arduino的蓝牙调光灯的设计
【摘 要】本课题设计一款基于Arduino单片机的蓝牙调光灯，它由Arduino单片机、蓝牙模块、LED灯和手机APP四部分组成。Arduino单片机采用了改进版的Arduino Nano，它采用接插件设计，搭建电路非常方便；手机APP采用了App Inventor编写，积木式的编程简单易学。手机连接蓝牙，通过手机APP的操作实现了手机控制开关灯和调节灯光强度的功能。
目录
一、蓝牙调光灯的研究背景 1
二、系统总体设计方案 2
三、系统硬件设计 3
（一）Arduino单片机简介 3
1、常用Arduino版本性能的比较 3
2、ATmega328芯片介绍 4
（二）OLED显示模块设计 6
（三）LED灯模块设计 7
（四）蓝牙模块设计 8
四、软件系统设计 10
（一）Arduino程序设计 10
（二）安卓手机端程序设计 11
1、APP Inventor编程软件简介 11
2、APP Inventor逻辑设计 12
五、实物制作及功能演示 14
（一）实物制作 14
（二）实物调试 14
1、AI2的下载安装 14
2、arduino程序编译和上传 15
3、AI2与arduino联调 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 （外接部分） 21
附录二 原理图 （Arduino单片机模块） 22
附录三手机端程序 23
附录四 arduino程序 24
一、蓝牙调光灯的研究背景
随着工业的不断发展，人们的生活水平也在不断地提升，随处可见空无一人的走廊上还有灯光亮着，阳光充足的白天商场里的灯开的和夜晚一样亮，明明灯光暗一点会有柔和的效果，因此，针对这种情况，出现了可以调节灯光亮度的按钮，可以节约能源的同时，又能营造出一种气氛，但是，这种情况总是需要有人到指定的开关前去完成这一动作才可以实现的，而且，如果在漆黑的夜晚起床开
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
灯的话，或者冬天从被窝里出来去关灯，都是一件让人不是特别舒心的事情。那随着电子技术的不断发展，人们提出了是否可以遥控实现这些功能的想法。
蓝牙技术作为一种新兴的无线技术，由于低成本，作用范围广而受到越来越多的欢迎，为此还专门成立了世界蓝牙组织，并且该组织已经成为一个相当大的工业标准化组织。蓝牙是取代电缆的短距离无线通信技术，可以传输文件，视频，音频，利用蓝牙技术可以简化移动终端设备之间的通信，也能够简化设备与因特网之间的通信，是数据的传输变得更加快速，有效，也可以拓宽无线通信，蓝牙设备采用分散式网络以及短包技术，支持点对点，点对多的通信方式，而且可以应用于手机，IPAD，MP3，汽车，因此受到人们越来越多的推崇。
鉴于蓝牙技术的优点，于是，提出了利用蓝牙技术对灯进行调节，利用蓝牙的无线通信的设置，将蓝牙设备与灯通过无线进行连接，可以达到对灯的开关以及亮度调节，手机是现在人们不会离开身边的电子设备，蓝牙是一种可以安装在手机上的无线技术，因此我们可以基于蓝牙技术，在手机上完成对灯光的控制，这会是一件方便的事情。
本设计选用Arduino单片机作为主控制器，Arduino是一个开源的电子设计平台，在底层封装了大量的库函数，编程比51单片机要简单许多。手机控制界面APP采用App Inventor软件编写，App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，采用积木式的编程方式，简单易学。
二、系统总体设计方案
本设计由Arduino单片机、蓝牙模块、LED灯和手机APP四部分组成。手机蓝牙模块与Arduino单片机上的蓝牙模块通过串口进行数据的读写，实现用手机控制开关灯和调节灯光强度的功能。当在手机APP上点击“开灯按钮”时，OLED显示屏上显示“K”字符；当在手机APP上点击“关灯按钮”时，OLED显示屏上显示“G”字符；当在手机APP上滑动滚动条时，手机上的文本框会提示滚动条对应的灯光强度数值，OLED显示屏也同步显示灯光强度，LED灯显示对应的明暗程度。
系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统总体框图
本设计选用Arduino单片机作为主控制器，Arduino是一个开源的电子设计平台，在底层封装了大量的库函数，编程比51单片机要简单许多。手机控制界面APP采用App Inventor软件编写，App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，采用积木式的编程方式，简单易学。
三、系统硬件设计
（一）Arduino单片机简介
Arduino是一款便捷灵活，方便上手的开源电子原型平台，包含硬件Arduino板和软件Arduino IDE。由意大利的老师在2005年设计了Arduino电路板，使用类似于JAVA，C语言的开发环境，目前，全国有成千上万的人在使用，并且，国内使用的人数也在不断增加，因为简单易学，所以越来越受到人们的欢迎。
1、常用Arduino版本性能的比较
目前Arduino已推出很多不同的型号，下面简单介绍一下入门者常用的几款型号，只要性能如下表3.1所示。入门首选的Arduino是 Uno R3，它采用USB接口。处理器核心是ATmega328，具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入。当设计中需要用到较多IO口时，Arduino 2560也是不错的选择。2560也是采用USB接口。处理器核心是ATmega2560，具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口。而Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本，尺寸非常小，可以直接插在面包板上使用。Nano3.0处理器核心是ATmega328，具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），8路模拟输入。
表3.1 Arduino各版本性能比较
UNO
NANO
2560
MCU
ATmega328
ATmega168/328
ATmega2560
工作电压
5V
5V
5V
目录
一、蓝牙调光灯的研究背景 1
二、系统总体设计方案 2
三、系统硬件设计 3
（一）Arduino单片机简介 3
1、常用Arduino版本性能的比较 3
2、ATmega328芯片介绍 4
（二）OLED显示模块设计 6
（三）LED灯模块设计 7
（四）蓝牙模块设计 8
四、软件系统设计 10
（一）Arduino程序设计 10
（二）安卓手机端程序设计 11
1、APP Inventor编程软件简介 11
2、APP Inventor逻辑设计 12
五、实物制作及功能演示 14
（一）实物制作 14
（二）实物调试 14
1、AI2的下载安装 14
2、arduino程序编译和上传 15
3、AI2与arduino联调 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 （外接部分） 21
附录二 原理图 （Arduino单片机模块） 22
附录三手机端程序 23
附录四 arduino程序 24
一、蓝牙调光灯的研究背景
随着工业的不断发展，人们的生活水平也在不断地提升，随处可见空无一人的走廊上还有灯光亮着，阳光充足的白天商场里的灯开的和夜晚一样亮，明明灯光暗一点会有柔和的效果，因此，针对这种情况，出现了可以调节灯光亮度的按钮，可以节约能源的同时，又能营造出一种气氛，但是，这种情况总是需要有人到指定的开关前去完成这一动作才可以实现的，而且，如果在漆黑的夜晚起床开
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
灯的话，或者冬天从被窝里出来去关灯，都是一件让人不是特别舒心的事情。那随着电子技术的不断发展，人们提出了是否可以遥控实现这些功能的想法。
蓝牙技术作为一种新兴的无线技术，由于低成本，作用范围广而受到越来越多的欢迎，为此还专门成立了世界蓝牙组织，并且该组织已经成为一个相当大的工业标准化组织。蓝牙是取代电缆的短距离无线通信技术，可以传输文件，视频，音频，利用蓝牙技术可以简化移动终端设备之间的通信，也能够简化设备与因特网之间的通信，是数据的传输变得更加快速，有效，也可以拓宽无线通信，蓝牙设备采用分散式网络以及短包技术，支持点对点，点对多的通信方式，而且可以应用于手机，IPAD，MP3，汽车，因此受到人们越来越多的推崇。
鉴于蓝牙技术的优点，于是，提出了利用蓝牙技术对灯进行调节，利用蓝牙的无线通信的设置，将蓝牙设备与灯通过无线进行连接，可以达到对灯的开关以及亮度调节，手机是现在人们不会离开身边的电子设备，蓝牙是一种可以安装在手机上的无线技术，因此我们可以基于蓝牙技术，在手机上完成对灯光的控制，这会是一件方便的事情。
本设计选用Arduino单片机作为主控制器，Arduino是一个开源的电子设计平台，在底层封装了大量的库函数，编程比51单片机要简单许多。手机控制界面APP采用App Inventor软件编写，App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，采用积木式的编程方式，简单易学。
二、系统总体设计方案
本设计由Arduino单片机、蓝牙模块、LED灯和手机APP四部分组成。手机蓝牙模块与Arduino单片机上的蓝牙模块通过串口进行数据的读写，实现用手机控制开关灯和调节灯光强度的功能。当在手机APP上点击“开灯按钮”时，OLED显示屏上显示“K”字符；当在手机APP上点击“关灯按钮”时，OLED显示屏上显示“G”字符；当在手机APP上滑动滚动条时，手机上的文本框会提示滚动条对应的灯光强度数值，OLED显示屏也同步显示灯光强度，LED灯显示对应的明暗程度。
系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统总体框图
本设计选用Arduino单片机作为主控制器，Arduino是一个开源的电子设计平台，在底层封装了大量的库函数，编程比51单片机要简单许多。手机控制界面APP采用App Inventor软件编写，App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境，采用积木式的编程方式，简单易学。
三、系统硬件设计
（一）Arduino单片机简介
Arduino是一款便捷灵活，方便上手的开源电子原型平台，包含硬件Arduino板和软件Arduino IDE。由意大利的老师在2005年设计了Arduino电路板，使用类似于JAVA，C语言的开发环境，目前，全国有成千上万的人在使用，并且，国内使用的人数也在不断增加，因为简单易学，所以越来越受到人们的欢迎。
1、常用Arduino版本性能的比较
目前Arduino已推出很多不同的型号，下面简单介绍一下入门者常用的几款型号，只要性能如下表3.1所示。入门首选的Arduino是 Uno R3，它采用USB接口。处理器核心是ATmega328，具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入。当设计中需要用到较多IO口时，Arduino 2560也是不错的选择。2560也是采用USB接口。处理器核心是ATmega2560，具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口。而Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本，尺寸非常小，可以直接插在面包板上使用。Nano3.0处理器核心是ATmega328，具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），8路模拟输入。
表3.1 Arduino各版本性能比较
UNO
NANO
2560
MCU
ATmega328
ATmega168/328
ATmega2560
工作电压
5V
5V
5V
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