Android手机HC-05蓝牙连接Arduino nano获取DHT-11温湿度传感器数据

   日期:2021-02-26     浏览:330    评论:0    
核心提示:目标Android手机HC-05蓝牙连接Arduino nano获取DHT-11温湿度传感器数据我以为的串口输出等于蓝牙输出,其实并不是起初我所理解的,应该是这样连接HC-05 nano TX----RX RX----TX 5V----5VGND----GNDHT-05蓝牙3.3V即可,5V蓝牙可以自适应不会烧掉DHT-11 nano Out----D2 5V----5VGND----GNDDHT-11温湿度传感器5V没问题,3.3V也能用我认为温湿度传感器输出到了串口

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目标

Android手机HC-05蓝牙连接Arduino nano获取DHT-11温湿度传感器数据

我以为的串口输出等于蓝牙输出,其实并不是

起初我所理解的,应该是这样连接
HC-05 nano
 TX----RX
 RX----TX
 5V----5V
GND----GND

HC-05蓝牙3.3V即可,5V蓝牙可以自适应不会烧掉

DHT-11 nano
 Out----D2
 5V----5V
GND----GND

DHT-11温湿度传感器5V没问题,3.3V也能用

我认为温湿度传感器输出到了串口,那么就等于输出到了蓝牙。
通电以后:DHT-11输出到蓝牙,安卓手机app接收蓝牙传过来的数据以文本显示在前端变量上

结果测试了很多次以后,发现输出是乱码。

于是我就怀疑起蓝牙到底发过来的是什么,蓝牙到底是怎样传输,我所认为的对不对。后来我发现蓝牙输出并不一定要用串口输出,所以就改变了接线。
HC-05 nano
 TX----D6
 RX----D5
 5V----5V
GND----GND

这时,nano即使USB串口连着电脑也可以正常烧录代码,不用拔插蓝牙的RX,TX了(主要是当蓝牙RX,TX连接了nano的TX,RX时,占用串口无法烧录,nano烧录的时候是使用这两个端口进行数据传输的)

单说nano DHT-11串口输出

#include <dht11.h> //引用dht11.h文件,头文件必须要有,如果没有后面输出会报错,必须放到工程文件夹下。
dht11 DHT11;	//实例化,我虽然不明白啥叫实例化,但这一句可能就是把dht11实例化给一个常量进行声明,以方便后面的参数调用吧。
#define DHT11PIN 2 //定义dht11输出引脚给一个变量,变量名可以修改,这里结尾没有";",不需要加分号
void setup() { 
}	//起初这里啥都不用写,因为串口输出所以不用写
void loop() { 
  char chk = DHT11.read(DHT11PIN);		//读取温度传感器发出来的值
  Serial.println(DHT11.temperature);	//单行串口输出温度值
  Serial.println(DHT11.humidity);		//单行串口输出湿度值
  delay(1000);		//间隔1秒输出一次
}

那么我在想串口是啥呢?串口其实就是Serial,串口输出就是Serial.print
如果是蓝牙输出那就是Bluetooth.print,要是屏幕输出那就是LCD.print,扬声器输出那就是Sound.print,其实这个前缀(Serial,Bluetooth,LCD,Sound当然也可以改名,只要你知道就行)这些变量,应该就是在dht11.h里面定义的,不然的话没办法输出。

dht11.h源码

#ifndef dht11_h
#define dht11_h
#if defined(ARDUINO) && (ARDUINO >= 100)
#include <Arduino.h>
#else
#include <WProgram.h>
#endif

#define DHT11LIB_VERSION "0.4.1"

#define DHTLIB_OK 0
#define DHTLIB_ERROR_CHECKSUM -1
#define DHTLIB_ERROR_TIMEOUT -2

class dht11
{ 
public:
    int read(int pin);
	int humidity;
	int temperature;
};
#endif

这里面太深我也看不懂,里面还包含了<Arduino.h>,<WProgram.h>文件,所以你的arduino编辑器也得加载这些库文件吧,不然的话无法运行
除此之外还有一个文件,也要放到工程目录下,不然的话无法运行

dht11.cpp源码

#include "dht11.h"
int dht11::read(int pin)
{ 
	// BUFFER TO RECEIVE
	uint8_t bits[5];
	uint8_t cnt = 7;
	uint8_t idx = 0;

	// EMPTY BUFFER
	for (int i=0; i< 5; i++) bits[i] = 0;

	// REQUEST SAMPLE
	pinMode(pin, OUTPUT);
	digitalWrite(pin, LOW);
	delay(18);
	digitalWrite(pin, HIGH);
	delayMicroseconds(40);
	pinMode(pin, INPUT);

	// ACKNOWLEDGE or TIMEOUT
	unsigned int loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == LOW)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	loopCnt = 10000;
	while(digitalRead(pin) == HIGH)
		if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

	// READ OUTPUT - 40 BITS => 5 BYTES or TIMEOUT
	for (int i=0; i<40; i++)
	{ 
		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == LOW)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		unsigned long t = micros();

		loopCnt = 10000;
		while(digitalRead(pin) == HIGH)
			if (loopCnt-- == 0) return DHTLIB_ERROR_TIMEOUT;

		if ((micros() - t) > 40) bits[idx] |= (1 << cnt);
		if (cnt == 0)   // next byte?
		{ 
			cnt = 7;    // restart at MSB
			idx++;      // next byte!
		}
		else cnt--;
	}
	humidity    = bits[0]; 
	temperature = bits[2]; 
	uint8_t sum = bits[0] + bits[2];  
	if (bits[4] != sum) return DHTLIB_ERROR_CHECKSUM;
	return DHTLIB_OK;
}

我把大部分英文备注都去了,我也看不懂,我觉得是根据电路图
往引脚pin输出低电平,18毫秒后,输出高电平,40微秒后再往pin引脚输入,来获取传感器数值,并且放到一个数组里面,这个数组是bits,前两位是湿度值,后两位是温度值,uint8_t 代表无符号整形,8位=1字节,t是啥意思?typedef。代表他是通过typedef定义的头文件。其他的自己联想吧,不想看C的可以略过

再说nano HC-05蓝牙输出

以前我以为串口输出=蓝牙输出,其实不然,蓝牙可以是蓝牙,串口可以是串口。
之前还发过蓝牙调试,我当时写了其实也没太明白,现在感觉明白点了。

重点:HC-05蓝牙默认频率是38400,所以最好设置成这个,不然的话我感觉输出的内容可能会是乱码

之前输出到安卓手机的时候,始终是一个菱形框里面有个问号,要么就是多个菱形框里面有问号,大家可以手机下载蓝牙串口SPP连接蓝牙进行调试,看看输出的是什么。
当时还输出0x80啥的,我网上查了也查不到是啥,我起初以为是16进制输出需要转换成UTF-8,后来可能是我多想了。

#include <SoftwareSerial.h> //引用库文件,这个文件应该是用于软件串口输出的
#include <dht11.h>
dht11 DHT11;
#define DHT11PIN 2
//Pin5为RX,接HC05的TX针脚
//Pin6为TX,接HC05的RX针脚
SoftwareSerial BT(6, 5);		//定义蓝牙输入输出引脚
char val;	//定义一个字符变量用于数据传输
void setup() { 
  Serial.begin(38400); 		//串口输出,最终目标是温湿度传感器通过蓝牙发送到安卓手机,这两句其实可以不用写
  Serial.println("Buletooth is ready!");		//可以不写
  BT.begin(38400);		//定义蓝牙频率,nano连接蓝牙,他就用这个频率输出,无论是nano连蓝牙,还是蓝牙连串口都用这一个频率就对了,就好像nano连串口,输出频率要设置成9600,那么arduino软件串口的频率也要调成38400一样才能正确接收数据不会出现乱码一样。
}

void loop() { 
  char chk = DHT11.read(DHT11PIN);	//之前已经实例化过了,现在是读取dht11数据
  BT.print(DHT11.temperature);		//蓝牙输出温度值
  BT.print("a");
  BT.print(DHT11.humidity);			//蓝牙输出湿度值
  BT.println("a");
  //当串口接收到数据读取串口赋值给val变量,并且蓝牙输出
  if (Serial.available()) { 
    val = Serial.read();
    BT.print(val);
  }
  //当蓝牙接收到数据读取蓝牙赋值给val变量,并且串口输出
  if (BT.available()) { 
    val = BT.read();
    Serial.print(val);
  }
  //我觉得上面两个if不用写也可以吧
  delay(1000);		//延迟1秒
}

以上就是传到nano上的源码了,还有一句没有说明,BT.print("a");就是这个,后面的App Inventor会用到。

蓝牙到底输出了什么,输出的是什么

我现在也没搞懂他到底输出了什么,我只知道他输出了温度值和湿度值,至于这个温度值和湿度值是什么格式我也不知道(后来知道能就是1个字节的8位整形无符号数),应该是int。

App inventor前端设计


样式就不说什么了,"连接蓝牙"是一个列表选择框,点击以后就会弹出蓝牙的列表,选择以后就建立蓝牙和手机的连接。

蓝牙客户端:
这里的蓝牙客户端所指的就是手机
字符编码:
默认设置为UTF-8,当然也可以支持ASCII,或者Unicode啥的,当然还有GBKBig5,其他的我都没测试,有可能是蓝牙发送中文的时候会用得到。这里蓝牙到底发的啥我也不知道,所以就UTF-8吧。
分隔符字节码:
我的理解是,因为蓝牙每间隔1秒发送一次数据给手机,那么他给手机的就是例如:2430,其中24表示温度值,30表示湿度值,但是我显示在前端应该是两个数据,在这1秒钟里,所以我对于蓝牙发送过来的数据进行拆分。如何进行拆分呢?那么就要在数据之间加入分隔符,我下位机加入分隔符的方法就是BT.print("a");加入了a字符,但在这个分隔符字节码选项里面我试了,#号不行,其他符号也不行,英文也不行,只能是0-9,所以我认为,它是按照字节进行分隔的,于是我就填入了1,按照1个字节进行分割,所以在程序中加入了,PS:这个a也可以是其他字母,最好不要是数字,因为会跟温湿度值混淆,避免出错,也就是蓝牙会输出成这样:24 a 30 a,那么到安卓app上面按照字节再进行拆分。
此外还要设置一个计时器,计时器的作用是:让蓝牙发送和蓝牙客户端接收数据能够同步进行,当手机连接到蓝牙以后,计时器启动,手机客户端接收,不然的话有可能会导致数据错位。

这里计时器的计时间隔我也设置成为1秒。

以上是组件设计,以下是逻辑设计

连接蓝牙的方法


当蓝牙选择完成时计时器开始启用

输入列表变量默认为空文本

当到计时器间隔点时,先清空变量,然后接收数据

这个函数表示:如果蓝牙客户端(手机)获取到了数据,那么就将蓝牙接收到的数据以文本的形式进行分割,然后就将分割完成后的第1项设置成为温度的文本,第2项设置成为湿度的文本。经过测试后,成功了。
整体截图

以下是手机app的测试截图

当然,以上测试还在使用串口供电,arduino nano也可以使用2节18650电池供电,单节电池是3.7V,要大于5V就得两节。所以还要重新设计电路。
以下是
高仿小米温湿度传感器样式制作的安卓app截图

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