电动滑板攻略 - 蓝牙控制原理 - 创酷网

电动滑板攻略 - 蓝牙控制原理

动力老男孩发布于 2015-05-18 19:10

目前市面上的电动滑板，大多都是用的车模的2.4G遥控器，基本上都是单向控制。在我的改装里，把遥控换成了蓝牙通讯（其实蓝牙的波段也是2.4G，不过是制定了数据通讯协议），改用蓝牙之后有很多好处：

1. 可以双向通讯，滑板可以通知遥控器电量、速度或者未来还可以有载重等信息；

2. 大量的蓝牙设备可以用来当遥控器，最常见的就是手机，还可以有游戏柄、手环、指环，以后没准还可以脑波控制；

3. 开发简单，蓝牙配对之后可以模拟成串口，直接发送数据就可以了；

说起蓝牙，这个名字真是够怪的。它的起名来源是一位国王，据说爱吃蓝莓以至于牙真的是蓝色的，所以有个绰号叫Bluetooth。可能是因为这个家伙比较擅长沟通，所以发明蓝牙的科学家就用它来命名最新的通讯协议了。我们常见的无线通讯协议还有WIFI和ZigBee，分别应用于不同的场景。

蓝牙模块

蓝牙设备都是成对儿使用的，以电动滑板为例，其中一个是主设备，另外一个是从设备。就像相亲一样，总得其中一个主动点儿才能成功配对。

我们选用的蓝牙模块是 HC-05 主从一体的蓝牙模块，也就是同样的一个蓝牙模块，你可以把它设置成主设备，也可以把它设置为从设备。你在淘宝购买的时候，可能会发现长的不一样的蓝牙模块，有的边缘有锯齿，我们一般叫“邮票板”；还有的是带底板的，用插针连出来。

邮票板的每个缺口都是一个引脚，有很多功能其实是我们用不上的。插针板其实就是给邮票板加上了一个底板，一般还会用热缩管套起来。它把我们最常用的一些引脚引出来，方便开发和调试。相对的来说体积就会大一点儿。不管是什么板，大多数蓝牙模块都包含下面的这些引脚：

其中GND表示电源地；VCC是电源正极，需要看好是3.3V还是5V；TX（Transmit）用于发送数据；RX（Receive）用于接受数据。这4个引脚是所有蓝牙模块都会有的，其他的一些常见的引脚包括：Key（或EN)，设置为高电平才能进入AT设置模式；State（或LED），通常用于连接一个闪烁的灯，表示蓝牙的状态。

需要注意的是，不管是蓝牙还是别的什么串口，RX和TX都是对换着接的。例如蓝牙模块的RX需要对应Arduino的TX，蓝牙模块的TX对应Arduino的RX。这也很好理解，一方的发送端肯定是要连到对方的接收端嘛。

AT指令

前面提到了用Key或EN可以让蓝牙进入AT模式，所谓的AT模式是指蓝牙的设置模式，在这个模式下，可以设置蓝牙的名字、密码、配对信息等等。

如果要用电脑调试蓝牙，你需要一个USB转串口的模块（请在某宝搜 USB+串口+UART+模块），这种模块一般带有USB插头直接可以接电脑，另一头则是一些插针用于连接设备。设置蓝牙的话，请按下图连线：

连接之后在电脑上就会发现新硬件，比尔盖子会帮你找到驱动，完事儿之后你会在设备里看到一个新硬件，并映射出一个COM端口。

这时候你可以用Arduino的串口监视器来测试AT指令，在输入框输入AT后回车，你会发现蓝牙给你返回了一个OK，这就表示AT指令是可用的。不同厂家的AT指令并不完全相同，所以最好要找卖家要说明文档，不过一些常见的AT指令应该都支持。

其中AT指令包括查询和设置，以蓝牙的名称为例：

AT+NAME=ChuangKoo 这个命令把蓝牙模块的名字设置成ChuangKoo，蓝牙返回OK

AT+NAME? 这个命令蓝牙返回ChuangKoo

还有一些常见的命令包括：

AT+ROLE=M 设置蓝牙为主（Master）模式，等号后面是S的话则表示从（Slave）模式

AT+DEFAULT 还原为默认设置

AT+RESTART 软件复位（重启）

AT+ADDR? 查询本模块的Mac地址

AT+BIND=0002,0a,01eea7 自动绑定对方的Mac地址，只对主模式有效

其中我们主要就是靠AT+BIND来实现遥控器和电滑板的配对的。

Arduino程序

我的遥控器和电滑板上，都各自有一块Arduino Pro Mini和一个蓝牙模块。蓝牙模块设置了自动配对之后，它们只要加了电就会自动连接，这时候它们就进入“透传”状态，也就是说两个Arduino之间就像直接连上了一样。

在硬件上，Arduino有两种方式可以连接蓝牙，一种是直连，就是把Arduino板子上的RX、TX分别和蓝牙模块的TX、RX相连，在代码里用Serial类来操作；

这种方式据说会比较稳定，但是令人烦躁的是，当我们需要烧录程序的时候，需要把Arduino的RX、TX和烧写器相连；一旦接上蓝牙之后，烧程序就没法用了。

另外一种是软件串口的方式，随便选Arduino上的两个数字输出口，例如11和12，用它们来连接蓝牙的RX和TX，在代码里用SoftwareSerial类来操作。

这样烧代码的时候，就不需要把蓝牙拔下来了，而且一个Arduino板子可以控制好几个软件串口。

接线示意图如下：

遥控器端的代码是这样的：

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(12, 11);

void setup()
{
  mySerial.begin(9600);  //设置波特率
}

void loop()
{
  int readValue = 50;  //这里会换成从摇杆得到的读数
  mySerial.write((byte)readValue);

  delay(100);
}

mySerial就是软件串口，你可以看到就用简单的 mySerial.write(xxx) 就可以从遥控器向滑板发送数据了。

接收端的代码是这样的：

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(12, 11);

int powerValue = 50;  //摇杆默认位于0~100的中点

void setup()
{
  mySerial.begin(9600);  //设置波特率
}

void loop()
{
    while(mySerial.available()) {
        powerValue = mySerial.read();
    }
    // 此处用powerValue来控制电机
    delay(2500);
}

其中两个主要的函数 mySerial.available() 用于判断当前蓝牙模块是否有数据进来；mySerial.read() 用于读一个字节的数据。

所以蓝牙配对之后，两个设备之间有什么想说的悄悄话，只需要其中一个用Serial.write 写入，另一个就可以用Serial.read 来读取了，真是超级方便！

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