基于安卓系統(tǒng)及AVR單片機(jī)的無(wú)線考核系統(tǒng)設(shè)計(jì)

盧 茹

（廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校，廣東廣州 510450）

無(wú)線考核系統(tǒng)是針對(duì)機(jī)電一體化、汽車維修、維修電工、數(shù)控維修等專業(yè)對(duì)信息化教學(xué)要求而研發(fā)的教學(xué)考核系統(tǒng)。

圖1 無(wú)線考核系統(tǒng)通信框圖

1 無(wú)線考核系統(tǒng)通信模式

無(wú)線考核系統(tǒng)中平板電腦與故障板之間通過(guò)HC-05藍(lán)牙模塊[1]進(jìn)行藍(lán)牙通信，AVR單片機(jī)[2]與HC-05藍(lán)牙模塊通過(guò)UART進(jìn)行通信，故障板之間的通信通過(guò)TWI總線通信，TWI總線通信通過(guò)兩根雙向的總線，一根稱為時(shí)鐘線SCL，另一根稱為數(shù)據(jù)線SDA，最多可連接128個(gè)設(shè)備，通過(guò)TWI總線該系統(tǒng)最多可設(shè)置2 048個(gè)故障。無(wú)線考核系統(tǒng)通信框圖如圖1所示。

2 無(wú)線考核系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線考核系統(tǒng)硬件部分由電源模塊、16路故障輸出繼電器模塊、地址設(shè)置模塊和通信接口模塊組成，無(wú)線考核系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。

（1）電源模塊

電源模塊采用LM2576穩(wěn)壓電路，輸入電壓24 V，輸出電壓5 V、電流3 A。可根據(jù)設(shè)置故障系統(tǒng)的電壓來(lái)選擇輸入電壓可為12 V或24 V，本系統(tǒng)采用24 V輸入電壓。電源模塊電路圖如圖3所示。

圖2 無(wú)線考核系統(tǒng)硬件框圖

圖3 電源模塊電路圖

LM2576是3 A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器（52 kHz）和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23 V），并具有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。輸入最高電壓為40 V。

（2）16路故障輸出繼電器模塊

該模塊采用2片ULN2803達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)器，共驅(qū)動(dòng)16路繼電器，每個(gè)繼電器控制1路故障，在被考核系統(tǒng)線路中串接繼電器的常閉觸電，當(dāng)繼電器不動(dòng)作時(shí)，考核系統(tǒng)線路正常，當(dāng)繼電器動(dòng)作時(shí)，可設(shè)置考核系統(tǒng)的斷路故障，或控制繼電器不定時(shí)斷開(kāi)或接通實(shí)現(xiàn)虛接故障。16路故障輸出繼電器模塊電路圖如圖4所示。

圖4 16路故障輸出繼電器模塊電路圖

（3）地址設(shè)置模塊

地址設(shè)置模塊可設(shè)置兩部分地址，分為本機(jī)地址和從機(jī)地址。

本機(jī)地址為安卓系統(tǒng)與故障系統(tǒng)之間的通信地址，通過(guò)設(shè)置該地址，一個(gè)平板電腦可同時(shí)連接多個(gè)故障系統(tǒng)，并根據(jù)地址分別控制。

從機(jī)地址為故障板2、3至128的地址，設(shè)置該地址后用于與故障板1的通信。

3 無(wú)線考核系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求，基于Android進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[3]，軟件分為學(xué)生系統(tǒng)和教師系統(tǒng)，教師系統(tǒng)主要有故障設(shè)置、密碼管理、成績(jī)管理、題目管理和資料管理功能；學(xué)生系統(tǒng)主要有考核模式、挑戰(zhàn)模式、理論考試、理論練習(xí)和多媒體數(shù)字資源功能。無(wú)線考核系統(tǒng)軟件界面如圖5所示。

圖5 無(wú)線考核系統(tǒng)軟件界面

4 結(jié)束語(yǔ)

加快職業(yè)教育的改革和培養(yǎng)高技能人才是我國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的要求，為培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求的高技能人才，必須有效地進(jìn)行教學(xué)各方面的改革，而充分地利用信息化的手段，把抽象、復(fù)雜的知識(shí)原理形象地呈現(xiàn)出來(lái)，對(duì)提高教學(xué)效率有很大的幫助，是教學(xué)改革的途徑之一；數(shù)字化教學(xué)移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)新的教學(xué)改革，引領(lǐng)師生進(jìn)入立體教學(xué)環(huán)境，完成有趣的教與學(xué)任務(wù)。

［1］Manolins電子 .HC-05藍(lán)牙模塊與單片機(jī)的使用 ［EB/OL］.http：//jingyan.baidu.com/article/2f9b480d56d9c741ca6cc251.html.

［2］沈文.AVR單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)入門(mén)指導(dǎo)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.

［3］明日科技.Android從入門(mén)到精通［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2012.