基于安卓系统及AVR单片机的无线考核系统设计

卢 茹

（广东省机械高级技工学校，广东广州 510450）

无线考核系统是针对机电一体化、汽车维修、维修电工、数控维修等专业对信息化教学要求而研发的教学考核系统。

图1 无线考核系统通信框图

1 无线考核系统通信模式

无线考核系统中平板电脑与故障板之间通过HC-05蓝牙模块[1]进行蓝牙通信，AVR单片机[2]与HC-05蓝牙模块通过UART进行通信，故障板之间的通信通过TWI总线通信，TWI总线通信通过两根双向的总线，一根称为时钟线SCL，另一根称为数据线SDA，最多可连接128个设备，通过TWI总线该系统最多可设置2 048个故障。无线考核系统通信框图如图1所示。

2 无线考核系统硬件设计

无线考核系统硬件部分由电源模块、16路故障输出继电器模块、地址设置模块和通信接口模块组成，无线考核系统硬件框图如图2所示。

（1）电源模块

电源模块采用LM2576稳压电路，输入电压24 V，输出电压5 V、电流3 A。可根据设置故障系统的电压来选择输入电压可为12 V或24 V，本系统采用24 V输入电压。电源模块电路图如图3所示。

图2 无线考核系统硬件框图

图3 电源模块电路图

LM2576是3 A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52 kHz）和基准稳压器（1.23 V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。输入最高电压为40 V。

（2）16路故障输出继电器模块

该模块采用2片ULN2803达林顿管驱动器，共驱动16路继电器，每个继电器控制1路故障，在被考核系统线路中串接继电器的常闭触电，当继电器不动作时，考核系统线路正常，当继电器动作时，可设置考核系统的断路故障，或控制继电器不定时断开或接通实现虚接故障。16路故障输出继电器模块电路图如图4所示。

图4 16路故障输出继电器模块电路图

（3）地址设置模块

地址设置模块可设置两部分地址，分为本机地址和从机地址。

本机地址为安卓系统与故障系统之间的通信地址，通过设置该地址，一个平板电脑可同时连接多个故障系统，并根据地址分别控制。

从机地址为故障板2、3至128的地址，设置该地址后用于与故障板1的通信。

3 无线考核系统软件设计

根据实际应用的需求，基于Android进行应用系统设计[3]，软件分为学生系统和教师系统，教师系统主要有故障设置、密码管理、成绩管理、题目管理和资料管理功能；学生系统主要有考核模式、挑战模式、理论考试、理论练习和多媒体数字资源功能。无线考核系统软件界面如图5所示。

图5 无线考核系统软件界面

4 结束语

加快职业教育的改革和培养高技能人才是我国产业转型的要求，为培养符合市场需求的高技能人才，必须有效地进行教学各方面的改革，而充分地利用信息化的手段，把抽象、复杂的知识原理形象地呈现出来，对提高教学效率有很大的帮助，是教学改革的途径之一；数字化教学移动系统实现新的教学改革，引领师生进入立体教学环境，完成有趣的教与学任务。

［1］Manolins电子 .HC-05蓝牙模块与单片机的使用 ［EB/OL］.http：//jingyan.baidu.com/article/2f9b480d56d9c741ca6cc251.html.

［2］沈文.AVR单片机C语言开发入门指导［M］.北京：清华大学出版社，2003.

［3］明日科技.Android从入门到精通［M］.北京：清华大学出版社，2012.