智能手環(huán)藍牙模塊設計開發(fā)

直至藍牙4.0版本推出后低功耗藍牙技術才于智能穿戴設備聯(lián)系在一起，這些都是從最初藍牙耳機時代逐漸演變過來的，現(xiàn)在藍牙技術應用的智能穿戴設備幾乎成為現(xiàn)在年輕一代的標志。其實在我們的生活中藍牙技術已然在悄無聲息地改變著我們的學習與生活。我們已經(jīng)習慣于將智能手機通過藍牙與車載語音系統(tǒng)進行連接，從而可以安全地通過汽車音響完成撥打或接聽電話等操作；在家里時，智能手機或者PDA同樣也可以通過藍牙與智能機頂盒連接，從而將智能設備中的圖片，影像資料同步到超清電視機屏幕上。

藍牙(bluetooth)就是一種工作在2.4GHZ（即ISM）頻段的一種無線短波通信技術，是一種大容量近距離無線數(shù)字通信技術標準。藍牙是一種異步全雙工的通信方式，其核心技術就是跳頻技術。藍牙的通信必須要按照藍牙通信協(xié)議進行，藍牙協(xié)議規(guī)范允許開發(fā)人員開發(fā)基于可互操作的無線模塊和數(shù)據(jù)通信協(xié)議的交互式服務和應用,目的是使符合該規(guī)范的各種應用之間能夠實現(xiàn)互操作。

一、智能手環(huán)藍牙模塊硬件電路設計

1.1 HC-06模塊介紹

HC-06模塊是專為智能無線數(shù)據(jù)傳輸而打造的，采用英國CSR公司BlueCore4-Ext芯片，遵循V2.0+EDR藍牙協(xié)議。藍牙模塊HM-06是一款支持多種接口，支持SPP藍牙串口協(xié)議，具有體積小、成本低、靈敏度高等優(yōu)點。支持通用AT指令，可以用很簡單的程序實現(xiàn)藍牙連接與數(shù)據(jù)發(fā)送等一系列操作。

1.2藍牙模塊硬件電路設計

現(xiàn)在的人基本都會隨時把智能手機隨身攜帶，智能手環(huán)作為智能穿戴設備采用藍牙連接的方式就可以實現(xiàn)與手機之間的連接與數(shù)據(jù)通信，現(xiàn)在市面上大多數(shù)的智能手環(huán)也是采用藍牙的方式連接手機。現(xiàn)在每一部智能手機都有藍牙模塊，藍牙的普遍性已經(jīng)可以在任何時間、任何地點連接上智能手機和其他有藍牙的智能設備。藍牙作為智能手機的另一種通信方式，方便了便攜式智能設備的開發(fā)與使用。

為了實現(xiàn)藍牙傳輸?shù)墓δ?，就必須要知道藍牙的配對方式，藍牙芯片分為主機、從機、主從一體機，其中主機能與從機通信，從機也能與主機通信，但是主機與主機不能通信，從機與從機也不能通信。本文將智能終端的藍牙模塊作為主機，所以才在本文設計上采用HC-06從機模塊，這樣可以實現(xiàn)在智能終端進行搜索和連接。本文將藍牙模塊與51單片機相連。選擇單片機的理由是操作方便可以通過簡單的程序就可以完成相應的功能。藍牙模塊傳輸數(shù)據(jù)是串口傳輸，所以藍牙模塊的UART_TXD與UART_RXD要與單片機的串口相連。51單片機也有串口中斷，所以完成數(shù)據(jù)傳輸就更加簡單方便。

二、智能手環(huán)藍牙模塊軟件設計

智能手環(huán)與智能手機的通信過程是智能手機與智能手環(huán)建立藍牙連接后，就可以進行藍牙通信傳輸手環(huán)所記錄的運動數(shù)據(jù)。它們之間的藍牙通信過程為：首先當用戶按照以上方式連接好智能手環(huán)后，由智能手環(huán)主動將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C端，然后根據(jù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更新手機端所存儲的數(shù)據(jù)資料并記錄時間。在這個過程中，當采集到的數(shù)據(jù)都發(fā)送完畢后，智能手環(huán)將清除自身所存數(shù)據(jù)并停止傳輸，然后在開始記錄新的運動數(shù)據(jù)。

本文軟件設計采用C語言和Keil進行編程，采用51系列單片機進行測試。因為HC-06支持通用的AT指令，所以可以通過單片機的串口中斷對藍牙模塊進行一系列的操作，同時也方便對系統(tǒng)進行更好地進行維護與更新。軟件流程首先主從端通過配對碼進行配對，如果配對沒有成功則結束，反之就進入串口中斷在串口中斷里進行建立連接并發(fā)送數(shù)據(jù)，最后檢驗數(shù)據(jù)是否發(fā)送完成，在此之間是使用HC-06的通用AT指令。

三、藍牙模塊系統(tǒng)測試

本文使用proteus進行仿真測試，因為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不便直接觀察，所以就在單片機P1口接了八個LED通過LED的亮滅來測試程序與是否正確，在從端發(fā)送數(shù)據(jù)0XFE通過主端接收后點亮相應的LED燈，從端向主端發(fā)送數(shù)據(jù)，主端接收后將數(shù)據(jù)儲。

總結

從藍牙發(fā)展至今低功耗藍牙技術才于智能穿戴設備聯(lián)系在一起，現(xiàn)在藍牙技術廣泛應用在便攜式智能設備上，我們的生活也在這種不斷進步的技術下悄悄的改變。集成了英國CSR公司BlueCore4-Ext芯片的藍牙模塊HC-06是專為智能無線數(shù)據(jù)傳輸而打造的藍牙模塊，并且遵循V2.0+EDR藍牙協(xié)議。藍牙模塊HC-06是一款支持多種接口可以應用在不同的場合，并且HC-06支持SPP藍牙串口協(xié)議，具有體積小、成本低、靈敏度高等優(yōu)點。本文將智能手環(huán)藍牙模塊作為從機，智能手機作為主機，目的是為了使智能手環(huán)與智能手機通信，實現(xiàn)了對智能手環(huán)采集到的數(shù)據(jù)進行傳輸，通過仿真測試，實現(xiàn)了主從機之間的藍牙通信。如果想應用在手環(huán)上則只需要編寫一個安卓程序在手機端即可搜索連接手環(huán)端的藍牙模塊。

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