Smart之蓝牙读取温湿度

1. 说明

  范例采用蓝牙通讯协议，读取驳接在Arduino上的温湿度传感器的数据。HC-06采用BC417143芯片，支持蓝牙2.1+EDR标准，HC-06的主控端或者从端模式是在出厂前就设定好的不能更改，通常能够买到的HC-06均为从端模式。

  蓝牙设备(HC-06)通过杜邦线，将蓝牙VCC接口接至Arduino的5V针脚，蓝牙的GND接口接至Arduino GND针脚，蓝牙RXD接至Arduino 10号针脚，蓝牙TXD接至Arduino 11号针脚。

  温湿度传感器DHT22，负极接至Arduino GND针脚，正极接至Arduino 5V针脚，信号线连接Arduino 的D8针脚。

  在硬件连接完成后，将Arduino连接电源，需要先将PC端与HC-06的蓝牙配对，需使用支持蓝牙功能的计算机（如不支持蓝牙的计算机也可以使用USB蓝牙适配器等外接拓展设备使之支持蓝牙功能），打开蓝牙选项，可搜索到HC-06字样的蓝牙设备，默认的配对PIN码为1234。范例使用的Arduino程序使用到的蓝牙设备库的地址：http://drho.club/2018/06/arduino-bluetooth-mobile-phone01/ (opens new window)，下载该库文件并将其添加至Arduino程序库。

  通过范例学习，可以掌握蓝牙的基本通讯原理，并结合arduino开发板实现温湿度模块的数据采集功能。

2. 零件连接图

3. 使用零件

序	零件名称	数量
1	Arduino UNO R3 开发板	1
2	HC-06蓝牙模块或HC-05蓝牙模块	1
3	DHT22温湿度模块	1
4	USB数据线	1
5	面包板	1
6	杜邦线	若干

4. Arduino流程图

5. Arduino程序

  使用Arduino IDE 编译并上传以下Arduino程序。

// 使用温湿度传感器之链接库 https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
// http://drho.club/2018/06/arduino-bluetooth-read-sensor-value/
// https://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=3671289
#include <SoftwareSerial.h>
#include <DHT.h>
#include <Wire.h>
#define dhtPin 8                    //读取DHT22 Data
#define dhtType DHT22               //选用DHT22 
DHT dht(dhtPin, dhtType); // Initialize DHT sensor
SoftwareSerial BT(10,11); 

void setup() {
   BT.begin(9600);
   Serial.begin(9600);              //设定通信速率9600
   dht.begin();//启动DHT
 }

void loop() {
  byte cmd[20];
  int strsize;
  while(true){
    if ((strsize=(BT.available()))>0){
      for (int i=0; i<strsize; i++){
        cmd[i]=char(BT.read());
      }
      Serial.println(cmd[0]);
    }
   
    if (cmd[0]=='R') {
    float h = dht.readHumidity();   //读取湿度
    float t = dht.readTemperature(); //读取摄氏温度
    char hum_buf[10], tem_buf[10];
    if (!isnan(h) && !isnan(t)) {
        dtostrf(h, 3, 2, hum_buf);
        dtostrf(t, 3, 2, tem_buf);
        Serial.print("湿度: ");
        Serial.print(h);
        Serial.print("%\t");
        Serial.print("摄氏温度: ");
        Serial.print(t);
        Serial.print("*C\n");
        //BT.write('s');
        for(int i=0; i<5; i++) {
          BT.write(hum_buf[i]);
        }
        //BT.write('w');
        for(int i=0; i<5; i++) {
          BT.write(tem_buf[i]);
        }
     }
     else {
        Serial.println("无法从DHT传感器读取！");
        return;
     }  
    }
     delay(2000);//延时2秒
  }
}

6. 设计模板

  开启Smart智慧控制平台，分别加入下插图之控件。或者通过点击菜单栏[文件]-[打开项目]选择范例项目文件来打开该范例。

  ①：TImage组件，控件名称为Image1。

  ②：TShape组件，控件名称为Shape1。

  ③：TPanel组件，控件名称为Panel1。

  ④：TLabel组件，控件名称为Label9。

  ⑤：TPanel组件，控件名称为Panel2。

  ⑥：TLabel组件，控件名称为Label1。

  ⑦：TLabel组件，控件名称为Label2。

  ⑧：TLabel组件，控件名称为Label3。

  ⑨：TWidgetLCDLabel组件，控件名称为WidgetLCDLabel1。

  ⑩：TLabel组件，控件名称为Label4。

  (11)：TBluetooth组件，控件名称为Bluetooth1。

  (12)：TTimer组件，控件名称为Timer1。

  (13)：TSwitchButton组件，控件名称为SwitchButton1。

  (14)：TLabel组件，控件名称为Label10。

  (15)：TLabel组件，控件名称为Label5。

  (16)：TLabel组件，控件名称为Label6。

  (17)：TImage组件，控件名称为ImageDevices。

  (18)：TImage组件，控件名称为ImageServices。

  (19)：TComboBox组件，控件名称为ComboBoxPaired。

  (20)：TComboBox组件，控件名称为ComboBoxServices。

  (21)：TWidgetLCDLabel组件，控件名称为WidgetLCDLabel2。

  (22)：TLabel组件，控件名称为Label7。

  (23)：TLabel组件，控件名称为Label8。

• Main窗体属性设置

  • Caption：主窗体标题，设置为蓝牙读取温湿度。
  • ClientHeight：窗体客户区高度=480。
  • ClientWidth：窗体客户区宽度=720。

• ①Image1属性设置

  • Stretch：设置图片拉伸=True。
  • Height：设置图片高度=480。
  • Width：设置图片宽度=720。
  • Picture：设置显示背景图片。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• ②Shape1属性设置

  • Height：设置控件高度=262。
  • Shape：设置形状=stRoundRect(圆角矩形)。
  • Width：设置控件宽度=544。

• ③Panel1属性设置

  • BevelInner：设置内斜边样式=bvRaised。
  • BevelKind：设置斜边的样式=bkSoft。
  • BorderStyle：设置边界的样式=bsSingle。
  • Color：设置颜色=clBtnText。
  • Height：设置控件高度=217。
  • Width：设置控件宽度=500。

• ④Label9属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为开。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• ⑤Panel2属性设置

  • BevelInner：设置内斜边样式=bvRaised。
  • BevelKind：设置斜边的样式=bkSoft。
  • BorderStyle：设置边界的样式=bsSingle。
  • Color：设置颜色=clMenuText。
  • Height：设置控件高度=83。
  • Width：设置控件宽度=404。

• ⑥Label1属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为串口读取温湿度。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• ⑦Label2属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为温度。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• ⑧Label3属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为Temperature。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• ⑨WidgetLCDLabel1属性设置

  • Caption.Format：显示格式，设置为00.00。
  • Height：设置控件高度=60。
  • Width：设置控件宽度=209。

• ⑩Label4属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为℃。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• (11)Bluetooth1属性设置

  • Bluetooth1无属性设置。

• (12)Timer属性设置

  • Enabled：是否启用计时器的功能，此处设置为False。
  • Interval：计数器计时事件触发的时间间隔，以ms为单位，设置为2000。

• (13)SwitchButton1属性设置

  • IsChecked：开关状态，设置为False。
  • SwitchOff：关闭状态时显示的图片。点击SwitchOff属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

  • SwitchOn：打开状态时显示的图片。点击SwitchOn属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

  • Height：设置控件高度=72。
  • Width：设置控件宽度=68。
  • Stretch：图像是否随控件大小拉伸，设置为True。

• (14)Label10属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为关。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• (15)Label5属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为温度。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• (16)Label6属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为Humidity。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• (17)ImageDevices属性设置

  • Height：设置图片高度=31。
  • Width：设置图片宽度=31。
  • Name：控件名称=ImageDevices。
  • Stretch：设置图片拉伸=True。
  • Picture：设置图片。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• (18)ImageServices属性设置

  • Height：设置图片高度=31。
  • Width：设置图片宽度=31。
  • Name：控件名称=ImageServices。
  • Stretch：设置图片拉伸=True。
  • Picture：设置图片。点击Picture属性右侧的[...]按钮，打开文件上传界面，点击[Load...]从文件浏览器中选择对应的图片文件上传，返回该界面下，待显示出图片后点击[OK]加载图片。

  

• (19)ComboBoxPaired属性设置

  • Height：设置控件高度=31。
  • Width：设置控件宽度=31。
  • Name：设置控件名称=ComboBoxPaired。
  • Font：设置字体，点击右侧的[...]按钮，打开字体设置界面。

  

• (20)ComboBoxServices属性设置

  • Height：设置控件高度=31。
  • Width：设置控件宽度=31。
  • Name：设置控件名称=ComboBoxServices。
  • Font：设置字体，点击右侧的[...]按钮，打开字体设置界面。

  

• (21)WidgetLCDLabel2属性设置

  • Caption.Format：显示格式，设置为00.00。
  • Height：设置控件高度=60。
  • Width：设置控件宽度=209。

• (22)Label7属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为%。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

• (23)Label8属性设置

  • Caption：设置标签文字，设置为RH。
  • Font：设置字体。设置内容如下图。

  

7. 程序设计

7.1. 程序初始设置

  该程序无初始设置。

7.2. 事件设置

• (13)SwitchButton1-OnSwitch事件

SwitchButton1在点击时会切换开-关状态，即改变IsChecked属性的值，此时会触发OnSwitch事件，打开或者关闭计时器。

procedure TMyHandler.SwitchButton1Switch;
//开启读取
begin
  FThis.Timer1.Enabled := FThis.SwitchButton1.IsChecked;
end;

• (12)Timer1-OnTimer事件

  定时器事件，每隔2秒读取数据。

procedure TMyHandler.Timer1Timer;
//读取温湿度并显示
var
 FData:String;
begin
  FThis.Bluetooth1.SendData('R');//发送读取温湿度的命令
  FThis.Bluetooth1.ReadData;  
End;

• (17)ImageDevices-OnClick事件

ImageDevice是设备搜寻按钮，点击加载蓝牙设备列表。

procedure TMyHandler.ImageDevicesClick;
//点击加载配对设备列表
begin
  FThis.Bluetooth1.PairedDevices;
  FThis.ComboboxPaired.Items := FThis.Bluetooth1.BTPaireds;
  FThis.ComboBoxPaired.DroppedDown := True;
  FThis.ImageDevices.Enabled := False;
end;

• (18)ImageServices-OnClick事件

ImageServices是服务搜寻按钮，点击以加载服务列表。

procedure TMyHandler.ImageSevicesClick;
//点击加载服务列表
begin
  FThis.Bluetooth1.Services;
  FThis.ComboBoxServices.Items := FThis.Bluetooth1.BTServices;
  FThis.ComboBoxServices.DroppedDown := True;
end;

• (19)ComboBoxPaired-OnChange事件

  点击切换设备时触发事件，修改Bluetooth1的设备信息。

procedure TMyHandler.ComboBoxPairedChange;
//切换设备
begin
  FThis.Bluetooth1.PairedDevice := FThis.ComboBoxPaired.Items[FThis.ComboBoxPaired.ItemIndex];
end;

• (20)ComboBoxServices-OnChange事件

  点击切换服务，并启动蓝牙服务。

procedure TMyHandler.ComboBoxServicesChange;
//切换服务
begin
  FThis.Bluetooth1.CloseServerSocket;
  FThis.Bluetooth1.FreeClientSocket;
  FThis.Bluetooth1.ServiceUUID := FThis.ComboBoxServices.Items[FThis.ComboBoxServices.ItemIndex];
  FThis.Bluetooth1.CreateServerSocket;
end;

• (11)Bluetooth1-OnReceiveData事件

  读取蓝牙接收的数据解析并显示。

procedure TMyHandler.Bluetooth1ReceiveData;
//读取并显示数据
var
  FData: String;
begin
  FData := Trim(ReceiveData);
  if FData <> '' Then
  begin
    if length(FData)=10 Then
    begin
      //ShowMessage('湿度：'+Copy(FData,1,5)+' %， 温度：'+Copy(FData,6,4)+' ℃');
      FThis.WidgetLCDLabel1.Caption.Value := StrToFloat(Copy(FData,6,4));
      FThis.WidgetLCDLabel2.Caption.Value := StrToFLoat(Copy(FData,1,5));
    End
    else
    begin
      //ShowMessage('返回数据:'+FData);   
    End;
  end
  else
  begin
    //ShowMessage('返回数据:无数据！');   
  end        
end;

8. 运行结果

  通过工具栏保存，将程序保存为 sdb 项目文件。

  使用鼠标点击工具栏运行（Run），测试运行结果。首先点击蓝牙图标按钮，右侧下拉框显示可选的蓝牙设备，点击选择HC-06，再点击下方的服务图标按钮，右侧下拉框会显示处可选的服务，点击Dev B系列，此时关注HC-06模块的指示，待指示灯停止闪烁变成常亮状态则配对成功，此时将图中的拨杆拨向“开”，数值显示屏中的温湿度数据每隔两秒更新一次。