基于Arduino藍(lán)牙控制廣告流水燈設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析....................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選....................................................1

2.1控制器的選擇...............................................1

2.2通訊方式的選擇.............................................2

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)...............................................2

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)....................................................2

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)....................................................4

4.1主程序流程圖...............................................4

4.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路................................................4

4.3上位機(jī)設(shè)計(jì)思路.............................................5

5產(chǎn)品使用說(shuō)明....................................................7

5.1產(chǎn)品使用說(shuō)明................................................7

5.2產(chǎn)品裝配圖.................................................7

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)................................................7

參考資料...........................................................8

附錄...............................................................9

附錄1元器件清單...............................................9

附錄2電路原理圖..............................................10

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖..............................................11

附錄5產(chǎn)品實(shí)物圖..............................................12

附錄6主程序代碼..............................................13

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于Arduino藍(lán)牙控制廣告流水燈設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)科技和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)智能化的生活需求越來(lái)越

高。這個(gè)設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)手機(jī)APP藍(lán)牙等方面的研究，實(shí)現(xiàn)以手機(jī)為APP用

戶(hù)端取代各類(lèi)遙控器和按鍵，只需要通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)就可以控制Arduino

UNO開(kāi)發(fā)板上連接的LED燈開(kāi)關(guān)。

Arduino藍(lán)牙控制廣告流水燈是以ArduinoUNO開(kāi)發(fā)板通過(guò)控制藍(lán)牙模塊來(lái)

控制廣告流水燈設(shè)計(jì)的。產(chǎn)品是以ArduinoUNO開(kāi)發(fā)板做為主體部分，另連接藍(lán)

牙模塊，通過(guò)在手機(jī)APP端上建立數(shù)據(jù)通信連接來(lái)控制LED燈。當(dāng)Arduino接

收到"開(kāi)"的信息的時(shí)候，Arduino控制LED流水燈開(kāi)啟；當(dāng)Arduino接收到"關(guān)"

的信息的時(shí)候，Arduino控制LED流水燈關(guān)閉。在生活中不僅可以用在夜間建筑

物裝飾方面并且也可以在在智能家居中也可以模擬智能照明的場(chǎng)景。

2設(shè)計(jì)方案遴選

2.1控制器的選擇

Arduino它是一個(gè)起源于意大利的開(kāi)源硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，ArduinoUno已經(jīng)

成立的最基本的開(kāi)發(fā)委員會(huì)。配備外圍設(shè)備（傳感器、控制開(kāi)關(guān)、LED屏幕等）,

任何有輕微電子電路基礎(chǔ)的人都可以基于這個(gè)平臺(tái)快速構(gòu)建具有各種有趣功能

的實(shí)用電子電路。

微控制器和單片機(jī)的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域各不相同，微控制器屬于一種

嵌入式芯片，單片機(jī)屬于集成電路芯片，嵌入式芯片與嵌入式處理器有點(diǎn)相當(dāng)，

微控制器主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、電子設(shè)備等領(lǐng)域，單片機(jī)主要應(yīng)用在工業(yè)控制

系統(tǒng)、大型家用電器及醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用的比較廣泛。

單片機(jī)的主要特點(diǎn)是體積小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)單方便顧客使用，微控制器的

硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，比較適用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)處

理。

值得注意的是，微控制器和單片機(jī)唯一的共同點(diǎn)是都是電子計(jì)算機(jī)不可或

缺的核心部件，在計(jì)算機(jī)控制程序的時(shí)候能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。

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2.2通訊方式的選擇

藍(lán)牙技術(shù)是目前最常用的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)之一，在全球通用的2.4GHz的ISM

（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段內(nèi)都可工作。藍(lán)牙的傳輸距離一般為1-100米，

具有一定的穿透性，并且不會(huì)限制方向，也能延長(zhǎng)燈具的使用壽命。它具有傳

輸質(zhì)量高、成本低、功耗低等特點(diǎn)。藍(lán)牙技術(shù)組網(wǎng)比較簡(jiǎn)單，只要兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)

備進(jìn)入連接范圍內(nèi)，藍(lán)牙就會(huì)自動(dòng)搜索，實(shí)現(xiàn)配對(duì)連接進(jìn)行信息傳輸?，F(xiàn)在自

己的電腦和手機(jī)等終端設(shè)備都具有藍(lán)牙通信的功能，也可以使用手機(jī)藍(lán)牙來(lái)無(wú)

線(xiàn)控制來(lái)自其他藍(lán)牙設(shè)備的控制信號(hào)的傳輸。所以本設(shè)計(jì)采用用藍(lán)牙控制的方

式，實(shí)現(xiàn)手機(jī)作為APP客戶(hù)端，使用藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)控制開(kāi)發(fā)板上連接LED

燈的開(kāi)關(guān)。

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用了8個(gè)LED燈來(lái)模擬廣告流水燈。有兩種效果，第一種是從左

到右快速亮起的頻閃燈，第二種是從左到右緩慢亮起的呼吸燈，為了直觀的看

出，其中呼吸燈只采用LED燈后4個(gè)燈依次亮起閃爍。整體框圖如圖1所示。

圖1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

在藍(lán)牙模塊中，有兩個(gè)模塊：主模塊和從模塊，其中主模塊既可以接收信

號(hào)，也可以發(fā)送信號(hào)，從模塊只能接收信號(hào)，不能發(fā)送信號(hào)。但是在這個(gè)設(shè)計(jì)

中LED燈只要接收到控制信號(hào)，因此選擇HC-06藍(lán)牙來(lái)接收來(lái)自該模塊的控制

信號(hào)。

HC-06藍(lán)牙串口通信模塊,是基于BluetoothSpecificationV2.0帶EDR藍(lán)

牙協(xié)議的數(shù)傳模塊。無(wú)線(xiàn)工作頻段為2.4GHzISM調(diào)制方式是GFSK。模塊最大發(fā)

射功率為4dBm，接收靈敏度﹣85dBm，板載PCB天線(xiàn)，它可以在10米外實(shí)現(xiàn)。

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模塊組件上設(shè)有沖壓孔，模塊大小27mmx13mmx2mm，方便客戶(hù)嵌入應(yīng)用系統(tǒng)。自

帶LED狀態(tài)指示燈，它可以直觀地判斷藍(lán)牙的連接狀態(tài)。模塊采用CSR的BC417

芯片，支持AT指令，用戶(hù)可以根據(jù)需要更改角色（主從模式）、串口端口速率、

設(shè)備名稱(chēng)等參數(shù)，使用靈活。

HC-06模塊有四個(gè)引腳：VCC(3.3V)、GND（接地）、RXD（接收端）、TXD

（發(fā)送端）。藍(lán)牙模塊與Arduino通過(guò)串口通信。Arduino的數(shù)字端口1、0是

開(kāi)發(fā)板串口的TX（發(fā)送端）和RX（接收端），分別與HC-06的TXD（發(fā)送端）、

RXD（接收端）相連。

圖2藍(lán)牙模塊的連接

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4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

4.1主程序流程圖

圖3主程序流程圖

4.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

下機(jī)位調(diào)試成功后保存好編寫(xiě)的代碼，再燒一個(gè)空的程序。將藍(lán)牙模塊與

arduino連接，這里VCC接5V，GED接地，藍(lán)牙模塊的TXD接arduino模塊的

TXD，藍(lán)牙模塊的RXD接arduino模塊的RXD。（在這里，寫(xiě)空程序和沒(méi)有交叉

接線(xiàn)的目的是為了使用arduino開(kāi)發(fā)板上的USB轉(zhuǎn)串口芯片，對(duì)藍(lán)牙模塊進(jìn)行AT

命令配置，在實(shí)際工作中，也可以使用USB轉(zhuǎn)串口模塊配置）然后打開(kāi)串口助

手設(shè)置好串口和波特率，波特率為9600。使用AT命令：AT+PIN將密碼設(shè)置為1234。

然后斷電，斷電后將藍(lán)牙模塊的TXD和RXD將藍(lán)牙模塊的接線(xiàn)拔掉，燒錄

寫(xiě)好的程序。將藍(lán)牙模塊的TXD接arduino的RX，RXD接arduino的TX，這里

藍(lán)牙模塊就與arduino通訊了。下載手機(jī)端APP藍(lán)牙調(diào)試器，需要把所有的權(quán)

限打開(kāi)，連上自己的藍(lán)牙模塊進(jìn)行配對(duì)，輸入設(shè)置好的密碼1234。配對(duì)成功后

4

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在按鈕控制那打開(kāi)編輯模式進(jìn)行定義。在按下按鈕1時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)“1”后第一種

效果燈會(huì)閃爍，在按下按鈕2時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)“2”后第二種效果燈會(huì)閃爍。部分代

碼如圖4所示。

圖4部分代碼界面

4.3上位機(jī)設(shè)計(jì)思路

上位機(jī)采用比較成熟的藍(lán)牙調(diào)試工具APP即可實(shí)現(xiàn)，操作界面如圖5、圖6

所示。

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圖5藍(lán)牙調(diào)試APP

圖6發(fā)送命令界面

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5產(chǎn)品使用說(shuō)明

5.1產(chǎn)品使用說(shuō)明

打開(kāi)手機(jī)APP用戶(hù)端連接藍(lán)牙，按下按鈕“1”后LED燈從左到右依次快

速閃爍，按下按鈕“2”后LED燈從左到右依次緩慢閃爍。

5.2產(chǎn)品裝配圖

圖7產(chǎn)品裝配圖

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求。

[2]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工和返修。

[3]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語(yǔ)。

[4]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)。

[5]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。

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參考資料

[1]左達(dá)明.基于GoogleADK的Android與Arduino的通信及控制研究：北京聯(lián)合大學(xué)圖書(shū)

館2016.

[2]丁海濤.基于藍(lán)牙與Arduino的慧眼燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：《滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)

報(bào)》2022.

[3]劉佳玲.基于Arduino藍(lán)牙燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：《電腦知識(shí)與技術(shù)》2018年第07期.

[4]風(fēng)箏.基于藍(lán)牙控制Arduino心情燈的電路圖設(shè)計(jì)：一版網(wǎng)，2020.10.20.

[5]陳呂州.Arduino程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：北京航天航空出版社，2014.5-6.

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附錄

附錄1元器件清單

設(shè)備型號(hào)數(shù)量

面包板1塊

ArduinounoR31塊

HC-06無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙模1塊

塊

公對(duì)公杜邦線(xiàn)14根

LED燈8個(gè)

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

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附錄5產(chǎn)品實(shí)物圖

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附錄6主程序代碼

intPIN_2=2;

intPIN_3=3;

intPIN_4=4;

intPIN_5=5;

intPIN_6=6;//定義五個(gè)頻閃燈

intLED_9=9;

intLED_10=10;

intLED_11=11;//定義三個(gè)呼吸燈

//intj[4]={PIN_2,PIN_3,PIN_4,PIN_5};

charmind_s_char;

voidsetup(){

pinMode(PIN_2,OUTPUT);

pinMode(PIN_3,OUTPUT);

pinMode(PIN_4,OUTPUT);

pinMode(PIN_5,OUTPUT);

pinMode(PIN_6,OUTPUT);

pinMode(LED_9,OUTPUT);

pinMode(LED_10,OUTPUT);

pinMode(LED_11,OUTPUT);//都定義為輸出模式

Serial.begin(9600);//串口波特率

}

voidloop(){

mind_s_char=Serial.read();

if(mind_s_char=='1'){

digitalWrite(PIN_2,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(PIN_2,LOW);

delay(200);

digitalWrite(PIN_3,HIGH);

delay(200);

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digitalWrite(PIN_3,LOW);

delay(200);

digitalWrite(PIN_4,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(PIN_4,LOW);

delay(200);

digitalWrite(PIN_5,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(PIN_5,LOW);

delay(200);

digitalWrite(PIN_6,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(PIN_6,LOW);

delay(200);

digitalWrite(LED_9,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(LED_9,LOW);

delay(200);

digitalWrite(LED_10,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(LED_10,LOW);

delay(200);

digitalWrite(LED_11,HIGH);

delay(200);

digitalWrite(LED_11,LOW);

delay(200);

}

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