APP Invertor編程讓Micro:bit板連接手機(jī)

白二娃

我們已經(jīng)用Micro：bit做過不少編程試驗(yàn)，也用APP Invertor編寫過手機(jī)APP。今天我們將兩者結(jié)合起來，編寫一個(gè)APP，讓安卓手機(jī)和Micro：bit通過藍(lán)牙連接起來。由于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備連接后進(jìn)行基礎(chǔ)交互的代碼量較多，篇幅所限我們僅實(shí)現(xiàn)兩設(shè)備通過藍(lán)牙掃描和連接。后續(xù)實(shí)現(xiàn)交互的代碼您可以在掃碼下載源代碼后自行分析學(xué)習(xí)。

一、 器材列表

1. 安卓手機(jī)

2. Micro：bit板及數(shù)據(jù)線

3. APP Inventor編程平臺app.gzjkw.net或ai2.17coding.net

4. 擴(kuò)展下載網(wǎng)站iot.appinventor.mit.edu

5. Micro：bit編程平臺makecode.microbit.org

二、 下載項(xiàng)目擴(kuò)展

為了更好兼容Micro：bit的低功耗藍(lán)牙，我們沒有使用APP Invertor自帶的藍(lán)牙連接組件，而是添加了新的藍(lán)牙擴(kuò)展。

打開APP Invertor的支持網(wǎng)站（iot.appinventor.mit.edu）。在左邊Internet of Things菜單中可以找到BluetoothLE和BBC Micro：bit頁面。

1. BluetoothLE是APP Invertor專用的低功耗藍(lán)牙擴(kuò)展。在BluetoothLE頁面中點(diǎn)擊“Download the BluetoothLE extension ”把.aix擴(kuò)展文件下載到本地備用，也可以復(fù)制aix文件的網(wǎng)絡(luò)地址（http：//iot.appinventor.mit.edu/assets/resourc

es/edu.mit.appinventor.ble-201907

01.aix）在導(dǎo)入項(xiàng)目擴(kuò)展時(shí)填入。

安裝該擴(kuò)展后可以讓APP Invertor編寫的程序通過手機(jī)藍(lán)牙搜索和連接低功耗藍(lán)牙設(shè)備，并進(jìn)行通信。

2. 在BBC Micro：bit頁面中，點(diǎn)擊“Download the BBC Micro：bit extension”可以下載到Micro：bit的專用擴(kuò)展。或在導(dǎo)入擴(kuò)展時(shí)直接填寫下載網(wǎng)址（http：//iot.appinventor.mit.edu/assets/resources/SimpleMicrobit.aix）。APP Invertor安裝該擴(kuò)展后可以在手機(jī)連接后與Micro：bit板上的按鈕、引腳、LED等設(shè)備交互。

本例中我們僅需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備的藍(lán)牙連接，無需用手機(jī)與Micro：bit板做更多交互，因此只有需要測試有交互功能的源代碼MicrobitLED.aia時(shí)才需要安裝。

三、 組件設(shè)計(jì)

我們需要APP有搜索、連接、斷開等按鈕，有顯示周圍藍(lán)牙設(shè)備的列表，有顯示當(dāng)前狀態(tài)的文字。選擇搜索到的Micro：bit設(shè)備后點(diǎn)連接可以通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)連接，點(diǎn)斷開可以斷開藍(lán)牙（如圖1）。

1. 登錄app.gzjkw.net，新建項(xiàng)目lanya，在APP Invertor組件面板的最后一項(xiàng)Extension——擴(kuò)展中導(dǎo)入下載的項(xiàng)目擴(kuò)展文件edu.mit.appinventor.ble-20190701.aix，也可直接填入網(wǎng)址安裝擴(kuò)展包。

2. 將BluetoothLE拖入工作面板。

3. 界面布局→水平布局，水平對齊→居中，寬度→充滿;從用戶界面拖入3個(gè)按鈕，組件列表中改名為“掃描、連接、斷開”，并修改按鈕文本為相應(yīng)名稱。

4. 用戶界面→標(biāo)簽，修改標(biāo)簽名和標(biāo)簽文本為“狀態(tài)”，用于顯示當(dāng)前藍(lán)牙狀態(tài)。

5. 用戶界面→列表顯示框，改名為“藍(lán)牙列表”，用于顯示和選擇搜索到的藍(lán)牙設(shè)備列表。

四、 掃描按鈕邏輯設(shè)計(jì)

我們希望APP可以掃描可用的藍(lán)牙設(shè)備。當(dāng)點(diǎn)擊掃描按鈕，調(diào)用藍(lán)牙組件開始掃描，并更改狀態(tài)標(biāo)簽，顯示列表。

1. 切換至邏輯設(shè)計(jì)界面。

2. 組合模塊。掃描按鈕→當(dāng)掃描被點(diǎn)擊執(zhí)行。

3. BluetoothLE1→調(diào)用BluetoothLE1.StartScanning。組合積木：狀態(tài)→設(shè)置狀態(tài).文本為和文本→文本中填入“狀態(tài)：掃描”。

4. 組合積木：藍(lán)牙列表→設(shè)置藍(lán)牙列表.可見性為和邏輯→真。設(shè)計(jì)這個(gè)可見性邏輯判斷是為了連接成功后可以隱藏列表，因?yàn)槿绻浇泻芏嗨{(lán)牙設(shè)備，列表會(huì)很長（如圖2）。

五、 藍(lán)牙列表邏輯設(shè)計(jì)

我們需要在列表中列出周圍所有可用的藍(lán)牙設(shè)備。

1. 組合模塊。BluetoothLE1→BluetoothLE1.DeviceFound，當(dāng)掃描到可用藍(lán)牙設(shè)備時(shí)。

2. 組合積木：藍(lán)牙列表→設(shè)置藍(lán)牙列表.元素字串為和BluetoothLE1→BluetoothLE1.DeviceList（如圖3）。

六、 連接按鈕邏輯設(shè)計(jì)

我們希望實(shí)現(xiàn)在列表中選中設(shè)備名稱后，點(diǎn)擊“連接”按鈕后通過藍(lán)牙連接Micro：bit。

1. 組合模塊。連接按鈕→當(dāng)“連接”被點(diǎn)擊。

2. 調(diào)用BluetoothLE1→Bluetoo

thLE1.StopScanning，停止掃描設(shè)備。

3. 組合積木：調(diào)用BluetoothLE1

→BluetoothLE1.連接，藍(lán)牙列表→選中項(xiàng)索引。通過藍(lán)牙連接選中的設(shè)備。

4. 設(shè)置狀態(tài).文本為“狀態(tài)：連接中”。在手機(jī)中標(biāo)明當(dāng)前連接狀態(tài)（如圖4）。

七、 表示成功連接

當(dāng)成功連接設(shè)備時(shí)，我們希望通過狀態(tài)文本獲知連接已經(jīng)成功，并關(guān)閉藍(lán)牙設(shè)備列表。

1. 組合模塊。BluetoothLE1→當(dāng)BluetoothLE1.Connected。

2. 設(shè)置狀態(tài).文本為“狀態(tài)：已連接”。

3. 設(shè)置藍(lán)牙列表可見性為“假”，關(guān)閉藍(lán)牙設(shè)備列表（如圖5）。

八、 斷開按鈕邏輯設(shè)計(jì)

點(diǎn)擊斷開按鈕后，我們希望手機(jī)斷開設(shè)備連接，并通過顯示當(dāng)前狀態(tài)確認(rèn)斷開按鈕有效。

1. 組合模塊。斷開按鈕→當(dāng)“斷開”被點(diǎn)擊。

2. BluetoothLE1→調(diào)用Bluetoot

hLE1.斷開連接。

3. 組合模塊。BluetoothLE1→BluetoothLE1.Disconnected。

4. 設(shè)置狀態(tài)文本為“狀態(tài)：已斷開”（如圖6）。

九、 出錯(cuò)時(shí)邏輯設(shè)計(jì)

程序運(yùn)行中可能會(huì)遇到各種錯(cuò)誤，如果程序沒有閃退的情況下我們希望能知道報(bào)錯(cuò)信息。

1. 組合模塊。Screen1→當(dāng)“Screen1”出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2. 設(shè)置狀態(tài)文本為和文本→合并字符串，連接文本“錯(cuò)誤：”和出現(xiàn)錯(cuò)誤模塊本身的“消息”→“取消息”（如圖7）。

十、 給Micro：bit編程

手機(jī)中的程序還需要Micro：bit中的程序配合。當(dāng)藍(lán)牙連接和斷開時(shí)在LED屏幕上顯示圖像作為連接成功的標(biāo)示。

1. 在https：//makecode.microbit.org/中編寫程序。新建項(xiàng)目。

2. 設(shè)置Micro：bit藍(lán)牙連接方式為免配對連接，這樣任何設(shè)備都可以連接Micro：bit板且無需輸入密碼，這樣可以節(jié)約調(diào)試時(shí)間，而且APP中我們也沒有寫配對相關(guān)的語句。

點(diǎn)擊右上角齒輪圖標(biāo)→項(xiàng)目設(shè)定→打開No Pairing Required： Anyone can connect via Bluetooth選項(xiàng)。

3. 添加藍(lán)牙擴(kuò)展。

4. 編程當(dāng)藍(lán)牙連接時(shí)和斷開時(shí)顯示不同圖標(biāo)（如圖8）。

十一、 連接調(diào)試

現(xiàn)在，在APP Invertor中將程序打包APK，手機(jī)掃二維碼下載安裝，給APP啟動(dòng)藍(lán)牙授權(quán)。將Micro：bit程序刷入Micro：bit板中。

手機(jī)打開APP，點(diǎn)擊掃描，看藍(lán)牙列表是否正常。在藍(lán)牙列表中選擇Micro：bit，點(diǎn)擊連接按鈕。開始Micro：bit與手機(jī)藍(lán)牙連接。通過手機(jī)上狀態(tài)顯示和Micro：bit的LED顯示圖標(biāo)判斷連接是否成功。

根據(jù)我的試驗(yàn)，程序可能出現(xiàn)連接易斷開或在部分手機(jī)上出現(xiàn)閃退等問題。這可能是因?yàn)镸icro：bit本身運(yùn)算處理能力不足造成藍(lán)牙斷開，或是APP Invertor擴(kuò)展對一些型號的手機(jī)兼容性不好導(dǎo)致閃退。你可以更換其他品牌手機(jī)，或者根據(jù)iot.appinventor.mit.edu對擴(kuò)展包的詳細(xì)說明來優(yōu)化程序。

如果經(jīng)過努力連接成功后你還有興趣，可以繼續(xù)添加拓展功能，比如點(diǎn)擊按鈕發(fā)送文本或預(yù)設(shè)的圖標(biāo)到設(shè)備中顯示等。

掃描本版二維碼后你可以下載到實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)連接的源代碼lanya.aia和有交互的源代碼MicrobitLED.aia。