 單片機模塊調試

用Keil uVision3軟件，點擊新建工程創建文件位置，選擇飛利浦公司中的P89C51RC2X XX的單片機。點擊target1跳出source group1，再點擊任務欄的文件新建，在保存時后綴改為點c。將以上程序復制進去，保存后再點擊編譯，最后產生相應的hex文件，這就是下一步將下載進單片機的文件。

單片機開發板和電腦用usb數據進行連接，打開STC_ISP_V483.exe軟件，選擇單片機STC89C52RC，找到相應串口和剛才的hex文件，選擇單片機中晶振頻率，最后點擊下載。

5.2 系統電路的配置及調試

51單片機最小系統板、單片機STC89C52RC、松樂T73型繼電器DC5V繼電器、單面萬用板電木板7*9cm、杜邦線單芯線20cm、接線端子3P。通過三個部分來完成這套無線控制開關。第一個是信號傳輸的藍牙模塊部分，第二個是進行下達指令的單片機部分、第三個是完成執行任務的繼電器部分。

當單片機輸出高電平時，對應的腳會輸出一個5v的電壓。這樣只要當p2.7腳輸出一個高電平時繼電器動作。

單片機此時輸出的是接近5v的高電平電壓，但是電流只有0.8微安，P2.7和GND底線直接短接電流也只有17微安，而此時單片機的輸出電流需要71.4毫安。因此還需考慮電流的放大。

三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”，是一種起放大、振蕩或開關等作用的半導體電子器件。我們利用一個NPN型的三極管來實現單片機輸出電流的放大，使輸出電流放大為71.4毫安。

6 仿真調試

圖1為該設計的電路接線總圖，共有以下五部分組成，分別是無線藍牙控制電路、單片機電路、放大電路、主電路、手動控制。

將單片機和藍牙模塊以及繼電器接上5v直流電壓，通以220v交流電，打開手機藍牙找到AC的藍牙設備，輸入密碼，再打開下載軟件，點擊w按鈕，電燈即能正常開關。

即：手動開關開燈后，電燈亮，然后點擊手機上的按鈕，電燈可以熄滅，反之也可以實現。

圖1 整體控制接線圖

7 展望

我們只要通過手機，就可以對生活中的各種電氣設備進行無線控制。例如：對手機藍牙遙控汽車報警上鎖，開關空調、電熱水器，還可以用手機提前給等在門口的朋友開門、提前打開家里電燈、遠程澆花等。因此手機藍牙遙控電燈開關設計具有很大的意義，對人們生活帶來很多便利。

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