Smart之藍芽讀取溫濕度

1. 說明

  範例採用藍芽通訊協議，讀取駁接在Arduino上的溫濕度感測器的數據。HC-06採用BC417143晶片，支援藍芽2.1+EDR標準，HC-06的主控端或者從端模式是在出廠前就設定好的不能更改，通常能夠買到的HC-06均為從端模式。

  藍芽設備(HC-06)通過杜邦線，將藍芽VCC介面接至Arduino的5V針腳，藍芽的GND介面接至Arduino GND針腳，藍芽RXD接至Arduino 10號針腳，藍芽TXD接至Arduino 11號針腳。

  溫濕度感測器DHT22，負極接至Arduino GND針腳，正極接至Arduino 5V針腳，訊號線連線Arduino 的D8針腳。

  在硬體連線完成後，將Arduino連線電源，需要先將PC端與HC-06的藍芽配對，需使用支援藍芽功能的計算機（如不支援藍芽的計算機也可以使用USB藍芽適配器等外接拓展設備使之支援藍芽功能），打開藍芽選項，可搜索到HC-06字樣的藍芽設備，預設的配對PIN碼為1234。範例使用的Arduino程式使用到的藍芽設備庫的地址：http://drho.club/2018/06/arduino-bluetooth-mobile-phone01/ (opens new window)，下載該庫檔案並將其新增至Arduino程式庫。

  通過範例學習，可以掌握藍芽的基本通訊原理，並結合arduino開發板實現溫濕度模組的數據採集功能。

2. 零件連線圖

3. 使用零件

序	零件名稱	數量
1	Arduino UNO R3 開發板	1
2	HC-06藍芽模組或HC-05藍芽模組	1
3	DHT22溫濕度模組	1
4	USB數據線	1
5	麵包板	1
6	杜邦線	若干

4. Arduino流程圖

5. Arduino程式

  使用Arduino IDE 編譯並上傳以下Arduino程式。

// 使用溫濕度感測器之鏈接庫 https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
// http://drho.club/2018/06/arduino-bluetooth-read-sensor-value/
// https://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=3671289
#include <SoftwareSerial.h>
#include <DHT.h>
#include <Wire.h>
#define dhtPin 8                    //讀取DHT22 Data
#define dhtType DHT22               //選用DHT22 
DHT dht(dhtPin, dhtType); // Initialize DHT sensor
SoftwareSerial BT(10,11); 

void setup() {
   BT.begin(9600);
   Serial.begin(9600);              //設定通訊速率9600
   dht.begin();//啟動DHT
 }

void loop() {
  byte cmd[20];
  int strsize;
  while(true){
    if ((strsize=(BT.available()))>0){
      for (int i=0; i<strsize; i++){
        cmd[i]=char(BT.read());
      }
      Serial.println(cmd[0]);
    }
   
    if (cmd[0]=='R') {
    float h = dht.readHumidity();   //讀取濕度
    float t = dht.readTemperature(); //讀取攝氏溫度
    char hum_buf[10], tem_buf[10];
    if (!isnan(h) && !isnan(t)) {
        dtostrf(h, 3, 2, hum_buf);
        dtostrf(t, 3, 2, tem_buf);
        Serial.print("濕度: ");
        Serial.print(h);
        Serial.print("%\t");
        Serial.print("攝氏溫度: ");
        Serial.print(t);
        Serial.print("*C\n");
        //BT.write('s');
        for(int i=0; i<5; i++) {
          BT.write(hum_buf[i]);
        }
        //BT.write('w');
        for(int i=0; i<5; i++) {
          BT.write(tem_buf[i]);
        }
     }
     else {
        Serial.println("無法從DHT感測器讀取！");
        return;
     }  
    }
     delay(2000);//延時2秒
  }
}

6. 設計模板

  開啟Smart智慧控制平臺，分別加入下插圖之控制元件。或者通過點選功能表欄[檔案]-[打開專案]選擇範例專案檔案來打開該範例。

  ①：TImage元件，控制元件名稱為Image1。

  ②：TShape元件，控制元件名稱為Shape1。

  ③：TPanel元件，控制元件名稱為Panel1。

  ④：TLabel元件，控制元件名稱為Label9。

  ⑤：TPanel元件，控制元件名稱為Panel2。

  ⑥：TLabel元件，控制元件名稱為Label1。

  ⑦：TLabel元件，控制元件名稱為Label2。

  ⑧：TLabel元件，控制元件名稱為Label3。

  ⑨：TWidgetLCDLabel元件，控制元件名稱為WidgetLCDLabel1。

  ⑩：TLabel元件，控制元件名稱為Label4。

  (11)：TBluetooth元件，控制元件名稱為Bluetooth1。

  (12)：TTimer元件，控制元件名稱為Timer1。

  (13)：TSwitchButton元件，控制元件名稱為SwitchButton1。

  (14)：TLabel元件，控制元件名稱為Label10。

  (15)：TLabel元件，控制元件名稱為Label5。

  (16)：TLabel元件，控制元件名稱為Label6。

  (17)：TImage元件，控制元件名稱為ImageDevices。

  (18)：TImage元件，控制元件名稱為ImageServices。

  (19)：TComboBox元件，控制元件名稱為ComboBoxPaired。

  (20)：TComboBox元件，控制元件名稱為ComboBoxServices。

  (21)：TWidgetLCDLabel元件，控制元件名稱為WidgetLCDLabel2。

  (22)：TLabel元件，控制元件名稱為Label7。

  (23)：TLabel元件，控制元件名稱為Label8。

• Main窗體屬性設定

  • Caption：主窗體標題，設定為藍芽讀取溫濕度。
  • ClientHeight：窗體客戶區高度=480。
  • ClientWidth：窗體客戶區寬度=720。

• ①Image1屬性設定

  • Stretch：設定圖片拉伸=True。
  • Height：設定圖片高度=480。
  • Width：設定圖片寬度=720。
  • Picture：設定顯示背景圖片。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ②Shape1屬性設定

  • Height：設定控制元件高度=262。
  • Shape：設定形狀=stRoundRect(圓角矩形)。
  • Width：設定控制元件寬度=544。

• ③Panel1屬性設定

  • BevelInner：設定內斜邊樣式=bvRaised。
  • BevelKind：設定斜邊的樣式=bkSoft。
  • BorderStyle：設定邊界的樣式=bsSingle。
  • Color：設定顏色=clBtnText。
  • Height：設定控制元件高度=217。
  • Width：設定控制元件寬度=500。

• ④Label9屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為開。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• ⑤Panel2屬性設定

  • BevelInner：設定內斜邊樣式=bvRaised。
  • BevelKind：設定斜邊的樣式=bkSoft。
  • BorderStyle：設定邊界的樣式=bsSingle。
  • Color：設定顏色=clMenuText。
  • Height：設定控制元件高度=83。
  • Width：設定控制元件寬度=404。

• ⑥Label1屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為通訊埠讀取溫濕度。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• ⑦Label2屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為溫度。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• ⑧Label3屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為Temperature。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• ⑨WidgetLCDLabel1屬性設定

  • Caption.Format：顯示格式，設定為00.00。
  • Height：設定控制元件高度=60。
  • Width：設定控制元件寬度=209。

• ⑩Label4屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為℃。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• (11)Bluetooth1屬性設定

  • Bluetooth1無屬性設定。

• (12)Timer屬性設定

  • Enabled：是否啟用計時器的功能，此處設定為False。
  • Interval：計數器計時事件觸發的時間間隔，以ms為單位，設定為2000。

• (13)SwitchButton1屬性設定

  • IsChecked：開關狀態，設定為False。
  • SwitchOff：關閉狀態時顯示的圖片。點選SwitchOff屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

  • SwitchOn：打開狀態時顯示的圖片。點選SwitchOn屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

  • Height：設定控制元件高度=72。
  • Width：設定控制元件寬度=68。
  • Stretch：影象是否隨控制元件大小拉伸，設定為True。

• (14)Label10屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為關。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• (15)Label5屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為溫度。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• (16)Label6屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為Humidity。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• (17)ImageDevices屬性設定

  • Height：設定圖片高度=31。
  • Width：設定圖片寬度=31。
  • Name：控制元件名稱=ImageDevices。
  • Stretch：設定圖片拉伸=True。
  • Picture：設定圖片。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• (18)ImageServices屬性設定

  • Height：設定圖片高度=31。
  • Width：設定圖片寬度=31。
  • Name：控制元件名稱=ImageServices。
  • Stretch：設定圖片拉伸=True。
  • Picture：設定圖片。點選Picture屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• (19)ComboBoxPaired屬性設定

  • Height：設定控制元件高度=31。
  • Width：設定控制元件寬度=31。
  • Name：設定控制元件名稱=ComboBoxPaired。
  • Font：設定字型，點選右側的[...]按鈕，打開字型設定界面。

  

• (20)ComboBoxServices屬性設定

  • Height：設定控制元件高度=31。
  • Width：設定控制元件寬度=31。
  • Name：設定控制元件名稱=ComboBoxServices。
  • Font：設定字型，點選右側的[...]按鈕，打開字型設定界面。

  

• (21)WidgetLCDLabel2屬性設定

  • Caption.Format：顯示格式，設定為00.00。
  • Height：設定控制元件高度=60。
  • Width：設定控制元件寬度=209。

• (22)Label7屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為%。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

• (23)Label8屬性設定

  • Caption：設定標籤文字，設定為RH。
  • Font：設定字型。設定內容如下圖。

  

7. 程式設計

7.1. 程式初始設定

  該程式無初始設定。

7.2. 事件設定

• (13)SwitchButton1-OnSwitch事件

SwitchButton1在點選時會切換開-關狀態，即改變IsChecked屬性的值，此時會觸發OnSwitch事件，打開或者關閉計時器。

procedure TMyHandler.SwitchButton1Switch;
//開啟讀取
begin
  FThis.Timer1.Enabled := FThis.SwitchButton1.IsChecked;
end;

• (12)Timer1-OnTimer事件

  定時器事件，每隔2秒讀取數據。

procedure TMyHandler.Timer1Timer;
//讀取溫濕度並顯示
var
 FData:String;
begin
  FThis.Bluetooth1.SendData('R');//發送讀取溫濕度的命令
  FThis.Bluetooth1.ReadData;  
End;

• (17)ImageDevices-OnClick事件

ImageDevice是設備搜尋按鈕，點選載入藍芽設備列表。

procedure TMyHandler.ImageDevicesClick;
//點選載入配對設備列表
begin
  FThis.Bluetooth1.PairedDevices;
  FThis.ComboboxPaired.Items := FThis.Bluetooth1.BTPaireds;
  FThis.ComboBoxPaired.DroppedDown := True;
  FThis.ImageDevices.Enabled := False;
end;

• (18)ImageServices-OnClick事件

ImageServices是服務搜尋按鈕，點選以載入服務列表。

procedure TMyHandler.ImageSevicesClick;
//點選載入服務列表
begin
  FThis.Bluetooth1.Services;
  FThis.ComboBoxServices.Items := FThis.Bluetooth1.BTServices;
  FThis.ComboBoxServices.DroppedDown := True;
end;

• (19)ComboBoxPaired-OnChange事件

  點選切換設備時觸發事件，修改Bluetooth1的設備資訊。

procedure TMyHandler.ComboBoxPairedChange;
//切換設備
begin
  FThis.Bluetooth1.PairedDevice := FThis.ComboBoxPaired.Items[FThis.ComboBoxPaired.ItemIndex];
end;

• (20)ComboBoxServices-OnChange事件

  點選切換服務，並啟動藍芽服務。

procedure TMyHandler.ComboBoxServicesChange;
//切換服務
begin
  FThis.Bluetooth1.CloseServerSocket;
  FThis.Bluetooth1.FreeClientSocket;
  FThis.Bluetooth1.ServiceUUID := FThis.ComboBoxServices.Items[FThis.ComboBoxServices.ItemIndex];
  FThis.Bluetooth1.CreateServerSocket;
end;

• (11)Bluetooth1-OnReceiveData事件

  讀取藍芽接收的數據解析並顯示。

procedure TMyHandler.Bluetooth1ReceiveData;
//讀取並顯示數據
var
  FData: String;
begin
  FData := Trim(ReceiveData);
  if FData <> '' Then
  begin
    if length(FData)=10 Then
    begin
      //ShowMessage('濕度：'+Copy(FData,1,5)+' %， 溫度：'+Copy(FData,6,4)+' ℃');
      FThis.WidgetLCDLabel1.Caption.Value := StrToFloat(Copy(FData,6,4));
      FThis.WidgetLCDLabel2.Caption.Value := StrToFLoat(Copy(FData,1,5));
    End
    else
    begin
      //ShowMessage('返回數據:'+FData);   
    End;
  end
  else
  begin
    //ShowMessage('返回數據:無數據！');   
  end        
end;

8. 運行結果

  通過工具欄儲存，將程式儲存為 sdb 專案檔案。

  使用滑鼠點選工具欄運行（Run），測試運行結果。首先點選藍芽圖示按鈕，右側下拉框顯示可選的藍芽設備，點選選擇HC-06，再點選下方的服務圖示按鈕，右側下拉框會顯示處可選的服務，點選Dev B系列，此時關注HC-06模組的指示，待指示燈停止閃爍變成常亮狀態則配對成功，此時將圖中的撥桿撥向「開」，數值顯示屏中的溫濕度數據每隔兩秒更新一次。