基于单片机的蓝牙遥控窗帘设计
2022-06-09
摘 要：利用手机或电脑自带蓝牙功能作为上位机控制端，将蓝牙从模块作为遥控窗帘的遥控信号接受端，接受信号后与单片机进行通信，来完成对窗帘的遥控开关、定时、显示等系统设置，由此实现了以蓝牙为依托的新型智能家居自动化遥控方式的改变。
关键词：单片机；蓝牙；无线电遥控；手机
中图分类号：TP79 文献标志码：B 文章编号：1672-1098（2014）03-0064-03
目前市场上的遥控窗帘数量种类日益增多，而作为家庭自动化集成设备的一部分，其遥控器与电视空调等遥控器均不通用。由于家居自动化程度的越来越高，所以提出由手机或电脑自带蓝牙功能作为遥控器来进行控制，从而解决需要多个遥控器来对应多个家电的问题。而本文介绍了如何利用单片机来设计蓝牙遥控窗帘。
1 基本原理
通过手机或电脑的蓝牙功能发送控制信号，利用蓝牙从模块对信号进行接受，并通过串口发送给单片机。单片机通过接收蓝牙信号，时钟信号，可以将时钟信号送到显示屏输出，并且完成定时功能，经功率放大电路输出对电机进行控制（见图1）。
2 蓝牙模块简介
蓝牙HC06模块可以让使用串口的设备摆脱线缆的束缚在10米范围内实现无线串口通信。论文范文使用该模块无需了解复杂的蓝牙底层协议，只要简单的几个步骤即可享受到无线通信的便捷。蓝牙透传模块只有4个AT指令，分别是测试通讯，改名称，改波特率，改配对密码。AT指令必须从TXD，RXD信号脚设置，不能通过蓝牙信道设置。发送AT指令的设备可以是各种类型的MCU（比如MCS51，AVR，PIC，MSP430，ARM等），也可以是电脑通过串口（PC串口接MAX232以后或者USB转串口）发送。
3 各部分功能的实现
在手机或电脑控制端界面上，有许多功能性按钮，例如，当在手机按下显示屏上的“打开”按键时，手机会通过蓝牙以ASCII码的形式发送一个字符“A”，释放时会发送一个字符“a”。使用51单片机的串口通信来接收发送过来的ASCII码。打开串口中断，可以在串口中断服务函数中接收到字符后，用switch（）语句来判断接收到的字符。然后根据接收到的信息来驱动步进电机进行正转，从而达到打开窗帘的目的。同理可以利用接受的其他字符来进行当前时间的设定，定时开关的设定等。利用DS1302芯片自带的RAM将开窗帘时间，关窗帘时间都保存在其自带的RAM中，不需要单独的EEPRO，在系统调用里面存储的信息就能完成定时中断的功能。加入1602字符型液晶显示模块后，可以同时在手机和终端显示屏上显示当前时间、定时功能开关以及定时时间等信息。而电机驱动的部分则由具有高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN 达林顿管组成UNL2003来完成对步进电机的驱动。通过步进电机的转子和绳索之间的传动，来达到打开或闭合窗帘的目的（见图2）。
4 硬件设计部分
遥控信号接收部分将蓝牙HC06从模块的TXD与单片机的RXD连接上，然后将HC06从模块的电源和地接入单片机系统内（见图3）。编写程序时，设置串口工作方式为1，打开总中断开关、打开串口中断开关。时钟控制部分将DS1302的SCLK、I/0、RST与单片机相连接，采用32.768MHz晶振，在第一次加电后，须进行初始化操作，初始化后就可以按正常方法调整时间及升降窗帘时间。
电机驱动部分通过4.7k上拉电阻将ULN2003的IN1～4口接入单片机的P1.0～P1.4来完成（见图5）。
图5 电机驱动电路硬件连接图 通过9V变压器外接市电（220V）后， 输出电压为9 V交流电。 同时经过3端集成稳压器LM7805稳压后输出+5 V电压VBB为电路提供电源， 5 V电源经过二极管、 限流电阻后，为单片机提供VCC电压， BATTERY是直流供电电源，电压为3～3.6 V。供电电路及整体硬件连接如图6～图7所示。
5 小结
目前市场的遥控设备以红外居多，所以导致在家居智能化程度越来越高的时候，对遥控器的统一就越来越迫切。本文通过利用单片机和蓝牙从模块的串口通信来，完成家居内的遥控。本人大胆设想，在不久的将来，随着手机、电脑等具有蓝牙功能设备的普及，电视、空调等大型家电的蓝牙改造方案也会逐渐的走向市场。
参考文献：
[1] 黄友锐.单片机原理及应用[M].合肥：合肥工业大学出版社，2006：166-208.
[2] 金纯，林金朝，万宝红.蓝牙协议及其源代码分析[M].北京：国防工业出版社，2006.：11-13.
[3] 董涛，刘进英，蒋苏.基于单片机的智能小车的设计与制作[J].计算机测量与控制，2009，17（2）：380-382.
关键词：单片机；蓝牙；无线电遥控；手机
中图分类号：TP79 文献标志码：B 文章编号：1672-1098（2014）03-0064-03
目前市场上的遥控窗帘数量种类日益增多，而作为家庭自动化集成设备的一部分，其遥控器与电视空调等遥控器均不通用。由于家居自动化程度的越来越高，所以提出由手机或电脑自带蓝牙功能作为遥控器来进行控制，从而解决需要多个遥控器来对应多个家电的问题。而本文介绍了如何利用单片机来设计蓝牙遥控窗帘。
1 基本原理
通过手机或电脑的蓝牙功能发送控制信号，利用蓝牙从模块对信号进行接受，并通过串口发送给单片机。单片机通过接收蓝牙信号，时钟信号，可以将时钟信号送到显示屏输出，并且完成定时功能，经功率放大电路输出对电机进行控制（见图1）。
2 蓝牙模块简介
蓝牙HC06模块可以让使用串口的设备摆脱线缆的束缚在10米范围内实现无线串口通信。论文范文使用该模块无需了解复杂的蓝牙底层协议，只要简单的几个步骤即可享受到无线通信的便捷。蓝牙透传模块只有4个AT指令，分别是测试通讯，改名称，改波特率，改配对密码。AT指令必须从TXD，RXD信号脚设置，不能通过蓝牙信道设置。发送AT指令的设备可以是各种类型的MCU（比如MCS51，AVR，PIC，MSP430，ARM等），也可以是电脑通过串口（PC串口接MAX232以后或者USB转串口）发送。
3 各部分功能的实现
在手机或电脑控制端界面上，有许多功能性按钮，例如，当在手机按下显示屏上的“打开”按键时，手机会通过蓝牙以ASCII码的形式发送一个字符“A”，释放时会发送一个字符“a”。使用51单片机的串口通信来接收发送过来的ASCII码。打开串口中断，可以在串口中断服务函数中接收到字符后，用switch（）语句来判断接收到的字符。然后根据接收到的信息来驱动步进电机进行正转，从而达到打开窗帘的目的。同理可以利用接受的其他字符来进行当前时间的设定，定时开关的设定等。利用DS1302芯片自带的RAM将开窗帘时间，关窗帘时间都保存在其自带的RAM中，不需要单独的EEPRO，在系统调用里面存储的信息就能完成定时中断的功能。加入1602字符型液晶显示模块后，可以同时在手机和终端显示屏上显示当前时间、定时功能开关以及定时时间等信息。而电机驱动的部分则由具有高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN 达林顿管组成UNL2003来完成对步进电机的驱动。通过步进电机的转子和绳索之间的传动，来达到打开或闭合窗帘的目的（见图2）。
4 硬件设计部分
遥控信号接收部分将蓝牙HC06从模块的TXD与单片机的RXD连接上，然后将HC06从模块的电源和地接入单片机系统内（见图3）。编写程序时，设置串口工作方式为1，打开总中断开关、打开串口中断开关。时钟控制部分将DS1302的SCLK、I/0、RST与单片机相连接，采用32.768MHz晶振，在第一次加电后，须进行初始化操作，初始化后就可以按正常方法调整时间及升降窗帘时间。
电机驱动部分通过4.7k上拉电阻将ULN2003的IN1～4口接入单片机的P1.0～P1.4来完成（见图5）。
图5 电机驱动电路硬件连接图 通过9V变压器外接市电（220V）后， 输出电压为9 V交流电。 同时经过3端集成稳压器LM7805稳压后输出+5 V电压VBB为电路提供电源， 5 V电源经过二极管、 限流电阻后，为单片机提供VCC电压， BATTERY是直流供电电源，电压为3～3.6 V。供电电路及整体硬件连接如图6～图7所示。
5 小结
目前市场的遥控设备以红外居多，所以导致在家居智能化程度越来越高的时候，对遥控器的统一就越来越迫切。本文通过利用单片机和蓝牙从模块的串口通信来，完成家居内的遥控。本人大胆设想，在不久的将来，随着手机、电脑等具有蓝牙功能设备的普及，电视、空调等大型家电的蓝牙改造方案也会逐渐的走向市场。
参考文献：
[1] 黄友锐.单片机原理及应用[M].合肥：合肥工业大学出版社，2006：166-208.
[2] 金纯，林金朝，万宝红.蓝牙协议及其源代码分析[M].北京：国防工业出版社，2006.：11-13.
[3] 董涛，刘进英，蒋苏.基于单片机的智能小车的设计与制作[J].计算机测量与控制，2009，17（2）：380-382.