引言

隨著當(dāng)今安全管理的發(fā)展需求以及國家對安全監(jiān)控行業(yè)的支持，這幾年，安全監(jiān)控行業(yè)發(fā)展迅猛，各類監(jiān)控系統(tǒng)百花齊放。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)通過有線或其他方式傳送溫度數(shù)據(jù)，而本文提出了利用藍牙無線傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)計方案，這種利用藍牙傳輸?shù)脑O(shè)計方法，可以節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率和工作的靈活性。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計

Arduino是一塊基于開放源代碼的USB接口SimpleI/O接口板（包括12通道數(shù)字GPIO,4通道PWM輸出，6~8通道10bitADC輸入通道），該系統(tǒng)的硬件主要由ArduinoUNO主控板、ArduinoXbee傳感器擴展板、藍牙串口模塊和數(shù)字溫度傳感器組成。

1.1ArduinoUNO主控板

對于開放原始碼的電路圖設(shè)計，可通過程式開發(fā)界面免費下載，也可依照需求自己修改。使用低價格的微處理控制器ATMEGA328P-PU；可依據(jù)官方電路圖簡化Arduino模組，從而完成獨立運作的微處理控制器；還可簡單地與傳感器、各式各樣的電子元件（如紅外線、超聲波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機等）進行連接；USB接口可以不需外接電源，500mA自恢復(fù)保險絲可以避免電腦USB電源過載，另外,還有提供9VDC輸入接口，USB與外接電源可自動切換。在應(yīng)用方面，利用Arduino可以突破以往只能使用滑鼠、鍵盤、CCD等輸入裝置的互動內(nèi)容，因而可以更簡單地達成單人或多人游戲互動。

1.2ArduinoXbee傳感器擴展板

ArduinoXbee傳感器擴展板V5含有RS485總線/無線數(shù)傳/藍牙串口，其主要功能是使藍牙芯片、溫度傳感器與主控板相連。

1.3藍牙串口模塊

DF-BluetoothV3藍牙模塊采用獨特雙層板設(shè)計，既美觀又可防止靜電損壞模塊?？梢栽O(shè)計兩個電源輸入口，一個寬電

壓供電（3.5~8V）,一個3.3V供電，以適用于各種場合。系統(tǒng)可以用STATE和LINK指示燈清晰顯示模塊工作狀態(tài)和連接狀態(tài)，其中，STATE狀態(tài)有捜索狀態(tài)（高104ms,周期342ms,2.9Hz閃爍）和連接狀態(tài)（高104ms,周期2s,0.5Hz閃爍）；而LINK狀態(tài)一般在配對后常亮。

1.4數(shù)字溫度傳感器

選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器可以對環(huán)境溫度進行定量檢測。DS18B20數(shù)字溫度傳感器是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器。其測溫范圍為-55~+125固有測

溫分辨率為0.5笆,可支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上實現(xiàn)多點測溫，測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。

2系統(tǒng)的軟件設(shè)計

Arduino控制軟件設(shè)計

Arduino具有類似于Java和C語言的IDE集成開發(fā)環(huán)境,其編程語言類似于C語言，用戶可以通過USB接口直接進行編程和通信。Arduino端軟件的主要功能是要主控板將溫度感應(yīng)器探測到的溫度通過藍牙芯片傳遞給手機終端。

Android手機端軟件設(shè)計

Android是基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)。Android的實質(zhì)是一種軟件架構(gòu)，主要由操作系統(tǒng)、中間件以及一些關(guān)鍵應(yīng)用組成。作為由Linux+Java構(gòu)成的開源軟件,Android已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在我們的生活中：手機、平板電腦，還有將來的電視甚至汽車。它是當(dāng)今最火爆，市場占有率最高的移動終端操作系統(tǒng)。而手機端主要通過藍牙接收Arduino端傳遞過來的數(shù)據(jù)，并在手機界面上顯示。

3藍牙通信

3.1藍牙技術(shù)簡介

藍牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)，能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術(shù),能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與Internet之間的通信，從而使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙釆用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHzISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。其數(shù)據(jù)速率為1Mb/s。釆用時分雙工傳輸方案,可實現(xiàn)全雙工傳輸。

3.2藍牙協(xié)議

本系統(tǒng)中主要用的是藍牙配對和BluetoothSerialPort協(xié)議。其中配對是兩個Bluetooth設(shè)備間建立新關(guān)系的過程。在此過程中，將交換鏈路密鑰（在請求建立連接之前或在連接階段）；而BluetoothSerialPort的主要功能是將Bluetooth的通信轉(zhuǎn)化成VirtualSerialPort（虛擬串口）。經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)換后，使用Bluetooth的Client程序就可以像使用串口一樣操作Bluetooth,并通過這個把釆集到的溫度數(shù)值傳遞給手機端。3.3藍牙傳輸過程

Arduino主控板可將溫度傳感器探測到的溫度以一定發(fā)送頻率通過藍牙芯片，以BluetoothSerialPort虛擬串口的方式傳遞給手機端，然后由手機端在界面上顯示溫度。圖1所示是本系統(tǒng)的藍牙傳輸過程圖。

圖1     系統(tǒng)藍牙傳輸過程

4結(jié)語

本系統(tǒng)是基于Arduino平臺和Android終端的操作系統(tǒng),系統(tǒng)先通過溫度探測器釆集溫度信息，并通過藍牙芯片傳遞給手機端。整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，成本低廉，豐富了安防監(jiān)控手段。此外，Arduino功能強大，且與Android的耦合性極佳，還可以在本系統(tǒng)的方案上修改，從而開發(fā)出滿足自身需求的通信控制系統(tǒng)。

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