在電腦上，我用Labview制作了一個酷界面，顯示著宜昌城區(qū)的室內(nèi)氣候，顯然溫度和濕度都比較宜人，原因是幾天的大雨。電腦屏幕前是Arduino溫濕度采樣器，采樣器左側(cè)部分是Arduino控制器，上面層疊著藍(lán)牙模塊，右側(cè)部分是DHT11溫濕度傳感器，傳感器把溫度和濕度通過藍(lán)牙上傳到了上位機(jī)Labview儀表盤中顯示出來。有了無線藍(lán)牙通信，PC機(jī)儀表面板與采樣器之間可以脫離開有線的束縛?，F(xiàn)在把采樣器拿到了5米以外的空間，對著DHT11傳感器，哈氣，一股潮濕的暖流向它襲來，再看電腦屏幕上的儀表盤指針行動起來了，溫濕度值同時開始上升。好玩！又一次親身體驗(yàn)到了科技的樂趣。

DF-Bluetooth V3模塊與PC機(jī)的藍(lán)牙連接

       這篇文章著重介紹DFRobot公司出品的Bluetooth模塊應(yīng)用。DF-BluetoothV3藍(lán)牙模塊采用獨(dú)特雙層板設(shè)計(jì)，即美觀又防止靜電損壞模塊，設(shè)計(jì)兩個電源輸入口，寬電壓供電（3.5V～8V）和3.3V供電，可適用于各種場合。STATE和LINK指示燈清晰明亮，用于顯示模塊工作狀態(tài)和聯(lián)機(jī)狀態(tài)。自帶高效板載天線，信號質(zhì)量好發(fā)射距離更遠(yuǎn)，透明串口協(xié)議，可與各種藍(lán)牙適配器、藍(lán)牙手機(jī)配對使用，人性化的設(shè)計(jì)為二次開發(fā)提供了便利。

   通過藍(lán)牙模塊DF-BluetoothV3，建立起PC機(jī)與Arduino單片機(jī)之間無線通信的流程圖如下。（雙擊圖片，都可以放大觀看的，這樣看得清楚些！）

圖2  PC機(jī)與Arduino單片機(jī)的無線通信的流程圖

    圖2中DF-BluetoothV3藍(lán)牙模塊，它可以層疊在Arduino控制器上，我蠻欣賞DFRobot公司的電路板層疊設(shè)計(jì)的理念，這樣可以把作品的電控部分集成在一起，為作品騰出了更多的創(chuàng)意空間。DFRobot中國官網(wǎng)：http:///g4oQB。

把Arduino控制器和DHT11溫濕度傳感器用雙面膠帶粘在電池盒背面，再把電池盒的電源插頭插到Arduino UNO的電源插座里，給藍(lán)牙溫濕度采樣器供電，于是采樣器的硬件系統(tǒng)就這樣快速搭建完成了，如圖3所示。

    圖3 藍(lán)牙溫濕度采樣器

    廠家把DF-BluetoothV3藍(lán)牙模塊，默認(rèn)設(shè)置為從機(jī)模式，波特率為9600 b / s，通過AT指令可以修改波特率和主從機(jī)模式，將2個模塊分別設(shè)置為主模塊和從模塊后，2個模塊就可以自由配對進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，非常適用于2個單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊。

雙單片機(jī)藍(lán)牙通信的文章，《樂高8275科技套件B模型的Arduino電控改造(雙單片機(jī)藍(lán)牙通信)》，網(wǎng)址： http://www./zhang700309/blog/12-07/281931_aa45c.html 。

    如果僅是PC機(jī)與Arduino單片機(jī)的藍(lán)牙通信，就用出廠默認(rèn)設(shè)置即可，即從機(jī)模式，波特率為9600 b / s，所以不需要用AT指令進(jìn)行事先特別設(shè)置，對于兩個單片機(jī)之間主從機(jī)藍(lán)牙通信實(shí)驗(yàn)，我會在今后的文章中介紹的。

    DF-BluetoothV3模塊有兩個撥碼開關(guān)，1號開關(guān)LED Off是LINK燈的開關(guān)，可以關(guān)閉LINK省電，撥到ON為開，撥到1端為關(guān)；2號開關(guān)AT Mode是AT命令模式開關(guān)，撥到ON，進(jìn)入AT命令模式，撥到2端，退出AT命令模式。在進(jìn)行PC機(jī)與Arduino單片機(jī)之間進(jìn)行藍(lán)牙無線通信實(shí)驗(yàn)前，仔細(xì)看圖4中藍(lán)牙模塊電路板的標(biāo)識文字，要把1號開關(guān)LED Off撥到ON，把2號開關(guān)AT Mode撥到2端。

       圖4  DF-BluetoothV3模塊的撥碼開關(guān)

    PC機(jī)與Arduino控制器之間進(jìn)行藍(lán)牙無線通信不僅需要DF-BluetoothV3模塊，而且還需要把藍(lán)牙適配器插在PC機(jī)USB插座里，市面上大多數(shù)藍(lán)牙適配器都可以與DF-BluetoothV3模塊成功配對。插上藍(lán)牙適配器，電腦會自動搜索新設(shè)備，安裝藍(lán)牙驅(qū)動，并映射出兩個COM串口，可以在設(shè)備管理器的“端口（COM和LPT）”目錄里，看到它們，這些不是我們需要的端口，但千萬不要把它們卸載了！

    使用藍(lán)牙適配器和DF-Bluetooth V3配對時，DF-Bluetooth V3必須設(shè)置為從機(jī)模式，藍(lán)牙適配器不需要驅(qū)動程序，配對密碼“1234”。 我用Windows XP自帶的藍(lán)牙組件“LINK”聯(lián)機(jī)DF-Bluetooth V3藍(lán)牙模塊，不成功。采用IVT BlueSoleil 1.6藍(lán)牙管理軟件聯(lián)機(jī)是成功的！IVT軟件請下載：http:///file/e7xrv2ou# IVT Bluesoleil 1.6.zip。

    安裝IVT BlueSoleil 1.6藍(lán)牙管理軟件時，它會讓您安裝藍(lán)牙設(shè)備驅(qū)動，還有多個藍(lán)牙虛擬串口，不管它，都安裝上，如下圖。

    安裝完IVT軟件，然后我們用它一步步地把藍(lán)牙適配器與DF-Bluetooth V3藍(lán)牙模塊進(jìn)行聯(lián)機(jī)“LINK”。

   打開IVT BlueSoleil軟件，橘色的球體就是藍(lán)牙適配器，在黃色的球體上，點(diǎn)右鍵→搜索藍(lán)牙設(shè)備，這時軟件界面里會出現(xiàn)一個帶問號的Bluetooth V3圖標(biāo)，它就是搜索到的DF-Bluetooth V3藍(lán)牙模塊。在Bluetooth V3圖標(biāo)上，點(diǎn)右鍵→配對，會出現(xiàn)“配對”對話框，要求填寫口令“1234”，填好后點(diǎn)確定，配對后藍(lán)牙硬件模塊的STATE指示燈會一閃一閃的。

    在Bluetooth V3 圖標(biāo)上，點(diǎn)右鍵→刷新服務(wù)，IVT軟件界面的串口圖標(biāo)會高亮顯示，如圖6所示。接下來進(jìn)行最后一個“LINK”步驟，Bluetooth V3圖標(biāo)上，點(diǎn)右鍵→連接→藍(lán)牙串行端口服務(wù)，隨之出現(xiàn) “快速連接”對話框，對話框顯示的串行端口就是聯(lián)機(jī)生成的串口號。聯(lián)機(jī)成功后，橘色的球體與Bluetooth V3圖標(biāo)之間有一條綠色虛線出現(xiàn)，表示正在傳輸數(shù)據(jù)。同時DF-Bluetooth V3藍(lán)牙模塊的綠色“LINK”指示燈會持續(xù)點(diǎn)亮，指示聯(lián)機(jī)成功！

圖6顯示，Windows 操作系統(tǒng)桌面右下角出現(xiàn)提示文字，“我的藍(lán)牙端口COM16（COM16）已與遠(yuǎn)程設(shè)備建立連接”，當(dāng)然您具體聯(lián)機(jī)操作，最后生成的串口號不一定是COM16，要記住您生成的串口號，這個虛擬出的藍(lán)牙串口號是PC機(jī)與Arduino控制器之間通信的唯一通道。這時再打開Windows設(shè)備管理器的“端口（COM和LPT）”目錄，您可以把多余的串行端口給卸載掉了，如圖。

    藍(lán)牙適配器與DF-Bluetooth V3藍(lán)牙模塊聯(lián)機(jī)成功后，生成了串口號COM16，現(xiàn)在就可以用RS232串口協(xié)議進(jìn)行無線通信，我感覺就像用RS232有線通信一樣，搞無線通信。

 藍(lán)牙虛擬測量儀上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

    看看，溫度上升到了50°C，而濕度被蒸發(fā)下降到了25%。夏日里，我們并不缺乏對溫度和濕度的定性感受，但如果能清晰直觀地觀測到定量值，相信對溫濕度，可以做到更加心里有數(shù)，就如您隨時看手表，了解現(xiàn)在的時間幾點(diǎn)幾分了。

    Labview前面板的UI設(shè)計(jì)比較酷，但支撐它的后臺框圖程序，卻很簡單，花短短20分鐘來設(shè)計(jì)這個程序足以，初學(xué)者除外。

   藍(lán)牙溫濕度測量儀PC機(jī)儀表面板框圖程序如下：

     要編寫串口通信程序，不僅要具備Labview軟件，還必須另外安裝NI_VISA串口通訊協(xié)議驅(qū)動。安裝完NI_VISA，在框圖程序界面右擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)函數(shù)工具庫面板，再點(diǎn)擊“儀表I/O”→“串口”，就會出現(xiàn)串口函數(shù)VI子面板，如下圖。

    框圖程序是采用NI_VISA“串口”函數(shù)來訪問和控制串口的。VISA中的“串口”函數(shù)庫里包含如圖11所示的八個子函數(shù)VI。本設(shè)計(jì)用到的三個VISA串口子函數(shù)分別是VISA 配置串口、VISA讀取和VISA關(guān)閉。

    VISA 配置串口函數(shù)的作用是完成串口參數(shù)的初始化設(shè)置，包括了串口資源名稱，波特率，奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)比特、是否啟用終止符等，圖10中該函數(shù)連接了兩個輸入變量，它們分別連在串口資源名稱和波特率參數(shù)端子上，變量值由前面板上的相應(yīng)控件來設(shè)定，另外該函數(shù)在“是否啟用終止符”的端子上還連接了一個布爾常量，常量值為false，含義是不啟用終止符，其它輸入?yún)?shù)采用默認(rèn)值。VISA串口配置函數(shù)有兩個輸出端子，它的圖標(biāo)上面輸出端子輸出的是串口資源名稱，下面輸出端子輸出的是錯誤碼，輸出端子向下游函數(shù)傳遞信息。

   圖10中VISA讀取函數(shù)包含在一個While循環(huán)結(jié)構(gòu)中，每20ms從串口讀取兩個字節(jié)，并從該函數(shù)的中間輸出端子，以字符串的形式輸出。VISA讀取函數(shù)圖標(biāo)上面輸出端子輸出的是串口資源名稱，下面的輸出端子輸出的是錯誤碼，繼續(xù)向下游函數(shù)傳遞信息。在前面板按下“EXIT”按鈕，可結(jié)束While 循環(huán)。

    VISA關(guān)閉函數(shù)的作用是當(dāng)程序停止時，必須要把所用到的串口設(shè)備關(guān)閉，若不關(guān)閉，其他程序就不能使用該設(shè)備。

     從VISA讀取函數(shù)輸出的字符串，通過“字符串至字符數(shù)組轉(zhuǎn)換”函數(shù)把字符串轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組，再通過“索引數(shù)組”函數(shù)，把第0元素從字符數(shù)組取出，是濕度值，送到濕度儀表控件里顯示，把第1元素從字符數(shù)組取出，是溫度值，送到溫度儀表控件里顯示，于是您就看到了DHT11傳感器的溫濕度直觀地顯示在PC機(jī)屏幕的Labview前面板儀表上了！當(dāng)然對儀表控件還要通過屬性對話框進(jìn)行數(shù)據(jù)范圍和數(shù)據(jù)類型的設(shè)置。

Labview程序請下載：http:///file/an86rv29#藍(lán)牙虛擬溫濕度儀.zip

另外用修飾控件進(jìn)一步美化前面板。修飾控件的提取方法如圖。    

藍(lán)牙虛擬測量儀下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 

   費(fèi)了半天勁，寫完了Lavbiew上位機(jī)程序，接下來，下位機(jī)Arduino的程序如何設(shè)計(jì)？Arduino程序的任務(wù)有兩點(diǎn)：一、把DHT11傳感器的溫濕度值采樣出來，處理成字節(jié)數(shù)據(jù)；二、把濕度和溫度字節(jié)數(shù)據(jù)通過串口上傳給上位機(jī)。

   由于DHT11傳感器是采用單線制串行通訊的方法進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的，要配合時序，一位位從單條通訊線傳過來，再合成8位字節(jié)，然后還要進(jìn)行校驗(yàn)和，所以廠家自帶程序，比較復(fù)雜冗長，看起來頭疼! 實(shí)際上有的時候，我們琢磨一個東西，可以大刀闊斧，沒必要轉(zhuǎn)牛角尖，所以從下面Arduino程序中，您找到所需的溫度值和濕度值，就行了，dht11_dat[2]為溫度值整數(shù)部分，dht11_dat[0]為濕度值整數(shù)部分，然后把濕度和溫度字節(jié)數(shù)據(jù)通過RS232通訊協(xié)議，上傳給PC機(jī)串口COM。

下位機(jī)藍(lán)牙溫濕度采樣器Arduino程序：

#define DHT11_PIN 0  //DHT11連接在Arduino UNO 模擬端口PIN 0

byte read_dht11_dat()  //“讀取DHT11的溫濕度值”子函數(shù)

{

byte i = 0;

byte result=0;

for(i=0; i< 8; i++)

{

while(!(PINC & _BV(DHT11_PIN)));  // wait for 50us

delayMicroseconds(30);

if(PINC & _BV(DHT11_PIN))

result |=(1<<(7-i));

while((PINC & _BV(DHT11_PIN)));  // wait '1' finish   

}

return result;

}

//初始化

void setup()

{

   DDRC |= _BV(DHT11_PIN);

   PORTC |= _BV(DHT11_PIN);

   Serial.begin(9600);  //串口通訊啟動     

}

//主程序

void loop()

{

byte dht11_dat[5];//存儲從DHT11傳感器采樣的溫濕度值的數(shù)組

byte dht11_in;

byte i;

// start condition

// 1. pull-down i/o pin from 18ms

//啟動采樣

PORTC &= ~_BV(DHT11_PIN);

delay(18);

PORTC |= _BV(DHT11_PIN);

delayMicroseconds(40);

DDRC &= ~_BV(DHT11_PIN);

delayMicroseconds(40);

dht11_in = PINC & _BV(DHT11_PIN);

delayMicroseconds(80);

dht11_in = PINC & _BV(DHT11_PIN);

delayMicroseconds(80);

// 讀取來自DHT11傳感器的5個字節(jié)溫濕度值

        //第一個字節(jié)是濕度值整數(shù)部分，dht11_dat[0]

        //第二個字節(jié)是濕度值小數(shù)部分

        //第三個字節(jié)是溫度值整數(shù)部分，dht11_dat[2]

        //第四個字節(jié)是溫度值小數(shù)部分

        //第五個字節(jié)是校驗(yàn)值，可以判斷數(shù)據(jù)傳送是否正確

for (i=0; i<5; i++)

dht11_dat[i] = read_dht11_dat();

DDRC |= _BV(DHT11_PIN);

PORTC |= _BV(DHT11_PIN);

byte dht11_check_sum = dht11_dat[0]+dht11_dat[1]+dht11_dat[2]+dht11_dat[3];

//檢測校驗(yàn)值，判斷是否采樣出錯

/*if(dht11_dat[4]!= dht11_check_sum)

{

Serial.println("DHT11 checksum error");

}*/

       //把濕度值整數(shù)部分上傳上位機(jī)

        Serial.print(dht11_dat[0], BYTE);

       //把溫度值整數(shù)部分上傳上位機(jī)

       Serial.print(dht11_dat[2], BYTE);

       delay(500);//延時0.5s

}

Arduino程序請下載：http:///file/an86r28u#bluetooth-DHT11.zip

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