蓝牙模块在传感器实验设计中的应用_宋雪.pdf

12 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月Electronics 电子学摘要：阐述物联网中的传感器原理课程教学实践、蓝牙模块的教学实验，设计了蓝牙模块实验平台和实验内容，进一步了解和掌握蓝牙模块传感器实验的原理及实验性质。实验内容包括使用App inventor软件制作手机App的初始实验、蓝牙控制LED灯的基础实验、蓝牙控制App采集数据的进阶实验。关键词：物联网，传感器，蓝牙模块，采集数据，App inventor，实验平台。中图分类号：TN925，TP212文章编号：1000-0755(2023)06-0012-02文献引用格式：宋雪.蓝牙模块在传感器实验设计中的应用J.电子技术,2023,52(06):12-13.1.2 蓝牙模块本次实验使用的蓝牙模块是HC05蓝牙模块。此模块具有灵敏性较高、易于开发、价格低等优点，非常适合在课堂中使用。HC05蓝牙模块有6个引脚，VCC引脚接电源的正极，电压的范围是3.35V，在课堂中使用一般接3.3V电压；VDD是用于外接供电电源输入端的；GND接负极；TXD是模块串口的发送引脚；RXD是模块串口的接收引脚；KEY用于进入AT状态14。在这6个引脚中，只需要连接VCC、GND、TXD、RXD这四个引脚。2 蓝牙模块实验内容设计App inventor软件制作手机App的初始实验。本平台使用App inventor先让学生制作一个简单的“变魔术”案例来熟悉如何制作App小程序。初始实验需要让学生自己动手制作一个App，这不需要繁杂的代码进行实现，只需要在软件中将两个部分制作完成，（1）手机界面的设计；（2）拖拽堆叠代码块，实现实验内容。“变魔术”是指在App点击运行后，可以通过感知触摸来完成应用的动作，并且通过加速度传感器摇晃失去图像，与使用者实现交互。点击按钮，鸭子发出叫声，0 引言目前，市场中使用比较广泛的短距离传输数据的传感器有蓝牙模块、红外传感器模块、Zig-Bee模块和Wi-Fi模块等。蓝牙模块是指继承蓝牙功能的芯片基本电路集合，用于无线网络通信，大致可分为两大类型：数据传输模块、远程控制模块等1-10。根据我校物联网工程专业开设的“无线传感器原理”课程的需要，研发了相关实验平台，设计蓝牙模块的相关传感器案例。让学生在做中学，学中思，通过动手实践学习，开创自己的创新能力，设计相应的实验作品，理论与实践相结合，使学生进一步掌握蓝牙模块传感器的原理与实际应用11。1 蓝牙模块实验教学平台 1.1 Arduino软件设计平台Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件和软件，硬件部分可以用来做电路连接Arduino电路板；软件则是Arduino IDE，计算机中的程序开发环境，只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino开发板后，即可看到实验效果12，13。蓝牙模块在传感器实验设计中的应用宋雪（贵阳人文科技学院，贵州 550025）Abstract This paper expounds the teaching practice of the course of sensor principle in the Internet of Things and the teaching experiment of the Bluetooth module,designs the experimental platform and experimental content of the Bluetooth module,and further understands and grasps the principle and experimental nature of the Bluetooth module sensor experiment.The experiment includes the initial experiment of using App inventor software to make mobile phone apps,the basic experiment of Bluetooth controlling LED lights,and the advanced experiment of Bluetooth controlling App data collection.Index Terms Internet of Things,sensor,Bluetooth module,data acquisition,App inventor,experimental platform.Application of Bluetooth Module in Sensor Experiment DesignSONG Xue(Guiyang University of Humanities and Technology,Guizhou 550025,China.)作者简介：宋雪，贵阳人文科技学院，硕士；研究方向：物联网工程。收稿日期：2023-03-17；修回日期：2023-06-12。电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 13Electronics 电子学摇晃手机，让鸭子消失，在鸭子消失后再次摇晃手机，鸭子重现并发出叫声。蓝牙控制LED灯的基础实验。LED灯的基础实验，需要软硬件相结合，首先在App中设计点亮LED灯的按钮，并且使用编程与Arduino软件通过代码相连接，实现数据传输等内容。硬件内容需要先连接LED灯和蓝牙模块，连接方式如图1所示。硬件连接成功以后，需要让学生通过Arduino软件测试硬件连接是否正确，通过代码段led.high测试LED是否亮起，亮起则硬件连接无误。连接无误后编写Arduino代码，输入程序与App相连。打开App inventor设计手机界面，当点击LED1时，连接的13口黄色灯泡点亮，当再次点击LED1时，13口黄色灯泡熄灭；当点击LED2时，连接12口红色灯泡点亮，当再次点击LED2时，12口红色灯泡熄灭。蓝牙控制App采集数据的进阶实验。蓝牙控制采集LM35温度传感器的数值，首先需要连接LM35温度传感器，LM35温度传感器是一种常用的低功耗、低成本、高精度的温度传感器，以输出电压的形式显示数值，而不是摄氏度。这就需要我们利用程序将数值转换为摄氏度，如式（1）。F=（A05）/10.24 （1）将式（1）计算代入代码行，使采集的数据自动转换为摄氏度，观察数据的变化。想要将数据采集至手机App内，需要制作标签界面显示输出，设计界面中将蓝牙与Arduino进行连接，传输数据。硬件连接图如图2所示。3 结语本文针对“无线传感器原理”课程中蓝牙模块传感器设计了实验平台和实验内容，实验内容部分有多种实验教学，后续还会更新完成一个大项目，通过分块教学后，学生通过基础实验完成进阶实验，能够帮助学生掌握蓝牙模块传感器的工作原理及实际应用。并且还会在进阶实验的基础上，完成创新，实现自己思考做项目的能力，非常适用于学生学习和实践。参考文献1 邓成娟,黄海燕,黄萍,王凡,徐俪凌,严小黑.基于单片机和蓝牙模块的智能窗帘设计J.科技创新与应用,2021,11(26):97-98+101.2 李佳,李万军,顾俊杰,胡辉.基于蓝牙低功耗技术的体温监测系统的设计J.北华航天工业学院学报,2020,30(06):13-16.3 蔡开城.一种基于数字式光电传感器的转速测量装置的研究J.计量与测试技术,2021,48(02):32-34.4 迟有鹏.蓝牙技术在智能传感器中应用研究J.电子世界,2019(08):192-193.5 丛一凡,王成龙,胡旭,宋新瑞,黄超.基于STM32单片机的健康手环J.物联网技术,2021,11(06):106-108.6 何东浩,王振宇,汪曦,甘于,白亚雯.基于Kinect和表面肌电传感器的数字化运动功能评估系统设计J.科技创新与应用,2022,12(34):41-44+49.7 岳炜茗,郑鹏辉,李广,何英昊.基于单片机的智能寻光小车设计J.物联网技术,2022,12(07):83-85.8 吴莹妃.基于单片机与蓝牙传输的电子秤设计J.现代信息科技,2022,6(12):181-185.9 张凯.基于STM32的无线蓝牙传输设计J.物联网技术,2020,10(03):40-41+44.10 徐琬婷,蒋玲,余红英,张建勋.基于蓝牙技术的家用环境监控测试仪设计J.西安文理学院学报(自然科学版),2021,24(03):26-30.11 柴义龙,陈伟利,赵俊钦.基于协议转化技术的无线化蓝牙模块设计J.科学技术创新,2021(19):186-187.12 梁剑平.基于红外遥控的传感器实验设计与实现J.物联网技术,2023,13(01):98-99+103.13 吕添,陈鹏,甄灏,彭梓桓.基于51单片机及蓝牙模块通讯的动态密码锁设计J.电子世界,2020(23):135-138.14 张超峰.基于CC2541的低功耗蓝牙模块的设计J.科技风,2020(18):16-17.图1 开发板与蓝牙连接图图2 LM35温度传感器连接图