基于安卓手机蓝牙控制的智能电灯开关设计

侯惠芳 侯 芳

（1.郑州威科姆科技股份有限公司，河南 郑州 450002；2.上海新侨职业技术学院，中国 上海 200000）

0 前言

安卓手机蓝牙技术是一种短距离、低成本无线通讯技术，能够实现语音和数据的无线传输，因此，无线通信的"蓝牙"技术引起了通信界广泛关注。本设计是利用手机蓝牙来实现无线控制电灯开关工作。

本文在参考了大量资料的基础上，进行程序编制及仿真调试，一步步完善设计方案，从而实现了手机蓝牙技术遥控电灯开关设计。

1 手机蓝牙无线技术的发展及应用

所谓蓝牙(Blue tooth)技术，实际上是一种短距离无线电技术。利用蓝牙技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网（Internet）之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。

蓝牙技术支持多种电子设备之间的短距离无线通信，这种通信不需要任何线缆，亦不需要用户直接手工干涉；每当一个嵌入了蓝牙技术的设备发觉另一同样嵌入蓝牙技术的设备，它们就能自动同步，相互通信，实现资源共享。

2 电灯控制方案及信号交换技术方案的确定

2.1 电灯控制方案对比

目前能够用于控制电灯的控制方案有三种，普通遥控器控制，拷贝型遥控器控制以及手机蓝牙无线技术控制。

用普通遥控器控制一盏灯，那么如果灯的数量比较多，需要的遥控器数量会随之增多，遥控器多了很容易混淆。拷贝型遥控器，它具有学习功能，可以与学习型控制器自动对码，直接使用，不需要编码。拷贝型遥控器可以和其他遥控器一起使用。拷贝型遥控器运用起来也会出现很多问题。

手机蓝牙无线控制技术已经被人们用于遥控玩具小车。玩具小车的前进后退，转向等均能利用手机蓝牙技术控制。因此，我们可以利用手机蓝牙技术控制电灯开关。

2.2 信号交换技术方案对比

该设计中让手机发出一个信号，再利用一个设备接收手机发出的信号，从而输出一个和原来相反的电平，以此再带动一个接触器，就可以实现开和关的动作。A手机-B手机信号交换成本比较高，装接触器的A手机必须要保持不停机。手机wifi比蓝牙传输距离更远，也更稳定，运用范围比较广。但是当手机已经连接一个wifi网络进行下载时，想要连接另外的wifi网络进行关灯遥控就必须要先退出下载，这样操作比较繁琐。利用蓝牙技术，可以无线控制电视、空调、电饭锅等等家用电器。。因此我们可以利用手机蓝牙技术实现无线传输从而控制电灯开关。

3 系统硬件选择

通过对手机遥控玩具汽车的研究分析，手机蓝牙和汽车蓝牙是利用蓝牙模块的芯片进行信息传输。蓝牙模块按功能可以分成三类：主机模块、从机模块、主从一体模块。主机模块是只能在设置从机模块时和从机模块连接。从机模块主要是主机模块或者PC的蓝牙适配器、PDA、蓝牙手机进行通讯。

3.1 从机模块配置

1）ATUS：蓝牙状态输出，持续高电平表示数据链路已经连通。可以接单片机的IO口来查询蓝牙的状态。

2）VCC：+5V 电源接口。

3）GND：电源负极接口。

4）TXD：数据输出接口。

5）RXD：数据接收接口。

6）MCLR：主模块清除配对功能的管脚。

3.2 主机模块和从机模块的识别：

1）主机模块有按钮，从机模块没有按钮。

2）主机模块主芯片上有一个白点，从机模块没有白点。

3）主机模块只能和从机模块通讯，从机模块可以和主机模块或者PC的蓝牙适配器、PDA、蓝牙手机通讯。

跳线1：用于选择是用3.3V对模块进行供电，还是5V对模块供电。跳线1短路表示用3.3V对系统供电，跳线1断开表示用5V对模块供电。

跳线2：如果用于和STM32开发板链接，这个跳线短路。Arduino开发板基本都是5V的所以此跳线不用短路(出厂默认不短路)。

跳线3：如果用于和STM32开发板链接，这个跳线短路。Arduino开发板基本都是5V的所以此跳线不用短路(出厂默认不短路)。

4 系统程序设计

通过对手机蓝牙遥控玩具小车的研究发现，蓝牙遥控小车中单片机和手机是通过蓝牙从机模块进行信号交换的。根据蓝牙遥控玩具小车的单片机程序编制手机蓝牙遥控电灯开关程序如下：

该输出端口有两个sbit p0=P2^7;sbit p1=P2^6;一个端口可以接一个接触器，此程序可以控制两盏灯。按钮及输出情况见表1。

表1 输入输出端口表

如果按下s按钮p0端口接触器闭合，按w断开，按下a和d没反应。

5 系统程序调试

5.1 单片机模块调试

用Keil uVision3软件，点击新建工程创建文件位置，选择飞利浦公司中的P89C51RC2X XX的单片机。点击target1跳出source group1，再点击任务栏的文件新建，在保存时后缀改为点c。将以上程序复制进去，保存后再点击编译，最后产生相应的hex文件，这就是下一步将下载进单片机的文件。

单片机开发板和电脑用usb数据进行连接，打开STC_ISP_V483.exe软件，选择单片机STC89C52RC，找到相应串口和刚才的hex文件，选择单片机中晶振频率，最后点击下载。

5.2 系统电路的配置及调试

51单片机最小系统板、单片机STC89C52RC、松乐T73型继电器DC5V继电器、单面万用板电木板7*9cm、杜邦线单芯线20cm、接线端子3P。通过三个部分来完成这套无线控制开关。第一个是信号传输的蓝牙模块部分，第二个是进行下达指令的单片机部分、第三个是完成执行任务的继电器部分。

当单片机输出高电平时，对应的脚会输出一个5v的电压。这样只要当p2.7脚输出一个高电平时继电器动作。

单片机此时输出的是接近5v的高电平电压，但是电流只有0.8微安，P2.7和GND底线直接短接电流也只有17微安，而此时单片机的输出电流需要71.4毫安。因此还需考虑电流的放大。

三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”，是一种起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。我们利用一个NPN型的三极管来实现单片机输出电流的放大，使输出电流放大为71.4毫安。

6 仿真调试

图1为该设计的电路接线总图，共有以下五部分组成，分别是无线蓝牙控制电路、单片机电路、放大电路、主电路、手动控制。

将单片机和蓝牙模块以及继电器接上5v直流电压，通以220v交流电，打开手机蓝牙找到AC的蓝牙设备，输入密码，再打开下载软件，点击w按钮，电灯即能正常开关。

即：手动开关开灯后，电灯亮，然后点击手机上的按钮，电灯可以熄灭，反之也可以实现。

图1 整体控制接线图

7 展望

我们只要通过手机，就可以对生活中的各种电气设备进行无线控制。例如：对手机蓝牙遥控汽车报警上锁，开关空调、电热水器，还可以用手机提前给等在门口的朋友开门、提前打开家里电灯、远程浇花等。因此手机蓝牙遥控电灯开关设计具有很大的意义，对人们生活带来很多便利。

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