基于Android和Bluetooth设计的智能风扇

(西北民族大学电气工程学院 甘肃 兰州 730124)

基于Android和Bluetooth设计的智能风扇

吕斌辉马文冯景韬

(西北民族大学电气工程学院甘肃兰州730124)

针对大部分传统风扇存在有许多弊端，如：遥控器的种类数量多、不通用等。为了解决传统风扇的问题，本文提出一种基于Android和Bluetooth设计的智能风扇方案。该方案利用Android技术，硬件部分与Bluetooth技术相结合，实现信息的传输。任何使用者都可通过手机上的APP或PC端控制风扇。方案的设计旨在于节约生产成本。

Bluetooth技术；温度控制：Android开发

随着经济能力的增强和科学技术的进步，人们对生活和工作条件惬意程度的要求，也日益变高。与此同时，伴随着科学技术的迅猛发展，智能产品和物联网技术也在不断取得新的突破，特别是Android、蓝牙和单片机技术已经非常成熟，为智能风扇提供了有力的技术支持。鉴于以上原因，智能风扇的重要性就不言而喻了。

一、系统总体设计

(一)设计思路

首先，接通单片机上的电源开关，再利用手机APP软件进行模式的选择，利用硬件电路中Bluetooth部分用于获得用户手机发送过来的命令。命令有两种模式：智能模式与非智能模式。总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构图

(二)设计分析

在对智能风扇的设计进行分析，需要确定系统实现的目标。智能风扇的制作可分为上位机蓝牙应用程序的编写和下位机硬件电路的焊接与单片机C语言程序的编写。智能风扇的工作过程：用户使用手机或按键开启风扇后，默认启用温度控制调档，温度采集模块将周围的温度信息传递给单片机，单片机根据温度的高低，控制风扇的转速；若启用蓝牙控制调档，此时风扇将不受温度控制，用户可以在手机上随意的设置风扇的档位。根据需求可以分为智能模式和非智能模式两种：智能模式是利用温度模块DS18B20采集温度数据，将数据传递给单片机，从而实现控制风扇的转速；非智能模式是利用蓝牙通信，当利用手机蓝牙控制调档时，可以通过上位机软件随意切换风扇的档位，在上位机软件中设计三个调位：一档、二档、三档。利用单片机中数码管显示当前温度，同时在上位机中设置一个模式切换按钮和一个开关按钮：模式切换按钮是用于切换手机蓝牙控制调档还是温度控制调档；开关按钮是用于风扇开启或关闭可以由按键或者手机蓝牙控制。

二、智能风扇的设计

系统的整体软件设计主要分为两大部分：能风扇分为上位机软件系统设计和下位软件硬件系统设计两大方面。上位机采用Eclipse、C、Java进行对智能风扇的软件开发，由于下位机使用STC89C52系列单片机，故采用C语言进行系统软件开发。智能风扇系统采用模块化设计方法，利于后期的维护与升级。

(一)上位机软件系统设计

智能风扇的上位机软件设计以Eclipse为主要的开发集成环境，使用Java语言进行开发。主要是在Android平台中开发控制蓝牙的相关程序，完成对风扇智能控制。将Android工程中生成的APP下载并安装到Android手机上，应用软件的名称为风扇控制平台，打开该软件，然后给下位机硬件电路供电。打开风扇控制平台软件，首先判断Android手机上的蓝牙是否开启，如果没有则会提示开启蓝牙，接下来连接蓝牙设备，搜索并且匹配找到设备，最后就是Android手机和蓝牙设备HC-05进行配对，配对完成后，就能实现Android手机和单片机之间的通信，点击手机屏幕上的相应按钮就可以实现对风扇的相应控制。

(二)下位机硬件系统设计

智能风扇的下位机硬件设计以STC89C52作为主要的核心控制器，还有一些协助STC89C52工作的模块，如下:

1.蓝牙接收：用于无线接收Android手机对风扇进行操作的命令，并将其命令传递给单片机；

2.温度采集：用于采集当前温度，并将温度信息传递给单片机，再利用数码管显示当前温度；

3.HC-05蓝牙串口模块作用是：工作在从机状态，用于接收Android智能手机的命令指示，然后将指令传给单片机，通过串口调试助手，然后使用AT指令集就可以设置HC-05的名称、配对密码和波特率，本设计全部使用默认值。接着蓝牙串口与手机连接成功后，自动切换到透传模式，即可当成串口使用，手机发过来什么，蓝牙串口就传输什么，相应的操作指令就会传输给单片机。

三、结语

智能风扇设计是基于Bluetooth技术和Android操作系统制作的，通过Bluetooth模块与Android手机的通信，用户可以自由的实现对风扇的操作。当用户使用开启风扇后，从而智能风扇开始工作，过程有两种：若启用智能模式控制，则温度模块DS18B20采集周围的温度数据并将数据传递给单片机，单片机根据温度的高低，控制风扇的转速；若启用非智能模式控制，则用户可以在Android手机上随意设置风扇的档位。本系统设计操作过程比较简单，符合现代人的需求，批量生产的话，市场空间比较大，所以智能风扇设计具有很大的实现价值。

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由西北民族大学电气工程学院“双E”项目资助，项目编号：20161814