Arduino 是 一块 基于 开放 源代码的 USB 接口 Simple I/O 接口板（ 包 括 12 通 道 数 字 GPIO，4 通 道 PWM 输出， 6~8 通 道 10 bit ADC 输 入 通 道 ）， 该 系 统 的 硬 件 主 要 由 Arduino UNO 主控板、Arduino Xbee 传感器扩展板、蓝牙 串口模块和数字温度传感器组成。 1.1 Arduino UNO 主控板
蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般 10 m 内）的无线 电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、 相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术， 能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地 简化设备与 Internet 之间的通信，从而使数据传输变得更加迅 速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以 及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在 全球通用的 2.4 GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数 据速率为 1 Mb/s。采用时分双工传输方案，可实现全双工传输。
Arduino Xbee 传感器扩展板 V5 含有 RS 485 总线 / 无线 数传 / 蓝牙串口，其主要功能是使蓝牙芯片、温度传感器与主 控板相连。 1.3 蓝牙串口模块
DF-BluetoothV3 蓝牙模块采用独特双层板设计，既美观 又可防止静电损坏模块。可以设计两个电源输入口，一个宽电
பைடு நூலகம்
可靠传输 Reliable Transmission
2009． [4] 何彪，周开班 . 基于 NFC 技术的蓝牙对象交换方法 [J]. 微计算机
信息，2009(6) ：133-134. [5] 白小梅，石燕萍 . 微型机 - 单片机两级温度控制系统 [J]. 现代电子
技术，2006，29(13):115-117，121.
作者简介：郑 昊 男，1987年出生，湖北咸宁人。主要研究方向为嵌入式系统及应用。 钟志峰 男，1972年出生，博士，副教授，硕士研究生导师。主要研究方向为嵌入式系统及应用。
压供电（3.5~8 V），一个 3.3 V 供电，以适用于各种场合。系 统可以用 STATE 和 LINK 指示灯清晰显示模块工作状态和 连接状态，其中，STATE 状态有搜索状态 ( 高 104 ms，周期 342 ms，2.9 Hz 闪烁 ) 和连接状态 ( 高 104 ms，周期 2 s，0.5 Hz 闪烁 ) ；而 LINK 状态一般在配对后常亮。 1.4 数字温度传感器
3.2 蓝牙协议 本系统中主要用的是蓝牙配对和 Bluetooth Serial Port 协
议。其中配对是两个 Bluetooth 设备间建立新关系的过程。在 此过程中，将交换链路密钥（在请求建立连接之前或在连接 阶段）；而 Bluetooth Serial Port 的主要功能是将 Bluetooth 的 通信转化成 Virtual Serial Port（虚拟串口）。经过这样的转换 后，使用 Bluetooth 的 Client 程序就可以像使用串口一样操作 Bluetooth，并通过这个把采集到的温度数值传递给手机端。 3.3 蓝牙传输过程
参考文献 [1] 崔才豪，张玉华，杨树财 . 用 Arduino 控制板的光引导运动小车设
计 [J]. 自动化仪表，2011(9):29-32. [2] 田泽．嵌入式系统开发与应用教程 [M]．北京 : 北京航空航天大学
出版社，2005． [3] 李全利．单片机原理及接口技术 [M]．北京 : 高等教育出版社，
Keywords: Arduino; Android; bluetooth; communication system
0 引言 随着当今安全管理的发展需求以及国家对安全监控行业
的支持，这几年，安全监控行业发展迅猛，各类监控系统百 花齐放。传统的温度监控系统通过有线或其他方式传送温度 数据，而本文提出了利用蓝牙无线传输数据的设计方案，这 种利用蓝牙传输的设计方法，可以节约成本，提高生产效率 和工作的灵活性。 1 系统硬件设计
Arduino 主控板可将温度传感器探测到的温度以一定发 送频率通过蓝牙芯片，以 Bluetooth Serial Port 虚拟串口的方 式传递给手机端，然后由手机端在界面上显示温度。图 1 所 示是本系统的蓝牙传输过程图。
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图 1 系统蓝牙传输过程 4结语
本系统是基于 Arduino 平台和 Android 终端的操作系统， 系统先通过温度探测器采集温度信息，并通过蓝牙芯片传递 给手机端。整个系统稳定可靠，成本低廉，丰富了安防监控手段。 此外，Arduino 功能强大，且与 Android 的耦合性极佳，还可 以在本系统的方案上修改，从而开发出满足自身需求的通信控 制系统。
发板及板端程序，以及手持 Android客户端程序的蓝牙通信系统设计方案，其中Arduino开发板端将采集到的温度数据通过
蓝牙传送到手持Android客户端，并通过应用程序在手持终端上显示。测试表明，这种蓝牙通信系统能够为安全监控系统提供
更加经济和安全的通信方式。
关键词：Arduino；Android；蓝牙；通信系统
DOI:10.16667/j.issn.2095-1302.2012.05.020
可靠传输 Reliable Transmission
基于Arduino/Android的蓝牙通信系统设计
郑 昊，钟志峰，郭 昊，许 骏
（湖北大学 物理学与电子技术学院，湖北 武汉 430062）
摘 要：针对当今安全监控系统的发展需求，以Arduino开发板和手持Android终端为研究重点，给出了包括Arduino开
2012年 / 第5期 物联网技术 51
Arduino 具有类似于 Java 和 C 语言的 IDE 集成开发环境， 其编程语言类似于 C 语言，用户可以通过 USB 接口直接进行 编程和通信。Arduino 端软件的主要功能是要主控板将温度感 应器探测到的温度通过蓝牙芯片传递给手机终端。 2.2 Android 手机端软件设计
Android 是基于 Linux 内核的操作系统。Android 的实质 是一种软件架构，主要由操作系统、中间件以及一些关键应用 组成。作为由 Linux+Java 构成的开源软件，Android 已经越来 越多地出现在我们的生活中 ：手机、平板电脑，还有将来的电 视甚至汽车。它是当今最火爆，市场占有率最高的移动终端操 作系统。而手机端主要通过蓝牙接收 Arduino 端传递过来的 数据，并在手机界面上显示。 3 蓝牙通信 3.1 蓝牙技术简介
((Institute of Physics and Electronic Technology, Hubei University, Wuhan 430062, China)
Abstract: To meet the demand of the development of safety monitoring system, focused on Arduino development board and Android handset product, a bluetooth communication system including Arduino development board, board program and Android client program is designed. The acquisited temperature data is transferred to the Android handset client applications through the bluetooth by the Arduino development board. Tests show that this kind of bluetooth communication system for safety monitoring system can provide more economy and secure means of communication
选用 DS18B20 数字温度传感器可以对环境温度进行定量 检测。DS18B20 数字温度传感器是美国 DALLAS 公司生产的 单总线数字温度传感器。其测温范围为 -55~+125 ℃，固有测 温分辨率为 0.5 ℃，可支持多点组网功能，多个 DS18B20 可 以并联在唯一的三线上实现多点测温，测量结果以 9~12 位数 字量方式串行传送。 2 系统的软件设计 2.1 Arduino 控制软件设计
对于开放原始码的电路图设计，可通过程式开发界面免
———————————————— 收稿日期：2012-03-14
50 物联网技术 2012年 / 第5期
费下载，也可依照需求自己修改。使用低价格的微处理控制 器 ATMEGA328P-PU ；可依 据 官 方电 路 图简 化 Arduino 模 组，从而完成独立运作的微处理控制器 ；还可简单地与传感 器、各式各样的电子元件 ( 如红外线、超声波、热敏电阻、光 敏电阻、伺服电机等 ) 进行连接 ；USB 接口可以不需外接电 源，500 mA 自恢复保险丝可以避免电脑 USB 电源过载，另外， 还有提供 9VDC 输入接口，USB 与外接电源可自动切换。在 应用方面，利用 Arduino 可以突破以往只能使用滑鼠、键盘、 CCD 等输入装置的互动内容，因而可以更简单地达成单人或 多人游戏互动。 1.2 Arduino Xbee 传感器扩展板
中图分类号：TP311
文献标识码：A
文章编号：2095-1302(2012)05-0050-02
The design of a bluetooth communication system based on Arduino/Android
ZHENG Hao, ZHONG Zhi-feng, GUO Hao, XU Jun