摘要：单片机是一种特殊的微机，由于单片机集成度高，功能强，通用性好，尤其其体积小、重量轻、能耗低、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强、使用方便等独特优点，目前，它已成为测量控制应用系统的首选类型。蓝牙手机控制技术在近十年来也得到了迅速的发展，尤其是在彩电、VCD、空调等家用电器领域，并已广泛应用于其他电子领域。随着人们生活水平的提高，对新产品的追求是方便和智能的，而基于蓝牙的手机控制技术正是这一焦点的发展方向。
关键词：蓝牙通信；红外通信；红外编码；
1 系统关键技术及实现
1.1 基于蓝牙的手机控制原理。蓝牙是一种低功耗的无线技术，具有很强的移动性，可应用于多种通信场合。蓝牙无线传输是通过RF（2.4GHZ）载波进行，功耗很低，传输速度快，可同时连接多个系统，采用蓝牙技术无需任何设置，只要两个蓝牙设备互相进入无线电平所允许的连接范围10米（如加大功率后可达100米），蓝牙协议就会自动扫描检测，实现连接，进行信息交换。本系统所采用的蓝牙设备分别是微雪电子公司的“Bluetooth Slave UART Board”蓝牙“从模块”和手机蓝牙串口软件，其中蓝牙从模块采用3.4V电源供电，两者连接后，在一定距离内手机可以通过蓝牙串口软件向蓝牙从模块发射信号，再通过单片机解析，进而达到控制空调的目的。（1）蓝牙“从模块”。该产品特性如下：1）核心模块使用HC-06从模块，引出接口包括VCC，GND，TXD，RXD，STATE，EN，其中STATE为LED状态引出脚，单片机可通过STATE引脚状态判断蓝牙是否已经连接，EN为使能脚，悬空或接高时使能，使能就是当被外部拉低时关闭模块电源以节省电能（关闭模式下电流消耗<20uA！），2）led指示蓝牙连接状态，闪烁表示没有蓝牙连接，常亮表示蓝牙已连接并打开了端口。3）底板设置防电源反接电路，接反电源时不通电，输入电压3.6~6V，未配对时电流约30mA，配对后约10mA，输入电压禁止超过7V！4）接口电平3V~5V，可以直接连接各种单片机（51，AVR，PIC，ARM，MSP430等），5V单片机也可直接连接，无需MAX232也不能经过MAX232！5）空旷地有效距离10米（功率等级为CLASS 2），超过10米也是可能的，但不对此距离的连接质量做保证6）配对以后当全双工串口使用，无需了解任何蓝牙协议，但仅支持8位数据位、1位停止位、无奇偶校验的通信格式，这也是最常用的通信格式，不支持其他格式。7）在未建立蓝牙连接时支持通过AT指令设置波特率、名称、配对密码，设置的参数掉电保存。蓝牙连接以后自动切换到透传模式。8）该链接为从机，从机能与各种带蓝牙功能的电脑、蓝牙主机、大部分带蓝牙的手机、PDA、PSP等智能终端配对，从机之间不能配对。我们将该“从模块”与手机连接，实现通过手机上的蓝牙串口软件发射信息给该“从模块”，由单片机解析，进而控制红外发射来控制空调。（2）主要代码。#pragma vector=UART1RX_VECTOR// 接收蓝牙发来信号__interrupt void USCI0RX_ISR（void）{ blue=U1RXBUF；//TX->RXed character }
1.2 红外遥控信号编码及发射原理。通常，红外遥控器是将遥控信号（二进制脉冲码）调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去的。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码（脉冲宽度调制码）和PPM码（脉冲位置调制码）。前者以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。后者脉冲宽度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。遥控编码脉冲信号（以PPM码为例）通常由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成（不同的遥控系统在高低电平的宽度上有一定区别），用来标志遥控编码脉冲信号的开始。系统码也叫识别码，它用来指示遥控系统的种类，以区别其它遥控系统，防止各遥控系统的误动作。功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收机中的微控制器可根据功能码的数值去完成各种功能操作。系统反码与功能反码分别是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中是否产生差错。本系统采用的空调是美的空调，我们需要对美的遥控器进行解码，由美的遥控器发射红外信号，由红外接受头接收信号，传给单片机处理并解析，最终美的遥控器的解析出来的编码如图1所示。
1.3 .关键代码如下：
//发射开空调信号air_send（0x0a，0x03，26）；
//关闭空调air_close（）；
//加温度air_temper++；
if（air_temper==31）air_temper=30；
air_send（air_wind，air_mode，air_temper）；
//减温度air_temper--；
if（air_temper==16）air_temper=17；
air_send（air_wind，air_mode，air_temper）；
//设置模式air_mode++；
if（air_mode==6）air_mode=1；
air_send（air_wind，air_mode，air_temper）；
//设置风速air_wind++；
if（air_wind==6）air_wind=1；
air_send（air_wind，air_mode，air_temper）；
2 系统的调试与结果
本装置的调试主要分为硬件调试、软件调试两大部分。
2.1 硬件单元电路调试。（1）调试前的准备。电路安装完毕，我们又做了认真的检查。1）检查电路连线是否正确，2）元器件安装情况，3）电源是否正常供电，经过上述检查，电路确认没有错误，下面转入调试。（2）调试过程。调试包括测试和调整两个方面。把经过准确测量的电源接入电路。观察有无异常现象，如果出现异常，应立即切断电源，待排除故障后才能再通电。本系统使用单5V稳压电源供电，要求交流成分小。经过示波器测量5V稳压电源输出端，其交流部分电压的峰-峰值为6mV，符合本装置的电源要求，稳压电源调试完毕。
2.2 软件程序调试。单片机要实现其功能必须把程序烧录进去，烧录之前还要对程序进行调试，调试通过后才能生成计算机源代码并下载到单片机中。这次软件调试我们采取的是自下到上的调试方法，即单独调试好每一个模块，然后再连接成一个完整的系统调试。
总之，红外传输和蓝牙通信技术以其成熟的技术、良好的稳定性、较强的私密性和较低的成本在智能家居控制系统中得到了广泛的应用。虽然红外传输技术存在传输距离短、通信角度小等技术瓶颈和缺陷，但其他无线通信技术还没有达到完美的水平，因此在今后很长一段时间内，红外传输技术仍将在智能家居控制系统中占据一席之地。与RF射频、Wifi、Zigbee等无线技术共存，为大众家居生活质量的提高做出贡献。
参考文献：
[1]张建华，单片机应用技术.2017.
[2]李龙，浅谈基于单片机的空调控制器的设计.2017.
论文作者:陈杰
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/19
标签：蓝牙论文; 单片机论文; 反码论文; 脉冲论文; 系统论文; 信号论文; 功能论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;