基于Android和Bluetooth設計的智能風扇

(西北民族大學電氣工程學院 甘肅 蘭州 730124)

基于Android和Bluetooth設計的智能風扇

呂斌輝馬文馮景韜

(西北民族大學電氣工程學院甘肅蘭州730124)

針對大部分傳統(tǒng)風扇存在有許多弊端，如：遙控器的種類數(shù)量多、不通用等。為了解決傳統(tǒng)風扇的問題，本文提出一種基于Android和Bluetooth設計的智能風扇方案。該方案利用Android技術(shù)，硬件部分與Bluetooth技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)信息的傳輸。任何使用者都可通過手機上的APP或PC端控制風扇。方案的設計旨在于節(jié)約生產(chǎn)成本。

Bluetooth技術(shù)；溫度控制：Android開發(fā)

隨著經(jīng)濟能力的增強和科學技術(shù)的進步，人們對生活和工作條件愜意程度的要求，也日益變高。與此同時，伴隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在不斷取得新的突破，特別是Android、藍牙和單片機技術(shù)已經(jīng)非常成熟，為智能風扇提供了有力的技術(shù)支持。鑒于以上原因，智能風扇的重要性就不言而喻了。

一、系統(tǒng)總體設計

(一)設計思路

首先，接通單片機上的電源開關(guān)，再利用手機APP軟件進行模式的選擇，利用硬件電路中Bluetooth部分用于獲得用戶手機發(fā)送過來的命令。命令有兩種模式：智能模式與非智能模式。總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

(二)設計分析

在對智能風扇的設計進行分析，需要確定系統(tǒng)實現(xiàn)的目標。智能風扇的制作可分為上位機藍牙應用程序的編寫和下位機硬件電路的焊接與單片機C語言程序的編寫。智能風扇的工作過程：用戶使用手機或按鍵開啟風扇后，默認啟用溫度控制調(diào)檔，溫度采集模塊將周圍的溫度信息傳遞給單片機，單片機根據(jù)溫度的高低，控制風扇的轉(zhuǎn)速；若啟用藍牙控制調(diào)檔，此時風扇將不受溫度控制，用戶可以在手機上隨意的設置風扇的檔位。根據(jù)需求可以分為智能模式和非智能模式兩種：智能模式是利用溫度模塊DS18B20采集溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳遞給單片機，從而實現(xiàn)控制風扇的轉(zhuǎn)速；非智能模式是利用藍牙通信，當利用手機藍牙控制調(diào)檔時，可以通過上位機軟件隨意切換風扇的檔位，在上位機軟件中設計三個調(diào)位：一檔、二檔、三檔。利用單片機中數(shù)碼管顯示當前溫度，同時在上位機中設置一個模式切換按鈕和一個開關(guān)按鈕：模式切換按鈕是用于切換手機藍牙控制調(diào)檔還是溫度控制調(diào)檔；開關(guān)按鈕是用于風扇開啟或關(guān)閉可以由按鍵或者手機藍牙控制。

二、智能風扇的設計

系統(tǒng)的整體軟件設計主要分為兩大部分：能風扇分為上位機軟件系統(tǒng)設計和下位軟件硬件系統(tǒng)設計兩大方面。上位機采用Eclipse、C、Java進行對智能風扇的軟件開發(fā)，由于下位機使用STC89C52系列單片機，故采用C語言進行系統(tǒng)軟件開發(fā)。智能風扇系統(tǒng)采用模塊化設計方法，利于后期的維護與升級。

(一)上位機軟件系統(tǒng)設計

智能風扇的上位機軟件設計以Eclipse為主要的開發(fā)集成環(huán)境，使用Java語言進行開發(fā)。主要是在Android平臺中開發(fā)控制藍牙的相關(guān)程序，完成對風扇智能控制。將Android工程中生成的APP下載并安裝到Android手機上，應用軟件的名稱為風扇控制平臺，打開該軟件，然后給下位機硬件電路供電。打開風扇控制平臺軟件，首先判斷Android手機上的藍牙是否開啟，如果沒有則會提示開啟藍牙，接下來連接藍牙設備，搜索并且匹配找到設備，最后就是Android手機和藍牙設備HC-05進行配對，配對完成后，就能實現(xiàn)Android手機和單片機之間的通信，點擊手機屏幕上的相應按鈕就可以實現(xiàn)對風扇的相應控制。

(二)下位機硬件系統(tǒng)設計

智能風扇的下位機硬件設計以STC89C52作為主要的核心控制器，還有一些協(xié)助STC89C52工作的模塊，如下:

1.藍牙接收：用于無線接收Android手機對風扇進行操作的命令，并將其命令傳遞給單片機；

2.溫度采集：用于采集當前溫度，并將溫度信息傳遞給單片機，再利用數(shù)碼管顯示當前溫度；

3.HC-05藍牙串口模塊作用是：工作在從機狀態(tài)，用于接收Android智能手機的命令指示，然后將指令傳給單片機，通過串口調(diào)試助手，然后使用AT指令集就可以設置HC-05的名稱、配對密碼和波特率，本設計全部使用默認值。接著藍牙串口與手機連接成功后，自動切換到透傳模式，即可當成串口使用，手機發(fā)過來什么，藍牙串口就傳輸什么，相應的操作指令就會傳輸給單片機。

三、結(jié)語

智能風扇設計是基于Bluetooth技術(shù)和Android操作系統(tǒng)制作的，通過Bluetooth模塊與Android手機的通信，用戶可以自由的實現(xiàn)對風扇的操作。當用戶使用開啟風扇后，從而智能風扇開始工作，過程有兩種：若啟用智能模式控制，則溫度模塊DS18B20采集周圍的溫度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機，單片機根據(jù)溫度的高低，控制風扇的轉(zhuǎn)速；若啟用非智能模式控制，則用戶可以在Android手機上隨意設置風扇的檔位。本系統(tǒng)設計操作過程比較簡單，符合現(xiàn)代人的需求，批量生產(chǎn)的話，市場空間比較大，所以智能風扇設計具有很大的實現(xiàn)價值。

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由西北民族大學電氣工程學院“雙E”項目資助，項目編號：20161814