蓝牙消息盒子

此项目接收消息并在 LCD 屏幕上显示。

您可以将其用作家庭留言板，提醒尚未出门的家人记得带钥匙。

所需元件

在这个项目中，我们需要以下元件。

购买整套套件会更方便，以下是链接：

名称

套件所含项目

链接

Elite Explorer 套件

300+

Elite Explorer Kit

您也可以从下面的链接单独购买。

元件介绍

购买链接

Arduino Uno R4 WiFi

-

面包板

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杜邦线

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I2C LCD1602

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接线

../_images/07_lightblue_lcd_bb.png

原理图

../_images/07_lightblue_lcd_schematic.png

生成 UUID

UUID 在 BLE 通信中起着至关重要的作用，确保设备的唯一性和它们之间数据交换的准确性。您需要自定义 UUID 来创建自己的 BLE 服务和特性，以满足特定的应用需求。（这里，我们需要创建一个支持文本输入的特性。）

  1. 使用 在线 UUID 生成器工具 创建您独有的 UUID，以避免 UUID 冲突。

  2. 生成两个版本 4 的 UUID。

    ../_images/07_uuid_1.png

  3. 复制它们并替换代码中的两个 UUID。

    #define SERVICE_UUID "uuid1"
#define CHARACTERISTIC_UUID "uuid2"

安装库

ArduinoBLE.h：用于处理低功耗蓝牙 (BLE) 通信。 LiquidCrystal_I2C.h：用于控制带有 I2C 接口的 16x2 字符 LCD 屏幕。

运行代码

备注

  • 您可以直接打开路径 elite-explorer-kit-main\iot_project\07_lightblue_lcd 下的 07_lightblue_lcd.ino 文件。

  • 或者将这段代码复制到 Arduino IDE 中。

备注

要安装库，请使用 Arduino 库管理器搜索并安装 “ArduinoBLE” ** 和 **”LiquidCrystal I2C” 。

如何操作？

要与本 sketch 中创建的服务和特性进行交互，您应使用通用的蓝牙低功耗中心应用程序，如 LightBlue（适用于 iOS 和 Android）或 nRF Connect（适用于 Android）。

让我们以 LightBlue 为例，演示如何通过蓝牙控制 Arduino 的 LED。

  1. 从 App Store（iOS）或 Google Play（Android）下载 LightBlue 应用程序。

    ../_images/07_lightblue.png

  2. 通过蓝牙将 Arduino 与智能手机连接

    转到蓝牙设置，找到名为 “UNO R4 BLE” 的设备。连接到它。

    ../_images/07_iot_ble_01.jpg

  3. 使用 LightBlue 通过蓝牙与 Arduino 交互

    启动 LightBlue，点击界面底部的 Bonded ** 选项卡。在这里，您将看到智能手机之前配对过的 BLE 设备列表。找到 **UNO R4 BLE ** 并点击 **CONNECT 。

    ../_images/07_iot_ble_02.jpg

    连接后，您将能够访问蓝牙设备的详细信息。向下滚动找到您的服务 UUID 和您的特性 UUID。

    点击该特性。您会注意到该特性既可读又可写，允许您对其进行读写。

    继续滚动到 “Data format” 部分，将其更改为 UTF-8 String。 在文本框中输入文本并点击 write。您输入的消息将出现在 LCD 上。

    ../_images/07_iot_ble_03.jpg

工作原理

以下是代码的主要部分及其功能说明：

  1. 包含所需的库：

    • ArduinoBLE.h：用于处理 BLE 通信。

    • Wire.h：用于 I2C 通信。

    • LiquidCrystal_I2C.h：用于控制带有 I2C 接口的 16x2 字符 LCD 屏幕。

  2. 定义一个 BLE 服务和一个 BLE 特性：

    • 使用 BLEService 类定义一个 BLE 服务，并为其分配一个唯一的 UUID。

    • 使用 BLECharacteristic 类定义一个 BLE 特性，为其分配一个唯一的 UUID，并赋予读（BLERead）和写（BLEWrite）权限。

    • 创建一个字符数组 stringValue 作为特性的初始值。

  3. 初始化一个 16x2 字符 LCD 屏幕 (LCD)：

    • 使用 LiquidCrystal_I2C 类初始化一个 LCD，指定 I2C 地址 (0x27) 以及行数和列数 (16x2)。

    • 打开 LCD 的背光，清屏，将光标移动到第一行的起始位置，并显示 “Bluetooth LCD”。

  4. 在 setup() 函数中执行初始化：

    • 初始化串行通信。

    • 初始化 BLE 模块，如果初始化失败，则进入一个无限循环。

    • 设置 BLE 外设的本地名称和服务 UUID。

    • 将 BLE 特性添加到 BLE 服务中。

    • 开始广播 BLE 服务，以便中心设备可以发现并连接到它。

    • 初始化 LCD。

  5. loop() 函数：

    • 通过调用 BLE.central() 检查是否有中心设备连接到 BLE 外设。如果有中心设备连接，则进入连接处理逻辑。

    • 在连接状态下，通过检查 boxCharacteristic.written() 来检查是否已向 BLE 特性写入数据。

    • 如果已写入数据，使用 boxCharacteristic.valueLength() 获取写入数据的长度，并创建一个字节数组 buffer 来存储写入的数据。

    • 使用 boxCharacteristic.readValue() 将 BLE 特性中的数据读取到 buffer 中。

    • 在 buffer 的末尾添加一个空字符 '\0'，将其转换为字符串。

    • 将接收到的消息打印到串口监视器，并在 LCD 上显示。

    • 在中心设备断开连接后，继续等待下一个中心设备连接。