謝作如

Android手機(jī)雖然已經(jīng)附帶了多種傳感器，如方向、重力、距離、加速度等。并且早在Android2.3（gingerbread）系統(tǒng)中，Google就提供了11種傳感器供應(yīng)用層使用。但是，并非所有Android手機(jī)都把這些傳感器配齊了，如溫度、濕度、氣壓之類的傳感器就不常見。為了使Android手機(jī)能支持更多的應(yīng)用，越來越多的手機(jī)外設(shè)就涌現(xiàn)出來，可穿戴設(shè)備開發(fā)在短時(shí)間內(nèi)就成為了硬件開發(fā)方面的“時(shí)尚”。其實(shí)，可穿戴設(shè)備的開發(fā)門檻并不高，通過Arduino，我們也可以初步體驗(yàn)Android的“可穿戴設(shè)備”的開發(fā)。

可穿戴設(shè)備指直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設(shè)備。手機(jī)可穿戴設(shè)備將會(huì)給我們的生活、感知帶來很大的轉(zhuǎn)變。但是，可穿戴設(shè)備中的傳感器未必一定是手機(jī)中所沒有的，如最近很流行的智能手環(huán)，其核心傳感器就是加速度傳感器和陀螺儀，都是智能手機(jī)標(biāo)配的傳感器。我們選擇了溫度和濕度傳感器，通過Arduino將傳感器數(shù)值發(fā)送給Android手機(jī)，以期通過這一項(xiàng)目來體驗(yàn)可穿戴設(shè)備和手機(jī)的信息互動(dòng)。

● 項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，讓Arduino能通過藍(lán)牙將各種傳感器（以溫度和濕度傳感器為例）的信息傳輸?shù)紸ndroid手機(jī)，并顯示出來。本項(xiàng)目的難度設(shè)計(jì)為中小學(xué)生都能完成，Arduino的程序我們選擇用ArduBlock編寫，而手機(jī)的程序由App Inventor編寫。這個(gè)項(xiàng)目的流程如圖1所示。

● 項(xiàng)目分析

1.協(xié)議設(shè)計(jì)

與本欄目上期文章《用Android控制Arduino小車》一樣，首先需要為Android和Arduino設(shè)計(jì)通訊協(xié)議。這個(gè)協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的格式以及數(shù)據(jù)代表的意義。針對(duì)ArduBlock教育版和App Inventor的特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，各類數(shù)據(jù)的含義說明如表1。

因?yàn)锳pp Inventor沒有二進(jìn)制的數(shù)據(jù)處理能力，這個(gè)通訊協(xié)議只能使用字符形式傳送數(shù)值。雖然效率不高，但也通俗易懂。之所以采用6個(gè)字符，是因?yàn)锳rduino的A/d的轉(zhuǎn)換分辨率為10位，即0～1023之間，需要留下4個(gè)字符，第一個(gè)字符是為了標(biāo)識(shí)模擬傳感器的針腳。而第二個(gè)字符永遠(yuǎn)是1，并沒有實(shí)際作用，僅僅是因?yàn)樵贏rduBlock教育版可以使用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式來補(bǔ)足傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要補(bǔ)上的“0”。

另外，ArduBlock教育版的串口打印會(huì)自動(dòng)加上回車（這也是教育版為了簡(jiǎn)化積木模塊而犧牲其更多功能的無奈之舉），回車和換行剛好要占去2個(gè)字節(jié)，實(shí)際一次傳輸?shù)氖?個(gè)字符（字節(jié)）。

如果拋開這兩款軟件，我建議可以參照S4A的通訊協(xié)議，效率較高，2個(gè)字節(jié)就能完成一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的傳送。

2.設(shè)備選擇

雖然這是一個(gè)測(cè)試的項(xiàng)目，并非開發(fā)真正意義上的可穿戴設(shè)備產(chǎn)品，但我還是物色了一款體積較小的Arduino板子，做出“可穿戴”的感覺來。經(jīng)過比較，DFRobot公司推出的Bluno Nano主控板成了我的選擇。Bluno Nano集成了低功耗的藍(lán)牙4.0芯片，而且只有拇指大小，非常適合用來開發(fā)做可穿戴設(shè)備的原型（如下頁(yè)圖2）。

除了Bluno Nano主控板外，只有硬幣般大小的Microduino的產(chǎn)品也很適合做可穿戴設(shè)備的原型（如圖3）。

當(dāng)然，如果僅僅想測(cè)試Arduino和Android的連接，可以找任何一款藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)，具體可以參考本欄目的上期文章。至于溫度和濕度傳感器，網(wǎng)上可以選擇的店鋪很多，價(jià)格從幾元到十幾元不等，不再一一說明。

● 編程實(shí)現(xiàn)

1.Arduino程序

我們使用ArduBlock教育版來寫Arduino的代碼。ArduBlock教育版是一款經(jīng)過優(yōu)化的版本，界面清爽、分類清晰且命名規(guī)范，適合在中小學(xué)的課堂上使用。其串口輸出功能很簡(jiǎn)單，就一個(gè)“串口打印加回車”積木模塊，這一積木模塊和Arduino代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2。

因?yàn)楸?設(shè)計(jì)的協(xié)議，我編寫了從串口輸出模擬端口A0和A1值的代碼，每隔300毫秒傳輸一次數(shù)據(jù)。其中用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式，補(bǔ)足了傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要添加的“0”。這樣加上回車換行，傳輸一個(gè)傳感器的數(shù)值剛好需要8個(gè)字節(jié)（如圖4）。

轉(zhuǎn)成Arduino代碼后為：

int _ABVAR_1_A0 = 0 ；

int _ABVAR_2_A1 = 0 ；

void setup（）

{

Serial.begin（9600）；

}

void loop（）

{

_ABVAR_1_A0 = （ analogRead（0） + 10000 ） ；

_ABVAR_2_A1 = （ analogRead（1） + 10000 ） ；

Serial.print（"0"）；

Serial.print（_ABVAR_1_A0）；

Serial.println（）；

Serial.print（"1"）；

Serial.print（_ABVAR_2_A1）；

Serial.println（）；

delay（ 300 ）；

}

注意：如果出現(xiàn)下載失敗的情況，請(qǐng)參照本欄目上期文章進(jìn)行相應(yīng)處理。

2.App Inventor程序

Android端App程序的主要功能是接收Arduino發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后顯示在屏幕上。代碼并不復(fù)雜，除了常見的Label、TextBox、Button外，還需要ListPicker、BluetoothClient這幾個(gè)必要的控件。因?yàn)橐獙?shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)，我還加上了Clock這一時(shí)間控件。具體界面如圖5所示。

App中所涉及控件的作用簡(jiǎn)要說明如表3。

接下來，我們可以開始編寫代碼了，其中給ListPicker1控件寫選擇藍(lán)牙設(shè)備的代碼。需要注意的是，這個(gè)控件僅能顯示手機(jī)已經(jīng)配對(duì)過的藍(lán)牙設(shè)備（如圖6）。

給Button1控件編寫Click事件，為了使程序更加完善，我添加了針對(duì)各種意外情況，會(huì)顯示不同提示的代碼（如圖7）。

Clock1控件的TimerEnabled屬性默認(rèn)值為false，當(dāng)連接了藍(lán)牙設(shè)備，TimerEnabled就修改為true。Clock1控件Timer事件代碼如圖8所示。

因?yàn)榇a篇幅過長(zhǎng)，影響了截圖，這里我僅僅寫了一個(gè)傳感器。為了便于觀察，我將獲取的字符顯示在Label4上。

3.運(yùn)行測(cè)試

編譯為APK文件，然后安裝。App的運(yùn)行效果如圖9所示。Bluno Nano主控板上的藍(lán)牙默認(rèn)配對(duì)碼是1234，連接上后，就能看到傳送過來的數(shù)據(jù)了。

● 拓展應(yīng)用

在本項(xiàng)目中，Android僅僅將接收到的傳感器數(shù)據(jù)顯示出來，并沒有做進(jìn)一步的處理，也沒有根據(jù)傳感器信息，控制Arduino執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。一般來說，手機(jī)還要對(duì)可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并存儲(chǔ)在云服務(wù)器上，以便更加深入地進(jìn)行分析。例如，智能手環(huán)可以統(tǒng)計(jì)用戶每天的運(yùn)動(dòng)路徑、消耗卡路里和攝入熱量，也能根據(jù)事先的設(shè)定，通過振動(dòng)馬達(dá)來提醒用戶應(yīng)該運(yùn)動(dòng)或者休息了。結(jié)合本欄目上一期文章的內(nèi)容，相信讓中小學(xué)生實(shí)現(xiàn)這樣的功能并不會(huì)很難。

● 總結(jié)

本項(xiàng)目還可以應(yīng)用在某些特殊場(chǎng)合，如無線抄水電表，甚至也可以把Android作為Arduino的藍(lán)牙顯示屏來使用。藍(lán)牙4.0的功耗很低，應(yīng)用范圍很廣，Android手機(jī)結(jié)合Arduino后，功能將大大提高。從本質(zhì)上看，可穿戴設(shè)備和智能家居、物聯(lián)網(wǎng)并沒有太大的區(qū)別，App Inventor編程的價(jià)值就在于其和硬件結(jié)合緊密，讓學(xué)生們玩玩最新的技術(shù)吧。endprint

Android手機(jī)雖然已經(jīng)附帶了多種傳感器，如方向、重力、距離、加速度等。并且早在Android2.3（gingerbread）系統(tǒng)中，Google就提供了11種傳感器供應(yīng)用層使用。但是，并非所有Android手機(jī)都把這些傳感器配齊了，如溫度、濕度、氣壓之類的傳感器就不常見。為了使Android手機(jī)能支持更多的應(yīng)用，越來越多的手機(jī)外設(shè)就涌現(xiàn)出來，可穿戴設(shè)備開發(fā)在短時(shí)間內(nèi)就成為了硬件開發(fā)方面的“時(shí)尚”。其實(shí)，可穿戴設(shè)備的開發(fā)門檻并不高，通過Arduino，我們也可以初步體驗(yàn)Android的“可穿戴設(shè)備”的開發(fā)。

可穿戴設(shè)備指直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設(shè)備。手機(jī)可穿戴設(shè)備將會(huì)給我們的生活、感知帶來很大的轉(zhuǎn)變。但是，可穿戴設(shè)備中的傳感器未必一定是手機(jī)中所沒有的，如最近很流行的智能手環(huán)，其核心傳感器就是加速度傳感器和陀螺儀，都是智能手機(jī)標(biāo)配的傳感器。我們選擇了溫度和濕度傳感器，通過Arduino將傳感器數(shù)值發(fā)送給Android手機(jī)，以期通過這一項(xiàng)目來體驗(yàn)可穿戴設(shè)備和手機(jī)的信息互動(dòng)。

● 項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，讓Arduino能通過藍(lán)牙將各種傳感器（以溫度和濕度傳感器為例）的信息傳輸?shù)紸ndroid手機(jī)，并顯示出來。本項(xiàng)目的難度設(shè)計(jì)為中小學(xué)生都能完成，Arduino的程序我們選擇用ArduBlock編寫，而手機(jī)的程序由App Inventor編寫。這個(gè)項(xiàng)目的流程如圖1所示。

● 項(xiàng)目分析

1.協(xié)議設(shè)計(jì)

與本欄目上期文章《用Android控制Arduino小車》一樣，首先需要為Android和Arduino設(shè)計(jì)通訊協(xié)議。這個(gè)協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的格式以及數(shù)據(jù)代表的意義。針對(duì)ArduBlock教育版和App Inventor的特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，各類數(shù)據(jù)的含義說明如表1。

因?yàn)锳pp Inventor沒有二進(jìn)制的數(shù)據(jù)處理能力，這個(gè)通訊協(xié)議只能使用字符形式傳送數(shù)值。雖然效率不高，但也通俗易懂。之所以采用6個(gè)字符，是因?yàn)锳rduino的A/d的轉(zhuǎn)換分辨率為10位，即0～1023之間，需要留下4個(gè)字符，第一個(gè)字符是為了標(biāo)識(shí)模擬傳感器的針腳。而第二個(gè)字符永遠(yuǎn)是1，并沒有實(shí)際作用，僅僅是因?yàn)樵贏rduBlock教育版可以使用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式來補(bǔ)足傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要補(bǔ)上的“0”。

另外，ArduBlock教育版的串口打印會(huì)自動(dòng)加上回車（這也是教育版為了簡(jiǎn)化積木模塊而犧牲其更多功能的無奈之舉），回車和換行剛好要占去2個(gè)字節(jié)，實(shí)際一次傳輸?shù)氖?個(gè)字符（字節(jié)）。

如果拋開這兩款軟件，我建議可以參照S4A的通訊協(xié)議，效率較高，2個(gè)字節(jié)就能完成一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的傳送。

2.設(shè)備選擇

雖然這是一個(gè)測(cè)試的項(xiàng)目，并非開發(fā)真正意義上的可穿戴設(shè)備產(chǎn)品，但我還是物色了一款體積較小的Arduino板子，做出“可穿戴”的感覺來。經(jīng)過比較，DFRobot公司推出的Bluno Nano主控板成了我的選擇。Bluno Nano集成了低功耗的藍(lán)牙4.0芯片，而且只有拇指大小，非常適合用來開發(fā)做可穿戴設(shè)備的原型（如下頁(yè)圖2）。

除了Bluno Nano主控板外，只有硬幣般大小的Microduino的產(chǎn)品也很適合做可穿戴設(shè)備的原型（如圖3）。

當(dāng)然，如果僅僅想測(cè)試Arduino和Android的連接，可以找任何一款藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)，具體可以參考本欄目的上期文章。至于溫度和濕度傳感器，網(wǎng)上可以選擇的店鋪很多，價(jià)格從幾元到十幾元不等，不再一一說明。

● 編程實(shí)現(xiàn)

1.Arduino程序

我們使用ArduBlock教育版來寫Arduino的代碼。ArduBlock教育版是一款經(jīng)過優(yōu)化的版本，界面清爽、分類清晰且命名規(guī)范，適合在中小學(xué)的課堂上使用。其串口輸出功能很簡(jiǎn)單，就一個(gè)“串口打印加回車”積木模塊，這一積木模塊和Arduino代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2。

因?yàn)楸?設(shè)計(jì)的協(xié)議，我編寫了從串口輸出模擬端口A0和A1值的代碼，每隔300毫秒傳輸一次數(shù)據(jù)。其中用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式，補(bǔ)足了傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要添加的“0”。這樣加上回車換行，傳輸一個(gè)傳感器的數(shù)值剛好需要8個(gè)字節(jié)（如圖4）。

轉(zhuǎn)成Arduino代碼后為：

int _ABVAR_1_A0 = 0 ；

int _ABVAR_2_A1 = 0 ；

void setup（）

{

Serial.begin（9600）；

}

void loop（）

{

_ABVAR_1_A0 = （ analogRead（0） + 10000 ） ；

_ABVAR_2_A1 = （ analogRead（1） + 10000 ） ；

Serial.print（"0"）；

Serial.print（_ABVAR_1_A0）；

Serial.println（）；

Serial.print（"1"）；

Serial.print（_ABVAR_2_A1）；

Serial.println（）；

delay（ 300 ）；

}

注意：如果出現(xiàn)下載失敗的情況，請(qǐng)參照本欄目上期文章進(jìn)行相應(yīng)處理。

2.App Inventor程序

Android端App程序的主要功能是接收Arduino發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后顯示在屏幕上。代碼并不復(fù)雜，除了常見的Label、TextBox、Button外，還需要ListPicker、BluetoothClient這幾個(gè)必要的控件。因?yàn)橐獙?shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)，我還加上了Clock這一時(shí)間控件。具體界面如圖5所示。

App中所涉及控件的作用簡(jiǎn)要說明如表3。

接下來，我們可以開始編寫代碼了，其中給ListPicker1控件寫選擇藍(lán)牙設(shè)備的代碼。需要注意的是，這個(gè)控件僅能顯示手機(jī)已經(jīng)配對(duì)過的藍(lán)牙設(shè)備（如圖6）。

給Button1控件編寫Click事件，為了使程序更加完善，我添加了針對(duì)各種意外情況，會(huì)顯示不同提示的代碼（如圖7）。

Clock1控件的TimerEnabled屬性默認(rèn)值為false，當(dāng)連接了藍(lán)牙設(shè)備，TimerEnabled就修改為true。Clock1控件Timer事件代碼如圖8所示。

因?yàn)榇a篇幅過長(zhǎng)，影響了截圖，這里我僅僅寫了一個(gè)傳感器。為了便于觀察，我將獲取的字符顯示在Label4上。

3.運(yùn)行測(cè)試

編譯為APK文件，然后安裝。App的運(yùn)行效果如圖9所示。Bluno Nano主控板上的藍(lán)牙默認(rèn)配對(duì)碼是1234，連接上后，就能看到傳送過來的數(shù)據(jù)了。

● 拓展應(yīng)用

在本項(xiàng)目中，Android僅僅將接收到的傳感器數(shù)據(jù)顯示出來，并沒有做進(jìn)一步的處理，也沒有根據(jù)傳感器信息，控制Arduino執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。一般來說，手機(jī)還要對(duì)可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并存儲(chǔ)在云服務(wù)器上，以便更加深入地進(jìn)行分析。例如，智能手環(huán)可以統(tǒng)計(jì)用戶每天的運(yùn)動(dòng)路徑、消耗卡路里和攝入熱量，也能根據(jù)事先的設(shè)定，通過振動(dòng)馬達(dá)來提醒用戶應(yīng)該運(yùn)動(dòng)或者休息了。結(jié)合本欄目上一期文章的內(nèi)容，相信讓中小學(xué)生實(shí)現(xiàn)這樣的功能并不會(huì)很難。

● 總結(jié)

本項(xiàng)目還可以應(yīng)用在某些特殊場(chǎng)合，如無線抄水電表，甚至也可以把Android作為Arduino的藍(lán)牙顯示屏來使用。藍(lán)牙4.0的功耗很低，應(yīng)用范圍很廣，Android手機(jī)結(jié)合Arduino后，功能將大大提高。從本質(zhì)上看，可穿戴設(shè)備和智能家居、物聯(lián)網(wǎng)并沒有太大的區(qū)別，App Inventor編程的價(jià)值就在于其和硬件結(jié)合緊密，讓學(xué)生們玩玩最新的技術(shù)吧。endprint

Android手機(jī)雖然已經(jīng)附帶了多種傳感器，如方向、重力、距離、加速度等。并且早在Android2.3（gingerbread）系統(tǒng)中，Google就提供了11種傳感器供應(yīng)用層使用。但是，并非所有Android手機(jī)都把這些傳感器配齊了，如溫度、濕度、氣壓之類的傳感器就不常見。為了使Android手機(jī)能支持更多的應(yīng)用，越來越多的手機(jī)外設(shè)就涌現(xiàn)出來，可穿戴設(shè)備開發(fā)在短時(shí)間內(nèi)就成為了硬件開發(fā)方面的“時(shí)尚”。其實(shí)，可穿戴設(shè)備的開發(fā)門檻并不高，通過Arduino，我們也可以初步體驗(yàn)Android的“可穿戴設(shè)備”的開發(fā)。

可穿戴設(shè)備指直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設(shè)備。手機(jī)可穿戴設(shè)備將會(huì)給我們的生活、感知帶來很大的轉(zhuǎn)變。但是，可穿戴設(shè)備中的傳感器未必一定是手機(jī)中所沒有的，如最近很流行的智能手環(huán)，其核心傳感器就是加速度傳感器和陀螺儀，都是智能手機(jī)標(biāo)配的傳感器。我們選擇了溫度和濕度傳感器，通過Arduino將傳感器數(shù)值發(fā)送給Android手機(jī)，以期通過這一項(xiàng)目來體驗(yàn)可穿戴設(shè)備和手機(jī)的信息互動(dòng)。

● 項(xiàng)目描述

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，讓Arduino能通過藍(lán)牙將各種傳感器（以溫度和濕度傳感器為例）的信息傳輸?shù)紸ndroid手機(jī)，并顯示出來。本項(xiàng)目的難度設(shè)計(jì)為中小學(xué)生都能完成，Arduino的程序我們選擇用ArduBlock編寫，而手機(jī)的程序由App Inventor編寫。這個(gè)項(xiàng)目的流程如圖1所示。

● 項(xiàng)目分析

1.協(xié)議設(shè)計(jì)

與本欄目上期文章《用Android控制Arduino小車》一樣，首先需要為Android和Arduino設(shè)計(jì)通訊協(xié)議。這個(gè)協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的格式以及數(shù)據(jù)代表的意義。針對(duì)ArduBlock教育版和App Inventor的特點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，各類數(shù)據(jù)的含義說明如表1。

因?yàn)锳pp Inventor沒有二進(jìn)制的數(shù)據(jù)處理能力，這個(gè)通訊協(xié)議只能使用字符形式傳送數(shù)值。雖然效率不高，但也通俗易懂。之所以采用6個(gè)字符，是因?yàn)锳rduino的A/d的轉(zhuǎn)換分辨率為10位，即0～1023之間，需要留下4個(gè)字符，第一個(gè)字符是為了標(biāo)識(shí)模擬傳感器的針腳。而第二個(gè)字符永遠(yuǎn)是1，并沒有實(shí)際作用，僅僅是因?yàn)樵贏rduBlock教育版可以使用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式來補(bǔ)足傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要補(bǔ)上的“0”。

另外，ArduBlock教育版的串口打印會(huì)自動(dòng)加上回車（這也是教育版為了簡(jiǎn)化積木模塊而犧牲其更多功能的無奈之舉），回車和換行剛好要占去2個(gè)字節(jié)，實(shí)際一次傳輸?shù)氖?個(gè)字符（字節(jié)）。

如果拋開這兩款軟件，我建議可以參照S4A的通訊協(xié)議，效率較高，2個(gè)字節(jié)就能完成一個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的傳送。

2.設(shè)備選擇

雖然這是一個(gè)測(cè)試的項(xiàng)目，并非開發(fā)真正意義上的可穿戴設(shè)備產(chǎn)品，但我還是物色了一款體積較小的Arduino板子，做出“可穿戴”的感覺來。經(jīng)過比較，DFRobot公司推出的Bluno Nano主控板成了我的選擇。Bluno Nano集成了低功耗的藍(lán)牙4.0芯片，而且只有拇指大小，非常適合用來開發(fā)做可穿戴設(shè)備的原型（如下頁(yè)圖2）。

除了Bluno Nano主控板外，只有硬幣般大小的Microduino的產(chǎn)品也很適合做可穿戴設(shè)備的原型（如圖3）。

當(dāng)然，如果僅僅想測(cè)試Arduino和Android的連接，可以找任何一款藍(lán)牙模塊來實(shí)現(xiàn)，具體可以參考本欄目的上期文章。至于溫度和濕度傳感器，網(wǎng)上可以選擇的店鋪很多，價(jià)格從幾元到十幾元不等，不再一一說明。

● 編程實(shí)現(xiàn)

1.Arduino程序

我們使用ArduBlock教育版來寫Arduino的代碼。ArduBlock教育版是一款經(jīng)過優(yōu)化的版本，界面清爽、分類清晰且命名規(guī)范，適合在中小學(xué)的課堂上使用。其串口輸出功能很簡(jiǎn)單，就一個(gè)“串口打印加回車”積木模塊，這一積木模塊和Arduino代碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2。

因?yàn)楸?設(shè)計(jì)的協(xié)議，我編寫了從串口輸出模擬端口A0和A1值的代碼，每隔300毫秒傳輸一次數(shù)據(jù)。其中用“10000+傳感器值”的簡(jiǎn)單表達(dá)式，補(bǔ)足了傳感器數(shù)值不足4位時(shí)需要添加的“0”。這樣加上回車換行，傳輸一個(gè)傳感器的數(shù)值剛好需要8個(gè)字節(jié)（如圖4）。

轉(zhuǎn)成Arduino代碼后為：

int _ABVAR_1_A0 = 0 ；

int _ABVAR_2_A1 = 0 ；

void setup（）

{

Serial.begin（9600）；

}

void loop（）

{

_ABVAR_1_A0 = （ analogRead（0） + 10000 ） ；

_ABVAR_2_A1 = （ analogRead（1） + 10000 ） ；

Serial.print（"0"）；

Serial.print（_ABVAR_1_A0）；

Serial.println（）；

Serial.print（"1"）；

Serial.print（_ABVAR_2_A1）；

Serial.println（）；

delay（ 300 ）；

}

注意：如果出現(xiàn)下載失敗的情況，請(qǐng)參照本欄目上期文章進(jìn)行相應(yīng)處理。

2.App Inventor程序

Android端App程序的主要功能是接收Arduino發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后顯示在屏幕上。代碼并不復(fù)雜，除了常見的Label、TextBox、Button外，還需要ListPicker、BluetoothClient這幾個(gè)必要的控件。因?yàn)橐獙?shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)，我還加上了Clock這一時(shí)間控件。具體界面如圖5所示。

App中所涉及控件的作用簡(jiǎn)要說明如表3。

接下來，我們可以開始編寫代碼了，其中給ListPicker1控件寫選擇藍(lán)牙設(shè)備的代碼。需要注意的是，這個(gè)控件僅能顯示手機(jī)已經(jīng)配對(duì)過的藍(lán)牙設(shè)備（如圖6）。

給Button1控件編寫Click事件，為了使程序更加完善，我添加了針對(duì)各種意外情況，會(huì)顯示不同提示的代碼（如圖7）。

Clock1控件的TimerEnabled屬性默認(rèn)值為false，當(dāng)連接了藍(lán)牙設(shè)備，TimerEnabled就修改為true。Clock1控件Timer事件代碼如圖8所示。

因?yàn)榇a篇幅過長(zhǎng)，影響了截圖，這里我僅僅寫了一個(gè)傳感器。為了便于觀察，我將獲取的字符顯示在Label4上。

3.運(yùn)行測(cè)試

編譯為APK文件，然后安裝。App的運(yùn)行效果如圖9所示。Bluno Nano主控板上的藍(lán)牙默認(rèn)配對(duì)碼是1234，連接上后，就能看到傳送過來的數(shù)據(jù)了。

● 拓展應(yīng)用

在本項(xiàng)目中，Android僅僅將接收到的傳感器數(shù)據(jù)顯示出來，并沒有做進(jìn)一步的處理，也沒有根據(jù)傳感器信息，控制Arduino執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。一般來說，手機(jī)還要對(duì)可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并存儲(chǔ)在云服務(wù)器上，以便更加深入地進(jìn)行分析。例如，智能手環(huán)可以統(tǒng)計(jì)用戶每天的運(yùn)動(dòng)路徑、消耗卡路里和攝入熱量，也能根據(jù)事先的設(shè)定，通過振動(dòng)馬達(dá)來提醒用戶應(yīng)該運(yùn)動(dòng)或者休息了。結(jié)合本欄目上一期文章的內(nèi)容，相信讓中小學(xué)生實(shí)現(xiàn)這樣的功能并不會(huì)很難。

● 總結(jié)

本項(xiàng)目還可以應(yīng)用在某些特殊場(chǎng)合，如無線抄水電表，甚至也可以把Android作為Arduino的藍(lán)牙顯示屏來使用。藍(lán)牙4.0的功耗很低，應(yīng)用范圍很廣，Android手機(jī)結(jié)合Arduino后，功能將大大提高。從本質(zhì)上看，可穿戴設(shè)備和智能家居、物聯(lián)網(wǎng)并沒有太大的區(qū)別，App Inventor編程的價(jià)值就在于其和硬件結(jié)合緊密，讓學(xué)生們玩玩最新的技術(shù)吧。endprint