基于蓝牙技术的无线音箱设计与实现(附件)【字数：7963】
摘 要随着智能设备的普及，人们的生活也开始课题在变得越来越智能化。智能化给我们的生活带来的最大的变化之一就是，无论是在工作还是生活和娱乐上我们的选择更多了也更加便捷了。蓝牙音箱的出现顺应了这一趋势。本次课题是利用Arduino UNO开发板为主体完成的，Arduino UNO是一块基于开放原始代码的平台，具有使用简单，功能多样，价格低廉等优点，它被广泛的应用于电子系统设计以及互动产品的开发。除此之外还简单的讲述了蓝牙的基本概念，给出了基于Arduino UNO与HC-05型号的蓝牙模块的蓝牙音箱的设计方法。使用HC-5型号的蓝牙模块进行连接可以在一定距离范围内，与待连接设备快速的建立起连接、控制与通信，使用不仅简单、便捷，而且可靠性高。在蓝牙音箱的音频解码方面本课题用到的是DFPplayer的MP3模块，该模块支持多种音频格式的解码，使音箱能支持大多数音乐的播放。除此之外本文还探索性的使用OLED模块来作为音箱的按键显示器，可以通过OLED模块的屏幕播放状态。本次设计基本实现了相应的功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究内容 2
第二章 系统设计框架 3
2.1控制端框架 3
2.2受控端框架 3
第三章 硬件的选型 5
3.1Arduino UNO主板介绍 5
3.2HC5蓝牙模块 6
3.3蓝牙模块在主机与从机的接线 7
3.4蓝牙模块的AT模式选择 7
3.5MP3模块 8
3.6MP3模块引脚介绍 9
3.7MP3模块接线 10
3.8按键模块 10
3.9OLED模块 12
第四章 软件设计 13
4.1软件设计概述 13
4.2程序编辑界面 13
4.3主程序运行流程 14
4.4控制端的程序设计 14
4.5受控端的程序设计 15
第五章 实验过程与结果 16
5.1硬件调试 16
5.2连接线 16
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
.3面包板的使用 16
5.4系统整体实物连接图 16
5.5软件调试 17
5.6实验结果 17
第六章 结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1研究背景
在无线通信技术得到很大发展的社会背景下，人们的工作、生活中也出现了越来越多的应用了无线通信技术的无线互连式设备。而在多种无线通信技术中，蓝牙通信技术因为具有其独特的优势脱颖而出。它不仅可以使人们摆脱各个设备之间需要连线才能通信这一令人困扰的连接方式，而且它的传输速率非常快，连接状态非常稳定，使用非常便捷。在纷杂的连线设备充斥于生活的今天给人们的生活带来了方便。特别是当蓝牙传输技术用于视频音频的传输时，更是能给人们带来令人耳目一新的多媒体体验。使人实实在在的享受到科技发展带来的便捷。在更多的地方使用蓝牙技术是未来通信以及传输领域的发展趋势。[1]
1.2国内外研究现状
在过去的十几年里，我国的音响产业迅猛发展，出于技术的桎梏，最先发展起来的是插卡音箱，这一类型音箱的在市场迅速蔓延，各地企业与厂商纷纷开始投入了插卡音箱的生产与销售。[2]这一现象是从2010年开始的，然而直到今天插卡音箱依旧非常热门，众多商家依然在涌向深圳和广州与音箱厂商寻求合作。虽然人们了解到了插卡一箱十分受欢迎这一现象，但是有一个问题却持续困扰着那写一直在跟风的企业与厂商，那就是这类音箱到底还能红多久？市场潜在的需求到底还有多大？[3]
想要解决这一问题，我们就该关注插卡音箱的优点在哪儿,为什么它能给音箱产业带来革新。外观小巧新颖，携带方便是插卡音箱最大的卖点，而它更为人理解的一种名称是“USB音箱”及使用一根USB数据线来连接其他存储着音乐文件的设备，比如：手机电脑等。近几年随着技术的进步与人们需求的不断升级。一款新的类型的音箱出现了，这就是蓝牙音箱。[4]蓝牙音箱不仅有着插卡音箱所具备的有点，便于携带，外观小巧新颖而且比插卡音箱更加的方便，智能，它彻彻底底的了数摆脱据线的桎梏，通过蓝牙与控制设备连接实现自由简洁的音乐播放，大大提高了人们的听歌体验。[5]而蓝牙音箱广泛出现在人们视野中是在2013年左右。虽然因为成本的原因没有彻底的代替插卡音箱，但是随着技术的不断改善，蓝牙模块的成本也越来越低了。[6]在今天制作一款廉价又功能齐全的蓝牙音箱是完全有可能的。在未来我相信蓝牙音箱一定会得到更广泛的应用，因为它基于蓝牙技术有着稳定的通信保障又有着方便快捷的连接方式，更加可贵的是如今蓝牙模块相对廉价，十分适合在生活和工作中推广使用，一股新的蓝牙设备的使用热潮正在兴起。[7]
1.3本文研究内容
鉴于目前插卡音箱在市场需求方面仍然有着一定的开拓空间，而热门的蓝牙音箱又是未来音箱发展的必然趋势。本文就尝试将两种音箱结合起来，两种技术的融合势必会带来一些不一样的惊喜。因为插卡音箱的技术相对蓝牙音箱更加成熟，而在蓝牙音响中借鉴插卡音箱的一些优点也能使音箱的实用性得到提升。两者很可能得到一加一大于二的效果。在参考了许多音箱设计与制作过程后，本课题选择了运用Arduino UNO这一开源平台来搭建一款符合上述要求的，新颖的蓝牙音箱。该款音箱可以上实现使用蓝牙控制器控制音箱主体，播放/暂停、上一曲/下一曲 的切换。音箱支持MP3/WMA/WAV格式的音频文件的播放，同时使用TF卡或者SD卡进行音频文件的读取与存储。
第二章 系统设计框架
2.1控制端框架
系统的控制端指的是运用Arduino UNO主板、HC05蓝牙模块与按键模块，来搭建一个可以实现控制音乐播放/暂停以及上一曲/下一曲切换并通过OLED模块显示播放状态的控制端，采用USB数据线连接电脑供电。其控制方式与传统音箱的不同在于可以通过蓝牙连接来发出控制指令，不再像传统音箱那样按键与音箱一体，控制起来受到空间的限制，极大地牺牲了自由度。控制端的架构图如下：
/
图2.1 控制端图例
2.2受控端框架
系统的受控端指的是运用MP3模块、HC5蓝牙模块、喇叭以及Arduino UNO运作板来搭建一个可由控制端控制播放所播放的音乐的音箱其中音频播放模块包含了MP3模块和喇叭。整个受控端由一块9V电池供电。受控端由蓝牙模块接收控制端发送的指令做出反应。而在MP3模块中集成了SD与TF卡的卡槽，可以通过读取存储卡中的音乐与OLED模块相结合后实现海量音乐的可操控可视的播放控制。受控端架构图如下：
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图2.2 受控端图例
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究内容 2
第二章 系统设计框架 3
2.1控制端框架 3
2.2受控端框架 3
第三章 硬件的选型 5
3.1Arduino UNO主板介绍 5
3.2HC5蓝牙模块 6
3.3蓝牙模块在主机与从机的接线 7
3.4蓝牙模块的AT模式选择 7
3.5MP3模块 8
3.6MP3模块引脚介绍 9
3.7MP3模块接线 10
3.8按键模块 10
3.9OLED模块 12
第四章 软件设计 13
4.1软件设计概述 13
4.2程序编辑界面 13
4.3主程序运行流程 14
4.4控制端的程序设计 14
4.5受控端的程序设计 15
第五章 实验过程与结果 16
5.1硬件调试 16
5.2连接线 16
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
.3面包板的使用 16
5.4系统整体实物连接图 16
5.5软件调试 17
5.6实验结果 17
第六章 结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1研究背景
在无线通信技术得到很大发展的社会背景下，人们的工作、生活中也出现了越来越多的应用了无线通信技术的无线互连式设备。而在多种无线通信技术中，蓝牙通信技术因为具有其独特的优势脱颖而出。它不仅可以使人们摆脱各个设备之间需要连线才能通信这一令人困扰的连接方式，而且它的传输速率非常快，连接状态非常稳定，使用非常便捷。在纷杂的连线设备充斥于生活的今天给人们的生活带来了方便。特别是当蓝牙传输技术用于视频音频的传输时，更是能给人们带来令人耳目一新的多媒体体验。使人实实在在的享受到科技发展带来的便捷。在更多的地方使用蓝牙技术是未来通信以及传输领域的发展趋势。[1]
1.2国内外研究现状
在过去的十几年里，我国的音响产业迅猛发展，出于技术的桎梏，最先发展起来的是插卡音箱，这一类型音箱的在市场迅速蔓延，各地企业与厂商纷纷开始投入了插卡音箱的生产与销售。[2]这一现象是从2010年开始的，然而直到今天插卡音箱依旧非常热门，众多商家依然在涌向深圳和广州与音箱厂商寻求合作。虽然人们了解到了插卡一箱十分受欢迎这一现象，但是有一个问题却持续困扰着那写一直在跟风的企业与厂商，那就是这类音箱到底还能红多久？市场潜在的需求到底还有多大？[3]
想要解决这一问题，我们就该关注插卡音箱的优点在哪儿,为什么它能给音箱产业带来革新。外观小巧新颖，携带方便是插卡音箱最大的卖点，而它更为人理解的一种名称是“USB音箱”及使用一根USB数据线来连接其他存储着音乐文件的设备，比如：手机电脑等。近几年随着技术的进步与人们需求的不断升级。一款新的类型的音箱出现了，这就是蓝牙音箱。[4]蓝牙音箱不仅有着插卡音箱所具备的有点，便于携带，外观小巧新颖而且比插卡音箱更加的方便，智能，它彻彻底底的了数摆脱据线的桎梏，通过蓝牙与控制设备连接实现自由简洁的音乐播放，大大提高了人们的听歌体验。[5]而蓝牙音箱广泛出现在人们视野中是在2013年左右。虽然因为成本的原因没有彻底的代替插卡音箱，但是随着技术的不断改善，蓝牙模块的成本也越来越低了。[6]在今天制作一款廉价又功能齐全的蓝牙音箱是完全有可能的。在未来我相信蓝牙音箱一定会得到更广泛的应用，因为它基于蓝牙技术有着稳定的通信保障又有着方便快捷的连接方式，更加可贵的是如今蓝牙模块相对廉价，十分适合在生活和工作中推广使用，一股新的蓝牙设备的使用热潮正在兴起。[7]
1.3本文研究内容
鉴于目前插卡音箱在市场需求方面仍然有着一定的开拓空间，而热门的蓝牙音箱又是未来音箱发展的必然趋势。本文就尝试将两种音箱结合起来，两种技术的融合势必会带来一些不一样的惊喜。因为插卡音箱的技术相对蓝牙音箱更加成熟，而在蓝牙音响中借鉴插卡音箱的一些优点也能使音箱的实用性得到提升。两者很可能得到一加一大于二的效果。在参考了许多音箱设计与制作过程后，本课题选择了运用Arduino UNO这一开源平台来搭建一款符合上述要求的，新颖的蓝牙音箱。该款音箱可以上实现使用蓝牙控制器控制音箱主体，播放/暂停、上一曲/下一曲 的切换。音箱支持MP3/WMA/WAV格式的音频文件的播放，同时使用TF卡或者SD卡进行音频文件的读取与存储。
第二章 系统设计框架
2.1控制端框架
系统的控制端指的是运用Arduino UNO主板、HC05蓝牙模块与按键模块，来搭建一个可以实现控制音乐播放/暂停以及上一曲/下一曲切换并通过OLED模块显示播放状态的控制端，采用USB数据线连接电脑供电。其控制方式与传统音箱的不同在于可以通过蓝牙连接来发出控制指令，不再像传统音箱那样按键与音箱一体，控制起来受到空间的限制，极大地牺牲了自由度。控制端的架构图如下：
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图2.1 控制端图例
2.2受控端框架
系统的受控端指的是运用MP3模块、HC5蓝牙模块、喇叭以及Arduino UNO运作板来搭建一个可由控制端控制播放所播放的音乐的音箱其中音频播放模块包含了MP3模块和喇叭。整个受控端由一块9V电池供电。受控端由蓝牙模块接收控制端发送的指令做出反应。而在MP3模块中集成了SD与TF卡的卡槽，可以通过读取存储卡中的音乐与OLED模块相结合后实现海量音乐的可操控可视的播放控制。受控端架构图如下：
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图2.2 受控端图例
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