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对蓝牙低功耗技术及其在无线遥控小车中的应用研究

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◇科技论坛◇　科技圈向导　２０１４年０８期　对蓝牙低功耗技术及其在无线遥控小车中的应用研究　韩玉坤　（青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛２６６０４２）　

【摘要】蓝牙技术已经融入到我们生活中的每一个角落，所以，蓝牙的功耗问题也越来越受到关注。低功耗蓝牙技术是一种新型的无线通　信技术．具有巨大的市场潜力以及广阔的适用范围，是传统蓝牙技术的补充，通过与传统蓝牙技术进行比较，说明低功耗蓝牙技术的优势所在　最后简单介绍了蓝牙低功耗技术的应用。　【关键词】无线通信技术；蓝牙；低功耗技术　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐＪｉｃａｔｉｏｎ　Ｈａｎ　Ｙｕ—ｋｕｎ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６０４２）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｉｎｔｏ　ｏｕｒ　ｌｉｖｅｓ　ｅｖｅｒｙ　ｅｏＩＴｌｅｒ，∞ｔｈｅ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｂｅｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．Ｌｏｗ—ｐｏｗｅｒ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｉｔ　ｈａｓ　ｈｕｇｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｎｄ　ｂｒｏａｄ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ　ｔｏ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｇｉｖｅ　ａ　ｂｒｉｅｆ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ；ｌｏｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

１．背景概述　随着计算机网络的和便携式通讯设备的飞速发展．人们可以通过　通过网络随时随地的交换信息，但是在某些场所．比如偏远地区、地震　灾区和网络覆盖不到的情况下．就需要另一种通讯方式．这种通讯方　式不需要架设基础设施．而且主机能够任意的移动【１１。　另一个问题是手机、Ｉｐａｄ、相机、Ｐｃ等电子设备间通讯的规范不　

一，

各式各样的接口和线缆，使得设备问的数据通讯变的困难，更大的　

障碍是现在设备间通讯的电量消耗非常高．比如两节五号电池只能控　制一个简单的遥控小车半个小时左右．高消耗以及高消费给生活娱乐　带来极大的不便　所以，一种能在短距离实现的、快捷通讯的、低功耗　的技术应运而生．这就是最有前途的无线通信技术之一——蓝牙低功　耗技术。　２．蓝牙低功耗技术　蓝牙技术是由蓝牙技术联盟（ｓＩＧ）推出的一种低功耗、低成本并　且开放标准的新型短距离无线通信技术．是一种无线数据与语音通信　的开放性全球规范．它集传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术与一　体，广泛应用于手机、电脑、相机等人们常用的电子设备中目。　２．１蓝牙低功耗技术特点　（１）速度：支持１Ｍｂｐｓ数据传输率下的数据包，最少８个八组位，　最多２７个。　（２）跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地　减少和其他２．４ＧＨｚ　ＩＳＭ频段无线技术的串扰　（３）主机控制：更为智能，可以休眠更长时间，只在需要执行动作　的时候唤醒　（４）延迟：最短可在３毫秒内完成连接设置并开始传输数据。　（５）范围：提高调制指数，最大范围可超过１００米。　（６）安全：使用ＡＥＳ一１２８ＣＣＭ加密算法进行数据包加密和认证。　（７）拓扑：每个数据包的每次接收都使用３２位寻址，理论上可连　接数十亿设备：针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接：　使用快速连接和断开．数据可以再网状拓扑内转移而无需维持复杂的　网状网络。　２．２低功耗蓝牙的硬件模块　低功耗蓝牙和传统蓝牙在底层的射频硬件上是一样的．具有相同　的天线．射频前端等，使得低功耗蓝牙能和传统蓝牙很好的兼容。　低功耗蓝牙的硬件芯片分为双模式和单模式　在双模式中．低功　耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中．在现有经典蓝牙技术　ｆ２．１＋ＥＤＲ／３．０＋Ｈｓ）心－－ｔ４－片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，所以成　

本增加有限　单模式面向集成度高的设备．使用一个轻量级连接层提　供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传　输。同时还有高级节能和安全加密连接。双模芯片主要应用在手机、多　媒体设备和个人电脑。单模式只有低功耗蓝牙芯片有，是集成度很高　而且尺寸很小的器件。在单模式下．功耗较低．为传统蓝牙功耗的１０％　左右．但不兼容传统蓝牙方案。　２＿３低功耗蓝牙的协议　传统蓝牙有６种基本协议．定义了２８种包结构．７５个链路层命　令．２５种以上的操作模式。与传统蓝牙相比．低功耗蓝牙只有２种基　本协议．定义了１种包结构，７个链路层命令和４种操作模式．简单的　结构使得低功耗蓝牙在连接速度要大大超越传统蓝牙。表１是传统蓝　牙和低功耗蓝牙协议结构比较。　表１　传统蓝牙和低功耗蓝牙协议结构比较　

服务发现　电话通信　串口仿ｌ协议　协议　蔽　（　－ｃｌ０ＭＭ）　（ＳＤ　）　（∞。Ｓ）　逻辑链路控制与适配协议（Ｌ２ＣＡＰ）　

ｌ　主机控制接口（１∞　）　ｌ　

｝罐路管理协议（　）　

墨带层协议　ＢＢ）　龟渡发射屡（ＲＦ）　

ｒＰ　ＲＤ　协议适配屡（　）　

主机控制接口（Ｈｅ７）　Ｉ　

罐路屡（ＬＬ）　

电演发射层（ＲＦ）　表１中基带协议和链路管理协议构成传统蓝牙的底层协议．而低　功耗蓝牙却只有一个链路层协议（ＬＬ），提供超低功耗的运行模式，它　找到设备的过程很简单．点对多点的数据传输很可靠．具有先进的节　电功能和加密功能　协议适配层（ＰＡＬ）的功能与传统蓝牙的逻辑链路　控制与适配协议类似．是一个简化的ＩＺＣＡＰ．ＡＴＰ与ＲＤ是低功耗蓝　牙的上层协议．能支持简单的应用程序。　３．蓝牙低功耗技术在无线遥控小车中的应用　无线遥控小车在扫雷、排险等行动中具有重要意义．传统的无线　遥控小车抗干扰能力差．耗电量大．而蓝牙低功耗技术大大加强了，小　车的抗干扰能力及安全性．并且一块纽扣电池就能使小车运行数月至　数年之久。　蓝牙无线小车的总体设计框图如图１．　

作者简介：韩玉坤（１９８６一），男，青岛科技大学，硕士研究生，研究方向为智能控制。　２７１　２０１４年０８期　科技Ｉ向导　◇科技论坛◇　ｌ　蝴　ｌ　图１　蓝牙无线小车的总体设计框图目　４．结束语　蓝牙规范可能是现在使用的所有无线技术中最成功的短距离无　

线技术，目前，很大部分的手机装备了蓝牙模块，而且由于芯片领域中　对功率的要求越来越高，低功耗蓝牙势必会取代当前的无线标准，并　且低功耗蓝牙技术比较简单，成本低．这将对移动电话制造商产生不　可抗拒的吸引力．蓝牙低功耗技术在军事、医疗等各领域的应用也会　越来越多。Ｑ　

【参考文献】　［１］乐红兵．关于蓝牙技术的研究ｆＤ１．２００８．０８．　ｆ２１陈锦粱，马文超，马收燕．低功耗蓝牙分析及其应用．２００９年研究生学术交流　会通信与信息技术论文集　Ｉ．２００９　ｆ３１周瑛，杨盛国，黄凌云．基于蓝牙技术遥控小车的设计与实现ｆＮ１．福建师大福　清分校学报．２０１２（５）　

ｆ上接第２２２页）电梯曳引钢丝绳的断丝量和当量磨损一般会经过　漏磁测试来采集钢丝绳的磁场变化信号．主要是将钢丝绳穿过磁铁．　检测探头采用永久性磁铁．以霍尔元件来采集磁场的变化信号．传感　器能将信号传递到计算机系统。计算机内部的编码计算将信号脉冲进　行扩大．信号放大之后能显示钢丝绳的断丝量和钢丝磨损情况．我国　的漏磁检测技术主要有ＫＳＴ、ＴＣＫ和ＭＴＣ三类。　２．４电梯噪声测试　电梯运行的噪声对乘坐人员的身体健康有一定影响．会影响到舒　适度．而舒适性是电梯运行的重要参考指标．关乎着电梯的市场推广．　所以．噪声检测技术被广泛重视　噪声测试主要是在地面ｌ＿５Ｍ左右的　高度．利用测量声压级的传感器．测量生源１Ｍ左右的分贝．取其中最　大的为噪声值作为控制对象　２．５目测检验　此项主要是对于电梯的外观进行观测，利用卡尺、卷尺、塞尺等检　测工具来测量可接触到的零部件．和电梯的设计规范相参照。此外．电　梯开关和其他运行功能的控制实验，观察运行中的稳定性和舒适度．　

可以通过实验人员的体验来评估电梯的质量。　３．结语　我国的经济增长提升了高层建筑的速度．特别是对于大型建筑　的电梯安全运行影响着其实际的效能．深入研究电梯的应用技术研　究．并以实际运行中常出现的故障为参考指标进行检测，探索先进　科学的检测方案．评估电梯的综合性能．对社会具有非常深远的意　

义。　

【参考文献】　［１］姚泽华，沈功田．电梯无损检验技术明．无损检测，２００６（０６）：３１０　３１３．　『２１ｉ　ＳＧｒ１７００１－－２００９．电梯监督检验和定期检验规则一曳引与强制驱动电梯　［ｓ】．　［３］毛．｝不新．电梯与自动扶梯技术检验［Ｍ］．北京学苑出版社，２００１．　

［４］吕文斌ｌ试论电梯的技术发展趋势　山西建筑，２００１：１７６～１７７．　『５］李彦华．智能电梯群控系统的研究与设计硕土论文，２００８．　［６］朱昌明．电梯的技术发展趋势田．工程机械与维修，２００１，２．　

（上接第２６１页）Ｅ　——氧探头输出的开路的电压，Ｖ；　——氧探头输出的回路的电压．ｖ。　氧探头输出回路的电压Ｅ。的测量，在测量时最少需要测量三次：　氧探头输出开路的电压　的测量，在测量时最少需要测量三次。取Ｅ。　和　的平均值计算出氧探头的内阻，保留四位有效数字即可。　５．测试过程　（１）进入现场时．按要求穿戴劳保用品，防止烫伤、高空坠物　（２）观察可控气氛炉碳势控制系统的控制仪表，看其工作是否正常。　（３）观察氧探头位置，选择合适的凳子或梯子。　（４）打开氧探头的接线盒，并观察氧探头的接线端子，选择找到氧　探头的氧电势接线端子　（５）选择测试时机．一要待炉内碳势稳定在某一示值２０分钟以上．　二要注意尽量不要让氧探头参比空气的进气口有强烈的空气扰动　（６）用数字多用表，如ＨＰ３４４０１Ａ，选择其直流电压０～１０伏档或　自动档．将数字多用表的红黑表笔分别与氧探头的氧电势接线端子连　接，待数值稳定后，读取氧探头输出的开路的电压Ｅ　，测量三次，保留　

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无线智能遥控小车--电子设计实验报告

无线智能遥控小车--电子设计实验报告

****************大学班级：****** 作者：******指导老师：****电 子设 计 之无线遥控智能小车1引言1.1编写目的本概要设计说明书是针对电子设计的课程要求而编写。

目的是对该项目进行总体设计，在明确系统需求的基础上划分系统的功能模块，进行系统开发的分工，明确各模块的接口，为进行后面的详细设计和实现做准备。

满足无线遥控爱好者对智能小车的设计要求，想通过这份概要设计给爱好者一个好的设计思路，设计方法进行参考。

本概要设计说明书的预期读者为本项目小组成员以及无线遥控爱好者。

1.2背景a.实践题目的名称：无线遥控智能小车b.项目的任务提出者：***，***，***c.项目的开发者：***，***，***d.面向用户：所有无线遥控爱好者，对智能小车感兴趣，想借此提高动手能力的用户。

鉴于电子设计课程要求，需要一份设计实品，加之小组成员对智能小车有着独特的爱好，所以这次设计选择了遥控智能小车作为电子设计的题目。

2总体设计2.1需求规定●所设计智能小车功能：主要功能：无线遥控，避障；附加功能：超声波测距、速度调节、液晶显示、音乐、流水灯和散热系统。

★通过无线串口对小车进行无线遥控，可以在遥控，避障这两个主要功能之间自由切换。

★遥控时，通过遥控器上的按钮可以方便灵活地控制小车前进，后退，左转和右转等。

★避障时，利用红外传感器探测障碍物，从而达到避障的目的。

●小车安装了超声波传感器，可以进行距离测量，如果距离过近，蜂鸣器发出警报，并将距离等数据实时传到液晶屏上显示。

★通过按钮同时控制一些其他功能，如音乐，风扇和流水灯等。

2.2运行环境最好是室内平地2.3基本设计概念和处理流程整体框图：2.4所需器件★小车模型（三轮，带电机）★ATMAGE16单片机最小系统（3个，小车上两个一个负责接受无线，控制电机，另外一个则是负责其他功能，最后一个遥控器上的）★直流电机驱动模块，采用两个LM298驱动模块分别控制两个电机★传感器模块，采用红外传感器2个，超声波传感器两个★无线串口模块★电源模块（5v,12v）★按键模块，用于无线遥控小车★LCD1602液晶一块★电机一个★蜂鸣器一个★锂电池一块★南孚电池若干节★发光二级管若干★键盘（8个按钮）3接口设计3.1用户接口小车主要有避障和遥控两种模式，通过控制小车上的一个模式选择开关，手动遥控时自动模式无效，同样小车处于自动状态时，手动遥控无效。

成功实现手机蓝牙控制智能小车机器人!视频+程序源代码(Android)

成功实现手机蓝牙控制智能小车机器人!视频+程序源代码(Android)

上次成功实现了通过笔记本电脑蓝牙来控制智能小车机器人的运动，但是通过电脑控制毕竟不方便，于是乎~本人打算将控制程序移植到手机上。

目前主流的手机操作系统有塞班、安卓（Android）、Windows Mobile，对比了一下，首先，塞班是用C++写的，这么多门语言我唯独看到C++就头大···，放弃了···，Windows Moblie 其实和之前发的电脑端程序基本是一样的，也就没什么意思了，最后决定选择目前正火的Android手机作为控制平台。

Android是个开源的应用，使用Java语言对其编程。

于是这次的开发我选用Eclipse作为开发工具，用Java语言开发手机端的控制程序，由于之前对Android的蓝牙通信这块涉及不多，一开始感觉有点小茫然，而网上也少有这方面的例程，有少数人做出了类似的东西，但是只传了个视频装X！雪特····经过几天的研究，最终确定了手机蓝牙通信其实就是Socket编程，再经过一番编写和调试，昨晚终于大功告成！这是视频：下面开始介绍Android手机端控制程序的编写：首先打开Eclipse，当然之前的Java开发环境和安卓开发工具自己得先配置好，这里就不多说了，网上教程一大摞。

然后新建一个Android项目，修改布局文件main.xml，代码如下：<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><AbsoluteLayoutandroid:id="@+id/widget0"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"xmlns:android="/apk/res/android"><Buttonandroid:id="@+id/btnF"android:layout_width="100px"android:layout_height="60px"android:text="前进"android:layout_x="130px"android:layout_y="62px"></Button><Buttonandroid:id="@+id/btnL"android:layout_width="100px"android:layout_height="60px"android:text="左转"android:layout_x="20px"android:layout_y="152px"></Button><Buttonandroid:id="@+id/btnR"android:layout_width="100px"android:layout_height="60px"android:text="右转"android:layout_x="240px"android:layout_y="152px"></Button><Buttonandroid:id="@+id/btnB"android:layout_width="100px"android:layout_height="60px"android:text="后退"android:layout_x="130px"android:layout_y="242px"></Button><Buttonandroid:id="@+id/btnS"android:layout_width="100px"android:layout_height="60px"android:text="停止"android:layout_x="130px"android:layout_y="152px"></Button></AbsoluteLayout>这个布局文件的效果就是如视频中所示的手机操作界面。

车联网小车实验报告(3篇)

车联网小车实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建车联网小车平台，学习车联网技术的基本原理和实现方法，了解车辆环境感知、通信协议、智能控制等相关知识，培养学生的动手能力和创新思维。

二、实验背景随着物联网技术的飞速发展，车联网已成为未来汽车工业和智能交通领域的重要发展方向。

车联网技术通过将车辆与互联网连接，实现车辆之间的信息共享、协同控制和智能化服务。

本次实验旨在通过搭建车联网小车平台，让学生了解车联网技术的基本原理和实现方法。

三、实验内容1. 车辆环境感知实验（1）实验目的：学习车辆环境感知技术，实现小车对周围环境的感知。

（2）实验内容：使用超声波传感器和红外传感器对小车周围环境进行感知，包括障碍物距离、温度、湿度等。

（3）实验步骤：①搭建小车平台，连接超声波传感器和红外传感器；②编写程序，读取传感器数据，进行数据处理；③实现小车避障、跟随等功能。

2. 监控系统及光纤通信实验（1）实验目的：学习监控系统及光纤通信技术，实现小车信息的实时传输和监控。

（2）实验内容：使用摄像头和光纤通信模块，实现小车信息的实时传输和监控。

（3）实验步骤：①搭建小车平台，连接摄像头和光纤通信模块；②编写程序，实现摄像头图像采集和光纤通信数据传输；③实现小车监控画面实时显示，并对传输数据进行处理。

3. 驾驶行为实验（1）实验目的：学习驾驶行为分析技术，实现小车对驾驶员行为的识别和响应。

（2）实验内容：使用摄像头和加速度传感器，对驾驶员行为进行分析。

（3）实验步骤：①搭建小车平台，连接摄像头和加速度传感器；②编写程序，实现驾驶员行为识别和响应；③实现小车对驾驶员行为的实时反馈。

四、实验结果与分析1. 车辆环境感知实验通过实验，我们成功实现了小车对周围环境的感知。

超声波传感器和红外传感器能够准确测量障碍物距离，摄像头能够实时采集小车周围环境图像。

通过数据处理和图像识别技术，小车能够实现避障、跟随等功能。

2. 监控系统及光纤通信实验通过实验，我们成功实现了小车信息的实时传输和监控。

基于Android平台的无线遥控智能小车

基于Android平台的无线遥控智能小车

基于Android平台的无线遥控智能小车朱丹峰;葛主冉;林晓雷【摘要】Design the hardware and software in the Android-based intelligent car with wireless remote control.The system has two kinds of remote control ways:Bluetooth and WiFi.As for the hardware,the system takes STC12C5A60S2 singlechip as the core,others is mainly composed by the Android devices,power supply modules,DC motor drivermodule,tracking module,obstacle avoidance module,light-searching module,WiFi module and camera module.Regarding the software,complete the programming of Android device in the upper computer and singlechip in the lower computer.After comparing the programs and testing the relevant parameters,the results show that the system of the intelligent car is stable and it can achieve the desired goals by perfectly performing functions of wireless remote control,tracking,obstacle avoidance,light-searching,video monitoring and so on.%设计基于Android平台的无线遥控智能小车的软硬件.该系统具有蓝牙和WiFi两种遥控方式.在硬件方面,该系统以STC12C5A60S2单片机为核心,其他主要由Android设备、稳压电源模块、直流电机驱动模块、循迹模块、避障模块、寻光模块、蓝牙模块、WiFi模块及摄像头模块等组成.在软件方面,完成了上位机Android设备程序、下位机单片机程序的编写.经过方案的对比,相关参数的测试,实验结果表明该智能小车系统稳定,能完成无线遥控、循迹、避障、寻光、视频监控等功能,达到预期目标.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2013(036)003【总页数】5页(P408-412)【关键词】Android;WiFi;蓝牙;单片机;监控;智能小车【作者】朱丹峰;葛主冉;林晓雷【作者单位】温州医学院生物医学工程系,浙江温州325035;温州医学院生物医学工程系,浙江温州325035;温州医学院生物医学工程系,浙江温州325035【正文语种】中文【中图分类】TP242.6目前，蓝牙和WiFi技术得到了空前广泛的应用，使用蓝牙和WiFi的产品非常多，如手机、电脑、汽车、游戏设备和医疗设备等。