目录一项目背景背景及创新点功能简介... 3 二作品介绍基于手机的蓝牙控制 ) 硬件设计 ) 电路原理图 ) 软件设计 ) 软件流程图 ) Arduino 程序源代码

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逸异黄
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1 山东大学物理学院指导老师 : 李茂奎 2015/6/5 单片机课程设计报告基于手机蓝牙及 APP 控制的可视体验 arduino 小车系别 : 物理学院 2013 级学生姓名 : 指导教师 : 李茂奎 2015 年 6 月 5 日

2 目录一项目背景背景及创新点功能简介... 3 二作品介绍基于手机的蓝牙控制 ) 硬件设计 ) 电路原理图 ) 软件设计 ) 软件流程图 ) Arduino 程序源代码 ) 操作方法系统测试过程及数据分析... 9 三器材清单及花销... 9 四产品优化与前景无线可视化手机蓝牙控制

一项目背景 1. 背景及创新点传统的小车控制多是通过摇杆, 但摇杆硬件较大, 且需要一个稳定的工作台才能工作, 在某些情况下使用起来不太方便而随着科技的飞速发展, 人们也在不断探索新的控制方式随着科技的进步与成本的降低, 智能手机逐渐进入大众的世界, 智能家居的概念也在不断深入人心在这样一个大前提下, 我们是不是也可以考虑, 将益智类儿童玩具遥控车, 也接入智能领域呢?

3 一项目背景 1. 背景及创新点传统的小车控制多是通过摇杆, 但摇杆硬件较大, 且需要一个稳定的工作台才能工作, 在某些情况下使用起来不太方便而随着科技的飞速发展, 人们也在不断探索新的控制方式随着科技的进步与成本的降低, 智能手机逐渐进入大众的世界, 智能家居的概念也在不断深入人心在这样一个大前提下, 我们是不是也可以考虑, 将益智类儿童玩具遥控车, 也接入智能领域呢? 对于青少年来说, 智能手机并未普及但是, 绝大多数家长, 都已与时代接轨在家长手机上安装 APP, 通过蓝牙, 对小车进行控制, 这是我们要实现的基础功能 ; 利用在小车上安装的较小型的可拆卸摄像头, 将小车的视角传输到手机界面这样, 一定会拥有比简单的遥控更加精彩的体验了 2. 功能简介利用无线蓝牙模块实现手机遥控功能 ; 通过摄像头利用蓝牙模块实现可视功能二作品介绍 1 基于手机的蓝牙控制 1) 硬件设计 CPU:Arduino mega2560 电机驱动模块 :L298N Motor Driver Module 蓝牙模块 :HC-06 Bluetooth Wireless Module 无线收发灵敏度 ( 误码率 ) 达到 -80dBm, -4->6dBm 功率可调输出, 蓝牙 2.0 带 EDR, 2Mbps-3Mbps 调制度内置 2.4GHz 天线, 用户无需调试天线外置 8Mbit FLASH 低电压 5V 工作, 配对时 30~40MA 波动配对完毕通信 8MA 可选 PIO 控制标准端口 (UART or USB) 协议 : Full Speed USB1.1, Compliant With 2.0 模块可以作为 SMD 贴片工艺 RoHS 制程, 引脚半孔工艺数字 2.4GHz 无线收发射 CSR BC04 蓝牙芯片技术自适应跳频技术 3

4 体积小 (27mm 13mm 2mm), 简单的外围设计电路蓝牙 Class 2 功率级别存储温度 :-40 至 +85 度工作温度 :-25 至 +75 度协波干扰 :2.4MHz 发射功率 3 dbm 误码率 :0, 但会在传输链路产生信号衰变, 才有误码, 如 RS232 和 TTL 线路处理线路中低功耗高性能无线收发系统, 低成本应用领域 : 蓝牙车载免提, 蓝牙 GPS, 蓝牙 PCMCIA, USB Dongle 2) 电路原理图 3) 软件设计首先在程序中预编五个驱动函数, 分别是 t(), turn(), ahead(), back(), carstop(), 分别对应控制小车调速转向前进后退和停止定义引脚输出然后在 loop 循环函数内, 读取蓝牙发回指令, 赋给一个字符变量, 可一次读取多个指令然后连续执行执行判断语句, 根据读取的指令进入不同控制函数实现不同运动 4

5 4) 软件流程图 5) Arduino 程序源代码 int spd; char aorb,s;//if aorb = 1,ahead;if aorb = 0,back int t() spd = constrain(spd, 0, 255); analogwrite(2, spd); analogwrite(3, spd); analogwrite(4, spd); analogwrite(5, spd); return 0; 5

6 void ahead() digitalwrite(22, HIGH); digitalwrite(23, LOW); digitalwrite(24, HIGH); digitalwrite(25, LOW); digitalwrite(26, HIGH); digitalwrite(27, LOW); digitalwrite(28, HIGH); digitalwrite(29, LOW); void back() digitalwrite(22, LOW); digitalwrite(23, HIGH); digitalwrite(24, LOW); digitalwrite(25, HIGH); digitalwrite(26, LOW); digitalwrite(27, HIGH); digitalwrite(28, LOW); digitalwrite(29, HIGH); int turn(char turn)//turn>128,turn right int r,f; spd = constrain(spd, 0, 255); turn = constrain(turn, 0, 255); r = map((255 - turn) * spd, 0, 32604, 0, 255); f = map((turn) * spd, 0, 32604, 0, 255); analogwrite(2, r); analogwrite(3, f); analogwrite(4, r); 6

7 analogwrite(5, f); return 0; void carstop() digitalwrite(22, LOW); digitalwrite(23, LOW); digitalwrite(24, LOW); digitalwrite(25, LOW); digitalwrite(26, LOW); digitalwrite(27, LOW); digitalwrite(28, LOW); digitalwrite(29, LOW); void setup() // put your setup code here, to run once: //motor 1(front right) pinmode(22, OUTPUT); pinmode(23, OUTPUT); pinmode(2, OUTPUT); //motor 2(front left) pinmode(24, OUTPUT); pinmode(25, OUTPUT); pinmode(3, OUTPUT); //motor 3(behind right) pinmode(26, OUTPUT); pinmode(27, OUTPUT); pinmode(4, OUTPUT); //motor 4(behind left) pinmode(28, OUTPUT); pinmode(29, OUTPUT); pinmode(5, OUTPUT); //other pinmode(30, INPUT); pinmode(31, INPUT); Serial1.begin(9600); pinmode(13, OUTPUT); 7

8 //i = 1; aorb = 1; s = 1; char a; void loop() // put your main code here, to run repeatedly: char a; if(serial1.available()) a = Serial1.read(); if(a&0x80) a &= 0x7f; turn(a*2); //Serial1.write("turn"); else if(a>0) s = 0; if(aorb == 1) //b = 0; ahead(); //Serial1.write("ahead"); else if(aorb == 0) back(); spd = a*2; t(); else spd = 0; t(); //Serial1.write("stop"); if(s!=0) s = 0; 8

9 else aorb ^= 0x01; 6) 操作方法打开蓝牙设备进行识别连接手机蓝牙串口调试端 : 0x7f + enter 全速前进 0x80 + enter 左转 0xff + enter 右转 0x00 + enter 停止并且下次启动时方向相反 2. 系统测试过程及数据分析测试次数测试内容测试结果 1 测试电机及其驱动模块正常正常 2 测试四轮转向机转速正常 3 测试蓝牙模块连接正常 4 测试蓝牙模块与电脑连接正常 5 测试蓝牙模块与手机连接并正常通讯 6 测试手机蓝牙控制小车 ( 最终测试 2) 正常三器材清单及花销序号名称规格型号数量价格 1 电机驱动模块 L298N 1 50 元 / 个 2 蓝牙模块 HC 元 3 小车板 1 15 元 4 加速度传感器 MPU 元 5 3M 绝缘胶带 2 3 元 / 个 6 杜邦线元 7 电池 4 12 元 8 电池盒 3 8 元 9 Arduino Mega 元 10 TT 马达 4 32 元 11 螺丝及螺母 4.2 元 12 9

10 四产品优化与前景 1. 无线可视化因时间与预算的限制, 我们暂时未能加装上摄像头, 但是我们不会停止完善作品的脚步通过摄像头与蓝牙模块的连接, 将画面传输到手机上经过处理后, 在手机中观看小车操控小车这样, 小车就会有更好的使用体验并且, 可以用于多种用途 2. 手机蓝牙控制目前我们的蓝牙控制只能做到通过字符指令进行控制可以开发用户体验更好的手机 APP, 使得手机遥控更加流畅, 方便, 更易于走向市场蓝牙控制的小车, 可以在其上安装摄像头以及各种机械手探测器, 可以进入人们不便进入不能进入有危险的区域进行作业, 如搜救资源探测工作 10

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