基于Ardunio和Android的蓝牙遥控车

刘力

【摘 要】利用Arduino嵌入式开发板实现基于蓝牙串口的通信远程遥控小车。

【关键词】Arduino；Android；Bluetooth；UIUD

1 概述

本文描述了，如何基于Arduino和Android之间蓝牙通信的远程遥控车，并且详细的描述了技术实现。

1.1 Ardunio

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）。由一个欧洲开发团队最早于2005年冬季开发。其成员包括Massimo Banzi，David Cuartielles，Tom Igoe，Gianluca Martino，David Mellis和Nicholas Zambetti。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对Arduino的编程是利用 Arduino编程语言 （基于Wiring）和Arduino开发环境（基于 Processing）来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信 （比如 Flash， Processing， MaxMSP）来实现。

1.2 BlueTooth

蓝牙一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制。蓝牙使用跳频技术，将传输的数据分割成数据包，通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包。每个频道的频宽为1 MHz。蓝牙4.0使用2 MHz 间距，可容纳40个频道。蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯。所有设备共享主设备的时钟。分组交换基于主设备定义的、以312.5μs为间隔运行的基础时钟。两个时钟周期构成一个625μs的槽，两个时间隙就构成了一个1250μs的缝隙对。在单槽封包的简单情况下，主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息。而从设备则正好相反。封包容量可长达1、3、或5个时间隙，但无论是哪种情况，主设备都会从双数槽开始传输，从设备从单数槽开始传输。

1.3 Android智能手机

Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用“安卓”或“安致”。Android操作系统最初由Andy Rubin开发，主要支持手机。2005年8月由Google收购注资。2007年11月，Google与84家硬件制造商、软件开发商及电信营运商组建开放手机联盟共同研发改良Android系统。随后Google以Apache开源许可证的授权方式，发布了Android的源代码。第一部Android智能手机发布于2008年10月。Android逐渐扩展到平板电脑及其他领域上，如电视、数码相机、游戏机等，全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台。

2 Arduino实现

该系统采用Arduino作为嵌入式的开发主板，基于Android手机的App提供远程遥控功能，使用蓝牙作为通信数据交换的承载。当Ardunino收到数据后，翻译成对应的马达驱动信号，去驱动相关部件。由于Ardunio的特性，它的驱动模块像积木一样的是层层搭建，所以整体硬件层次从上到下依次叠加，分别是：蓝牙模块，传感器模块，马达驱动扩展板，Arduino母板

2.1 马达驱动板

我们使用 L298 扩展板作为马达驱动板，由于我们使用的9V的外置电源，我们驱动2个马达，需要提供稳定的电源与电压

2.2 传感器扩展版

由于马达驱动板遮盖住了所有的串口接口，我们不得不在马达驱动板的上层覆盖一个传感器扩展版版，来连接相应的外置串口设备，具体功能如下：

Arduino的端口扩展成3P接口，直插3P传感器模块。14个数字口（6个PWM口），6个模拟口。

丰富的通信和存储模块接口。中部直插Xbee封装的蓝牙、WIFI和Xbee通信模块。旁边设置了普通蓝牙模块、APC和SD卡的扩展接口。

外部电源扩展，为你的Arduino作品提供持久续航。扩展板角落接线柱为主控器和扩展板供电，中部接线柱为数字口上的舵机供电。

2.3 蓝牙模块

我们使用JY-MCU作为蓝牙模块，该模块提供了蓝牙串口服务和内置的蓝牙协议，只需使用串口，按照对应的规则连接蓝牙模块，并使用基于蓝牙串口通信协议。

3 相关功能代码

3.1 Arduino蓝牙，马达驱动代码

4 试验结果

按照该设计方案，能够达到通过android智能手机，基于蓝牙通信，可以完全控制电机实现小车的各种方向的行走。

5 结束语

本文给出了，一个基于Android手机蓝牙模块连接Arduino蓝牙的远程控制遥控车的应用，相信随着Arduino电子积木的兴起，相有越来越多的基于Arduino的应用涌现出来。

[责任编辑：王伟平]