ai2的手机蓝牙温控器的设计
【】本课题设计一个基于AppInventor2（简称ai2）的安卓手机蓝牙温控器。由热敏电阻、Arduino单片机、2路5V继电器、加热模块、降温模块及手机App六部分组成。Arduino利用查询原理实现热敏电阻采集环境温度，并将温度信息送OLED显示屏显示。手机App采用ai2编程实现，通过蓝牙串口温度控制信息，使继电器吸合或释放从而控制加热模块或降温模块的启闭。
目录
一、蓝牙温控器的背景及意义 １
（一）课题背景 １
（二）课题的提出和意义 １
二、系统总体设计方案 ２
三、硬件电路的设计 ３
（一）Arduino单片机平台选择 ３
1、Arduino开发平台简介 ３
2、常用的Arduino版本介绍 ３
3、Arduino版本的选择 ３
（二）BLE蓝牙模块的介绍 ５
（三）热敏电阻传感器 ６
1、热敏电阻测温原理 ６
2、热敏电阻测温查表法原理 ７
（四）OLED显示模块设计 ９
（五）继电器模块设计 １０
四、程序的介绍 １１
（一）Arduino程序设计 １１
1、Arduino单片机编程介绍 １１
2、Arduino总体程序设计思想 １１
（二）安卓手机端程序设计 １２
1、APP Inventor2编程软件简介 １２
2、蓝牙温控器手机APP设计 １２
五、实物的制作与调试 １５
（一）实物制作 １５
（二）实物调试 １５
1、Arduino Nano控制平台调试 １５
2、APP端调试 １６
结论 ２１
致谢 ２２
参考文献 ２３
附录一 Arduino电路原理图 ２４
附录二 Arduino Nano 模块外接传感器及输出控制器件 ２５
附录三 手机APP程序（前面板） ２６
附录四 手机APP程序（后台代码） ２７
附录五 源程序 ２８
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一、蓝牙温控器的背景及意义
（一）课题背景
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，因此促进经济发展和提高社会进步离不开物联网的发展。随着Arduino开源平台、以及大量配套传感器模块的出现，智能手机、ipad等智能化手持设备的广泛普及应用，以及最近几年低功耗蓝牙技术的迅速崛起，使手机成为智能控制系统的重要组成部分。
在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近几年来，由于科学技术，经济发展及生态平衡的需要、传感器在各个领域中的作用也日益显著。温度控制系统早已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又与人们息息相关的一个世纪问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统具有广泛的应用前景与意义。?
（二）课题的提出和意义
本课题设计一个基于Ai2的手机蓝牙温控器。由热敏电阻、Arduino单片机、2路5V继电器及手机APP四部分组成。热敏电阻采用防水探头的形式，可实现测温范围20～110摄氏度。Arduino利用查询原理实现热敏电阻采集环境温度，并将温度信息送OLED显示屏显示。手机APP采用AppInventor2编程实现，通过蓝牙串口温度控制信息，使继电器吸合或释放从而控制风扇和加热器的启闭。设计两种工作模式：传感器自动控制模式和手机控制模式。通过按键实现两种模式的切换。在传感器模式下：当温度大于温度上限时，继电器1吸合，继电器2断开，启动降温模块；当温度小于温度下限时，继电器1断开，继电器2吸合，启动加热模块。手机模式下：接收来自手机的蓝牙指令，根据指令做出相应的动作，启动单片机端的加热模块或降温模块设备，或者修改温度的上下限值等。
二、系统总体设计方案
本系统设计由Arduino单片机、ntc防水探头热敏电阻、OLED显示屏、BLE蓝牙模块、继电器1（加热模块）、继电器2（降温模块）和手机APP这几部分组成。
系统工作时首先ntc防水探头热敏电阻进行温度的采集，然后将采集好的数据传送给单片机，并实时地显示在OLED显示屏上。该系统共有两种工作模式，通过按键对工作模式进行切换。设计两种工作模式：传感器自动控制模式和手机控制模式。通过按键实现两种模式的切换。在传感器模式下：当温度大于温度上限时，继电器1吸合，继电器2断开，启动降温模块；当温度小于温度下限时，继电器1断开，继电器2吸合，启动加热模块。手机模式下：接收来自手机的蓝牙指令，根据指令做出相应的动作，启动单片机端的加热模块或降温模块设备，或者修改温度的上下限值等。
系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统框图
三、硬件电路的设计
（一）Arduino单片机平台选择
1、Arduino开发平台简介
Arduino在2005年由意大利的团队所开发出来的开源的电子开发平台。其宗旨是希望非电子专业的人都可以轻易的踏入程序开发与硬件使用的世界，希望使用它的人都可以轻松将自己脑袋里的想法转化成现。
Arduino的基础版核心虽然只是八位的微控制器，但是它可以说是引领创客时代来临的重要推手之一。它第一个完全开放了硬件电路的原始文件，让所有有兴趣的人可以直接下载并找厂商生产，完全不用收取任何费用。
Arduino的开发环境也是完全免费的，可以直接在网络上下载，只需要解压缩后就可以使用。不需要另外安装，也不需要额外的下载通讯费，开发板与计算机之间只需要一根USB线就可以提供电源及用于程序下载。
2、常用的Arduino版本介绍
下面整理了几个常见Arduino开发版的微处理器的差异，可以看到大部分差异都是IO口数量、FLASH、EEPROM等的大小不同。其中，Arduino UNO目前使用人数最多的型号，非常适合初学者使用。
表3.1常见Arduino开发板性能比较
目录
一、蓝牙温控器的背景及意义 １
（一）课题背景 １
（二）课题的提出和意义 １
二、系统总体设计方案 ２
三、硬件电路的设计 ３
（一）Arduino单片机平台选择 ３
1、Arduino开发平台简介 ３
2、常用的Arduino版本介绍 ３
3、Arduino版本的选择 ３
（二）BLE蓝牙模块的介绍 ５
（三）热敏电阻传感器 ６
1、热敏电阻测温原理 ６
2、热敏电阻测温查表法原理 ７
（四）OLED显示模块设计 ９
（五）继电器模块设计 １０
四、程序的介绍 １１
（一）Arduino程序设计 １１
1、Arduino单片机编程介绍 １１
2、Arduino总体程序设计思想 １１
（二）安卓手机端程序设计 １２
1、APP Inventor2编程软件简介 １２
2、蓝牙温控器手机APP设计 １２
五、实物的制作与调试 １５
（一）实物制作 １５
（二）实物调试 １５
1、Arduino Nano控制平台调试 １５
2、APP端调试 １６
结论 ２１
致谢 ２２
参考文献 ２３
附录一 Arduino电路原理图 ２４
附录二 Arduino Nano 模块外接传感器及输出控制器件 ２５
附录三 手机APP程序（前面板） ２６
附录四 手机APP程序（后台代码） ２７
附录五 源程序 ２８
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一、蓝牙温控器的背景及意义
（一）课题背景
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，因此促进经济发展和提高社会进步离不开物联网的发展。随着Arduino开源平台、以及大量配套传感器模块的出现，智能手机、ipad等智能化手持设备的广泛普及应用，以及最近几年低功耗蓝牙技术的迅速崛起，使手机成为智能控制系统的重要组成部分。
在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近几年来，由于科学技术，经济发展及生态平衡的需要、传感器在各个领域中的作用也日益显著。温度控制系统早已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又与人们息息相关的一个世纪问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统具有广泛的应用前景与意义。?
（二）课题的提出和意义
本课题设计一个基于Ai2的手机蓝牙温控器。由热敏电阻、Arduino单片机、2路5V继电器及手机APP四部分组成。热敏电阻采用防水探头的形式，可实现测温范围20～110摄氏度。Arduino利用查询原理实现热敏电阻采集环境温度，并将温度信息送OLED显示屏显示。手机APP采用AppInventor2编程实现，通过蓝牙串口温度控制信息，使继电器吸合或释放从而控制风扇和加热器的启闭。设计两种工作模式：传感器自动控制模式和手机控制模式。通过按键实现两种模式的切换。在传感器模式下：当温度大于温度上限时，继电器1吸合，继电器2断开，启动降温模块；当温度小于温度下限时，继电器1断开，继电器2吸合，启动加热模块。手机模式下：接收来自手机的蓝牙指令，根据指令做出相应的动作，启动单片机端的加热模块或降温模块设备，或者修改温度的上下限值等。
二、系统总体设计方案
本系统设计由Arduino单片机、ntc防水探头热敏电阻、OLED显示屏、BLE蓝牙模块、继电器1（加热模块）、继电器2（降温模块）和手机APP这几部分组成。
系统工作时首先ntc防水探头热敏电阻进行温度的采集，然后将采集好的数据传送给单片机，并实时地显示在OLED显示屏上。该系统共有两种工作模式，通过按键对工作模式进行切换。设计两种工作模式：传感器自动控制模式和手机控制模式。通过按键实现两种模式的切换。在传感器模式下：当温度大于温度上限时，继电器1吸合，继电器2断开，启动降温模块；当温度小于温度下限时，继电器1断开，继电器2吸合，启动加热模块。手机模式下：接收来自手机的蓝牙指令，根据指令做出相应的动作，启动单片机端的加热模块或降温模块设备，或者修改温度的上下限值等。
系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统框图
三、硬件电路的设计
（一）Arduino单片机平台选择
1、Arduino开发平台简介
Arduino在2005年由意大利的团队所开发出来的开源的电子开发平台。其宗旨是希望非电子专业的人都可以轻易的踏入程序开发与硬件使用的世界，希望使用它的人都可以轻松将自己脑袋里的想法转化成现。
Arduino的基础版核心虽然只是八位的微控制器，但是它可以说是引领创客时代来临的重要推手之一。它第一个完全开放了硬件电路的原始文件，让所有有兴趣的人可以直接下载并找厂商生产，完全不用收取任何费用。
Arduino的开发环境也是完全免费的，可以直接在网络上下载，只需要解压缩后就可以使用。不需要另外安装，也不需要额外的下载通讯费，开发板与计算机之间只需要一根USB线就可以提供电源及用于程序下载。
2、常用的Arduino版本介绍
下面整理了几个常见Arduino开发版的微处理器的差异，可以看到大部分差异都是IO口数量、FLASH、EEPROM等的大小不同。其中，Arduino UNO目前使用人数最多的型号，非常适合初学者使用。
表3.1常见Arduino开发板性能比较
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